Электросхемы компьютерных колонок genius. Ремонт компьютерных колонок своими руками. Схема усилителя портативных USB колонок
Один хороший знакомый приобрёл солидную аудио систему, а мне отдал миниатюрные пяти ваттные колонки «Genius», вид которых показан на ФОТО 1.
Колонки, конечно же, не новые – углы декоративной панели уже протёрлись, а пластмассовый корпус в некоторых местах выцвел. Но, всё равно, спасибо, так как у меня в то время только появился ноутбук, и колонки на первое время были очень кстати. Подключил как полагается и слушал. Для выключения использовал только кнопку «Power», а сетевой шнур из розетки ~220V не выдёргивал – лень было лезть за холодильник. А потом, месяцев через четыре, случайно услышал еле-еле заметное «гудение» — оказывается, звук раздавался из выключенной активной колонки. Как говорится, «предчувствия его не обманули» — разобрав колонку, убедился, что выключатель «Power» — это никакой не «Power», а банальный перевод микросхемы УМЗЧ в режим «ST.BY», т.е. с самого начала всё это время трансформатор постоянно был подключен к сети ~220V. Как-то не аккуратненько получается, господа-товарищи китайцы! Вот тогда я и решил изменить схему подачи и снятия сетевого питания на активную колонку, а заодно встроить приёмник.
Перед регуляторами громкости установлены цепи частотной коррекции и регуляторы тембра по высокой частоте. В качестве УМЗЧ работает микросхема DA1 типа BA5417. Чтобы включить микросхему, надо замкнуть кнопку-выключатель с фиксацией SA1, при этом на вход «ST. BY» поступит напряжение питания. В даташите указано, что для активации микросхемы на этот вход должно подаваться напряжение с уровнем от 3,5V до Vсс. В процессе доработки конденсаторы С7 и С9 были заменены на конденсаторы ёмкостью С=1800pF (это снизило средние частоты и высокие стали звучать более утончённо), а конденсатор С16 – на конденсатор ёмкостью С=100nF (управление выводом 8 DA1 стало электронным, поэтому нет необходимости в большой ёмкости).
Идея была такая – после подачи сетевого питания на колонку, микросхема УМЗЧ активируется и определённый промежуток времени «ожидает». Если на аудио входах нет сигнала, то микросхема переводится в режим «ST. BY». Если входной аудио сигнал продолжает отсутствовать ещё некоторое время, то происходит полное отключение колонки от сети ~220V. Эти состояния обозначены разным типом индикации (светодиод HL1 работает в другой цепи) и разделены звуковыми сигналами. Кнопка выключения питания не нужна – теперь достаточно «запарковать» ноутбук (или выключить приёмник) и колонка автоматически отключится от сети. Находясь в другой комнате, по звуковым сигналам можно отследить текущее состояние колонки. Чтобы не «заморачиваться» на изготовление тоновых генераторов, в качестве источника контрольных сигналов применён бывший в употреблении квартирный звонок с батарейным питанием и возможностью выбора мелодий. Схема звонка показана на РИСУНКЕ 2.
Разберём работу узла автоматического отключения по принципиальной схеме, показанной на РИСУНКЕ 3. Схема не сложна и выполнена на распространённых деталях. Позиционные обозначения элементов продолжают нумерацию со схемы на РИСУНКЕ 1.
1.Включение активной колонки.
Для этого кратковременно нажимают кнопку без фиксации SA1. Тогда питание со стабилизаторов напряжения DA2 и DA3 поступит на все узлы схемы. Конденсатор С45 сформирует импульс уровнем лог.0 на входе «М1» звукового модуля и он начнёт воспроизводить первую мелодию. Импульсы ШИМ-сигнала с выхода звукового модуля установят триггер DD2.1 в «нулевое» состояние по входу «R», а триггер DD2.1, в свою очередь, лог.1-цей с выхода 12DD2.1 установит в «нулевое» состояние триггер DD2.2. Реле К2 и К3 останутся обесточенными, а двухцветный индикатор HL2 выключенным. От лог.1-цы на выходе 3DD3.1 в ячейках выдержки времени начинают заряжаться конденсаторы: С37 через резистор R25, С38 – через R26 и С39 – через R27, поэтому, на выходах логических элементов DD3.2, DD3.3 и DD3.4 будут лог.1-цы. С выхода 4DD3.2 через R33 лог.1 откроет транзистор VT5 и реле К1 сработает. Контакты К1.1 зашунтируют кнопку SA1 и напряжение сети ~220V будет постоянно подаваться на трансформатор Т1. С выхода 11DD3.4 через R34 лог.1 должна активировать УМЗЧ DA1, но, пока поступают импульсы ШИМ-сигнала на затвор VT6, он разряжает конденсатор С16, запрещая включение DA1. Когда музыкальный фрагмент закончится, транзистор VТ6 закроется, разрешив работу УМЗЧ DA1. Одновременно (или немного раньше) зарядится конденсатор С38. На входах 8,9DD3.3 теперь лог.1 (диод VD13 открыт лог.1-цей с выхода 11DD3.4), поэтому, лог.0 на выходе 10DD3.3 включит индикатор питания HL1.
