Контакты
Главная / Интернет

Схема электрическая колонки genius sp j06. USB-акустика Genius SP-U110: где искать правильный звук TDA2822


В этой статье я хочу рассказать о способе борьбы с помехами из компьютерных колонок Genius SP-U110 .
Колонки эти стоят у меня на работе. Кроме выдачи музыки, они ещё умудрялись фонить от сотовых телефонов и прочих радиопомех. В итоге колонки были вскрыты для анализа причин фона.

Считаю, что главной проблемой является питание от порта USB компьютера. При этом образуется «земляная петля» между сигнальной «землёй» на штекере mini-jack и силовой землёй USB. Попытки изменения места подключения экранной оплётки сигнального провода особых улучшений не давали. Тогда было решено сделать новую печатную плату.

Схема УМЗЧ на TDA2822 с токовой ООС

Расскажу о «сердце» акустической системы Genius Sp-U110. УНЧ собран на микросхеме TDA2822 в миниатюрном планарном 8-выводном корпусе. Питать её можно от 1,8 до 15 Вольт. Т.к. колонки питаются от USB, то напряжение будет 5 Вольт и оно довольно «грязное» из-за помех от БП компьютера.
Питание +5 Вольт подано на 2 вывод (согласно даташита), «земля» к 4 выводу. Конденсатор С5 был максимально близко установлен к микросхеме.

Повторять стандартную схему из даташита мне не хотелось, а схема от производителя колонок была ещё хуже. Было решено применить включение ИТУН (источник тока управляемый напряжением). Такая реализация обладает специфическим звучанием, сравнимым с ламповыми усилителями.

Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только

Я сразу удалил разделительные конденсаторы во входных цепях левого и правого канала. Резисторы R8, R9 поставил на 100к, против 180к в оригинале, т.к. амплитуды входного сигнала не хватало для достижения максимальной мощности колонок. Добавил конденсаторы С11, С12 для подавления радиопомех.

Конденсаторы С9, С10 поставил на 100 мкФ*16В, Jamicon электролитические неполярные. Т.к. эти конденсаторы входят в цепь ОООС (общая отрицательная обратная связь), то экономить на их качестве губительно для звука.

Конденсаторы С7, С8 служат для недопущения постоянного тока на динамики. Иначе вместо звука будет гул и дым. Тип конденсаторов - электролитические полярные Jamicon на 1000 мкФ*25В. В принципе ёмкость их может быть и меньше, т.к. отдача по НЧ у штатных динамиков слабая, а меньшая ёмкость снизит уровень НЧ-составляющей сигнала, чтобы не мучить динамики тем, чего им не «переварить». Но поставил, что было под рукой.

Резисторы R4, R6 являются токовыми датчиками, т.е. преобразуют ток, проходящий через катушки динамиков в напряжение, пропорциональное этому току. Через конденсаторы С9, С10 полученный сигнал подаётся на инвертирующие входы микросхемы, чтобы она была в курсе происходящего и могла подправить искажения выходного сигнала. Упрощённо, в этом состоит принцип ОООС.

На верхнем слое все дорожки «земли» частично сведены в одну точку - на «минус» конденсатора блока фильтрации питания, частично применил полигонную схему.
Сигнальная «земля» отделена и предполагает одну точку подключения к силовой «земле».

--
Спасибо за внимание!
Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»


При экспериментах с компактной активной акустической системой (АС) "Genius SP-P110" было выяснено, что установленные в неё динамические головки способны на более качественное звучание, чем может обеспечить встроенный в неё двухканальный УМЗЧ. Эта АС относится к низшей ценовой категории, поэтому неудивительно, что производитель сэкономил на всём, на чём только можно было сэкономить. Поэтому с целью повышения качества звучания и повышения надёжности было решено доработать это устройство.

В первую очередь был изготовлен новый блок питания, схема которого показана на рис. 1. Старый, сильно гревшийся трансформатор с габаритной мощностью около 2 Вт удалён. Взамен него установлен более мощный и надёжный трансформатор ТС-БП-22 (от кассетной магнитолы советского производства). Сетевое напряжение 230 В поступает на первичную обмотку трансформатора T1 через замкнутые контакты выключателя SB1 и резистор R1, который выполняет защитную функцию. Варистор RU1 совместно с резистором R1 защищает трансформатор от превышения сетевого напряжения.

Рис. 1. Схема блока питания

С вторичной обмотки трансформатора T1 переменное напряжение 9...10 В через самовосстанавливаю-щийся предохранитель F1 поступает на мостовой выпрямитель, собранный на диодах VD1-VD4. Конденсатор C5 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения, светодиод HL1 сигнализирует о наличии выходного напряжения. Межобмоточный экран и корпус трансформатора электрически соединены с минусовым проводом блока питания. Большинство элементов блока питания размещены на монтажной плате из нефольгированного текстолита размерами 30x60 мм (рис. 2). Применён проводной монтаж. Резистор R1 и варистор RU1 распаяны на контактах выключателя.