2. Ожидание подачи входного аудио сигнала.
Пока аудио сигнал не подан на вход XS1 или на вход XS2, как указывалось выше, от лог.1 с выхода 3DD3.1 заряжаются конденсаторы в ячейках выдержки времени, причём С38 зарядится первым и элемент DD3.3 переключится, при этом индикатор HL1 постоянным свечением укажет, что DA1 находится в рабочем режиме. Через время, определяемое номиналами R27 и С39 (чуть более 4-х минут) переключится элемент DD3.4, и на его выходе 11DD3.4 появится лог.0. Этот лог.0 через R34 поступит на вход «ST. BY» микросхемы DA1 и переведёт её в режим пониженного энергопотребления. Конденсатор С47 сформирует короткий импульс на входе «М3» звукового модуля и заиграет вторая мелодия. Диод VD13 закроется, а так как элемент DD3.3 вместе с резистором R32 и конденсатором С43 образуют генератор импульсов, то индикатор HL1 начнёт мигать с частотой F=2…3Гц. Получили режим, который был реализован в колонке до переделки, только индикатор HL1 «Power» теперь мигает. Далее, приблизительно через 6-ть минут переключится и элемент DD3.2. С его выхода 4DD3.2 лог.0 выключит индикатор HL1, а через С46 запустит третий музыкальный фрагмент. Через R33 должен закрыться VT5, но этого не произойдёт, пока мелодия не доиграет до конца, т.к. импульсы ШИМ-сигнала через диод VD14 заряжают конденсатор С44, который удерживает VT5 в открытом состоянии. По окончании мелодии С44 разрядится через R33, транзистор VT5 закроется, реле К1 отпустит и колонка отключится от сети ~220V. За счёт обратной связи с выхода 4DD3.2 на вход 2DD3.1 эти элементы превращены в одновибратор-защёлку. Поэтому лог.0, появившийся на входе 2DD3.1 делает процесс выключения колонки необратимым. Сделано это чтобы отсечь манипуляции с источником усиливаемого звука, т.е. любые возмущения на входах XS1 и XS2 при отключении колонки.
3. Подача входного аудио сигнала.
На микросхеме DD1 построен двухканальный аналоговый усилитель. С самого начала я отказался от объединения двух каналов посредством резисторного или транзисторного смесителя. С приведённым схемным решением входное сопротивление практически не изменилось и не уменьшилась глубина разделения каналов, т.е. узел не оказывает влияния на динамические характеристики схемы активной колонки. Каналы объединяются в точке соединения катодов диодов VD6 и VD7. В исходном состоянии на выходах 6DD1.5 и 8DD1.6 уровень напряжения составляет порядка 2-х вольт. На резисторе R23 это напряжение ещё меньше на величину падения на диодах. В результате на входе 1DD3.1 присутствует напряжение с уровнем лог.0-ля. Конденсаторы С30 и С31 – антипомеховые. При подаче МОНО сигнала на любой из входов XS1, XS2 или СТЕРЕО сигнала на оба входа одновременно, на резисторе R23 формируется напряжение сложной импульсной формы с уровнем немногим менее напряжения питания. Эти импульсы инвертируются элементом DD3.1 и поступают на ячейки выдержки времени. Диоды VD9, VD10 и VD11 периодически открываются и разряжают времязадающие конденсаторы, тем самым каждый раз как бы «отдаляя» процессы, описанные в пункте 2. В паузах между звуковыми треками конденсатор С38 успевает зарядиться (постоянная времени R26 — С38 относительно мала), поэтому элемент DD3.3 переключается и светодиод HL1 индицирует отсутствие сигнала на входах. При появлении сигнала, элемент DD3.3 переключается в исходное состояние и HL1 гаснет.