Рис. 2. Элементы блока на монтажной плате

УМЗЧ в АС SP-P110 собран на интегральной микросхеме TEA2025B, которая способна развивать мощность до 2,3 Вт в каждом канале. Вариант усилителя, реализованный производителем АС на этой микросхеме, развивал выходную мощность не более 0,2 Вт, а низкие звуковые частоты практически не прослушивались. Ещё одним неприятным бонусом была низкая чувствительность усилителя, недостаточная для воспроизведения фонограмм с карманных MP3-плейеров.

Поскольку микросхема TEA2025B способна на большее, было решено не изготавливать новый усилитель, а доработать имеющийся. Схема этого варианта УМЗЧ показана на рис. 3. Использована нумерация элементов, указанная на плате, обозначения дополнительно установленных элементов начинаются с префикса 1 . Конденсатор C12 (1000 мкФ) был заменён конденсатором большей ёмкости (2200 мкФ), C4 и C10 были заменены конденсаторами ёмкостью 470 мкФ (были по 220 мкФ). Аналогично конденсаторы C1 и С6 (0,22 мкФ) заменены конденсаторами ёмкостью 0,47 мкФ. Сопротивления резисторов R2 и R5 уменьшены до 100 Ом вместо 680 Ом, что увеличило коэффициент усиления УМЗЧ. Резистор R7 (560 Ом) заменён резистором сопротивлением 5,6 кОм.

Рис. 3. Схема доработанного УМЗЧ

Были переделаны и входные цепи УМЗЧ. Раньше входное напряжение поступало напрямую на регулятор громкости VR1, а после доработки - через RC-фильтры на элементах 1R12, 1С14и 1R13, 1C15, что защищает УМЗЧ от высокочастотных наводок. До доработки на выходе УМЗЧ динамические головки автоматически отключались при вставленном штекере головных телефонов, теперь их можно отключить с помощью кнопки SW1. Кроме того, сигнал на головные телефоны стал поступать через токоограничивающие резисторы 1R17, 1R18. Были установлены дополнительные блокировочные керамические конденсаторы 1C20, 1C21, 1C22. Выходная мощность доработанного УМЗЧ с новым источником питания - около 0,6 Вт в каждом канале.

Устройство было дополнительно оснащено стабилизатором напряжения +5 В, которое выводится на USB-гнездо 1XS1. К этому гнезду можно подключать различные мобильные устройства для их питания или зарядки встроенных аккумуляторных батарей. Стабилизатор собран на интегральной микросхеме 1DA2, резистор 1R15 уменьшает рассеиваемую микросхемой мощность. Стабилитрон 1VD2 защищает подключённую нагрузку от повышенного напряжения.

Поскольку в некоторых мобильных мультимедийных аппаратах общий вывод для подключения головных телефонов имеет электрический потенциал относительно общего минусового провода питания, для предотвращения повреждения таких устройств и обеспечения их работоспособности в разрыв общего провода УМЗЧ включены элементы 1R11, 1C13, 1R14.

В блоке питания можно применить диоды Шотки 1 N5819, MBRS140T3, MBR150, MBR340, BYV10-40, SB140. Диод 1N4003 можно заменить любым из серий 1 N4001-1 N4007, КД243, КД247. Светодиод может быть любого цвета свечения повышенной яркости. Варистор TVR10561 можно заменить варистором FNR-10K471, FNR-14K471, FNR-20K471, MYG20-471. Резистор R1 - импортный невозгораемый или Р1-7. Выключатель питания - кнопочный или клавишный, рассчитанный на коммутацию напряжения 230 В переменного тока, например, JPW-2104, RS-201-8C. Все неполярные конденсаторы - керамические импортные, оксидный - К50-35 или импортный. Взамен трансформатора ТС-БП-22 подойдёт унифицированный ТП-112-3.

В УМЗЧ применены резисторы С2-23 или импортные, оксидные и неполярные (керамические), конденсаторы - также импортные. Элементы стабилизатора напряжения установлены на дополнительной монтажной плате размерами 45x45 мм. Микросхема КА7805 установлена на дюралюминиевый теп-лоотвод размерами 68x40x2 мм, её можно заменить любой из серий 7805, 78M05. Доработанная плата УМЗЧ показана на рис. 4. На интегральной микросхеме U1 прикреплён дополнительный П-образный латунный теплоотвод площадью поверхности около 8 см 2 . Изначально тепло от этой микросхемы отводилось с помощью печатных проводников на печатной плате.

Рис. 4. Доработанная плата УМЗЧ

Размещение узлов в корпусах колонок показано на рис. 5. В одной колонке размещён блок питания с выключателем и индикаторным светодиодом, в другой - УМЗЧ с регулятором громкости, гнездо для подключения головных телефонов и выключатель динамических головок. Между собой колонки соединены четырёхпроводным мягким кабелем. По двум проводам поступает напряжение питания, по другим двум - сигнал с выхода УМЗЧ.

Рис. 5. Размещение узлов в корпусах колонок

Доработка УМЗЧ обеспечила улучшение качества звучания АС, он имеет более высокую чувствительность, а сама АС оснащена USB-портом. В результате звучание АС оказалось лучше, чем у компактных "кухонных" ЖК-телевизо-ров, ноутбуков, планшетов, других мобильных устройств. Были также намерения заменить безымянные динамические головки мощностью 1 Вт другими, мощностью 3...8 Вт, имеющими такие же габаритные размеры. К моему удивлению, "фирменные" динамические головки, изъятые из кинескопных (диагональ 51, 54 см) телевизоров, звучали заметно хуже.

Аналогично можно доработать и другие компьютерные активные АС, поскольку часто бывает так, что их производители с целью экономии не реализовывают заложенные в динамические головки и интегральные УМЗЧ потенциал.

При изготовлении нового блока питания надо строго выполнять правила техники безопасности, изложенные в статье "Осторожно! Электрический ток!" ("Радио", 2015, № 5, с. 54).


Дата публикации: 12.11.2015

Мнения читателей
  • Андрей / 18.12.2015 - 13:31
    А я влепил TDA2005 http://radiokot.ru/forum/download/file.php?mode=view&id=232341&sid=только конденсаторы C6 C7 развернуть

Потребовалось оборудовать компьютерное рабочее место. С целью экономии средств решил восстановить и отремонтировать старые компьютерные колонки «Genius». Колонки крепкие, в прочном корпусе и с достойным акустическим излучателем, но вот электроника вызывала нарекания. Используя доступные и дешевые электронные модули приобретенные в интернет магазинах удалось своими руками сделать громкие колонки с чистым звуком. Компьютерные колонки по своим параметрам оказались дешевле аналогичной акустики купленной в магазине. Представлена подробная пошаговая инструкция ремонта со схемой, фото и видео.

Ремонт компьютерных колонок Genius своими руками

Для восстановления и ремонта взяты компьютерные колонки «Genius SP-16». Колонки начали свою жизнь со времен 14″ компьютерных электронно-лучевых мониторов. Корпуса сделаны из прочной пластмассы с достаточным внутренним объемом. Внутри колонок установлены динамики с высоким КПД и хорошей характеристикой воспроизведения. Но вот к электронике есть претензии, которые частично устранялись в процессе эксплуатации (замена электролитических конденсаторов). К сожалению звук воспроизведения колонок был не высокого качества, особенно при высокой громкости, нелинейные искажения четко прослеживались и раздражали.

Для ремонта применена следующая схема восстановления:

  1. Существующий усилитель низкой частоты заменить на усилитель класса D.
  2. Сохранить основные регуляторы функционирования колонок.
  3. Для питания колонок использовать существующий трансформатор.

Для ремонта применен готовый импульсный стабилизатор питания на 5 Вольт 2 Ампера и плата цифрового стерео УНЧ (по 3 Ватта на канал). Данный тип УНЧ выбран сознательно из-за своей дешевизны (~15 руб.) и неприхотливости. Стерео усилитель куплен на Алиэкспресс по этой ссылке http://ali.pub/1e25ap . А регулируемый стабилизатор напряжения по этой ссылке http://s.click.aliexpress.com/e/i6eamub . Усилителей покупайте сразу 10 штук, поверьте пригодится, по этой цене это даром!

Для работы потребуется длинная крестовая отвертка, паяльник с принадлежностями для пайки и кусочки луженых и изолированных медных проводников. Наличие отсоса для припоя облегчит работу по демонтажу. Для контроля паек и настроек потребуется тестер.

Колонки Genius — схема

На фото показана схема колонки «Genius SP-16». На схеме крестиками обозначены проводники с деталями. Все детали справа от крестика надо выпаять и удалить. Цифрами показаны точки подключения платы УНЧ и питания.

Порядок ремонта колонки «Genius SP-16»

  1. Откручиваются саморезы крепления половинок крышки активной колонки
  2. Из раскрытого корпуса извлекается плата и отпаиваются проводники питания и подключения динамика.
  3. Плата извлекается из корпуса и из нее удаляются радиодетали согласно схемы.
  4. С тыльной стороны платы паяльником устанавливается на ножки проводников согласно схемы стабилизатор питания. До установки УНЧ на плату необходимо подать питание на плату и проверить выходное напряжение на стабилизатора +5 Вольт.
  5. Далее на плату аналогично на луженые проводники устанавливается плата УНЧ. Сигнал на гнездо выносного динамика и динамики колонки подается изолированными проводниками. Смотрите фото.
  6. До окончательной сборки проверяем работу УНЧ и регуляторов громкости и тембра.
  7. Собираем корпус колонки. Качество звука смотрите на видео.

Разборка корпуса

Снята панель колонки

Отпаяны проводники

Удалены детали