4. УКВ/FM-приёмник.
На микросхеме DD2 построен узел управления приёмником. Работает следующим образом: при первом нажатии на кнопку SB1 короткий импульс, сформированный антидребезговой цепью R12, С26, R16, поступит на тактовые входы «С» обоих триггеров. Так как до подачи импульса на входе «D» триггера DD2.1 была лог.1, то она запишется в этот триггер, а триггер DD2.2 не изменит своего состояния. Теперь триггер DD2.1 находится в «единичном» состоянии и на выходе 12DD2.1 – лог.0, а на выходе 13DD2.1 –лог.1, которая откроет VT2. Реле К2 сработает и своими контактами К2.1 и К2.2 переключит входные цепи усилителя на выходы декодера DA4. Одновременно лог.0 на выходе 12DD2.1 запитает зелёную секцию светодиода HL2, которая укажет на включенное состояние приёмника в УКВ диапазоне. Второе нажатие на кнопку SB1 состояние триггера DD2.1 не изменит, но переключит триггер DD2.2, т.к. на его входе «D» ранее появилась лог.1, а на входе «R» – лог.0. С выхода 1DD2.2 лог.1-ца откроет VT3 и сработает реле К3. Своими контактами К3.1оно отключит конденсатор С33 от катушки гетеродина приёмника, в результате чего приёмник перейдёт в FM диапазон. Одновременно лог.0 на выходе 2DD2.2 погасит зелёную секцию светодиода HL2, а лог.1с выхода 1DD2.2 включит красную секцию, указывающую на включенное состояние приёмника в FM диапазоне. Третье нажатие на SB1 запишет в триггер DD2.1 лог.0 с выхода 2DD2.2. На выходе 12DD2.1 появится лог.1, которая сбросит триггер DD2.2 в «нулевое» состояние по входу «R», т.е. узел управления вернётся в исходное состояние – приёмник выключится, индикатор HL2 погаснет, а к входным цепям усилителя опять подключатся разъёмы XS1 и XS2. В качестве приёмника может применяться любая модель дешёвого приёмника с автоматическим поиском станций, например, разного рода «PALITO», «MANBO», «POSSON», «SANLY» и тому подобная дребедень, которой завалены торговые точки. Приёмник получает питание от простейшего параметрического стабилизатора R30, VD12, C35. Для увеличения чувствительности добавлен апериодический каскад на транзисторе VT1, усиленный сигнал с которого подаётся на антенный вход приёмника. Способ заставить буржуйские приёмники работать в «советском» диапазоне известен давно. Для этого увеличивают число витков катушки гетеродина, либо параллельно подключают добавочный конденсатор с ориентировочной ёмкостью С= 30…40pF, что и сделано. В стерео декодере работает микросхема DA4 типа TDA7040. На вход DA4 сигнал с приёмника подаётся через фильтр R24, С34, улучшающий качество декодированного сигнала. Резистором R28 можно подстроить режим работы внутреннего опорного генератора, тем самым добиться лучшего разделения каналов. Неиспользуемый выход 7DA4 можно нагрузить на светодиодный индикатор наличия стерео сигнала.
5. Конструктив.
На РИСУНКЕ 4 показано назначение органов управления.
Первое, что нужно, это убрать в кнопке-выключателе SA1 фиксацию, затем перерезанием печатных проводников платы подготовить выводы SA1 и HL1 для работы в других цепях. Светодиод HL1 заменён синим сверх ярким. Телескопическая антенна WA1 к колонке крепится винтовым соединением. Корпус реле К3 желательно соединить с общим проводом схемы, а само реле расположить в непосредственной близости от платы приёмника. Плата встраиваемого узла крепится к плате УНЧ винтами через пластмассовые стойки. Вместо музыкального модуля от квартирного звонка можно применить любую «мулюлюкалку», даже плату от детского музыкального «сотового» телефончика – там куча всяких звуковых эффектов. Схема доработки легко упрощается – удаляются музыкальный модуль или приёмник с узлом управления, или всё вместе. А можно вообще практически ничего не делать — выключатель SA1 установить в цепь первичной обмотки трансформатора Т1 и всё. В конечном итоге, всё зависит от интереса и желания. Внешний вид активной колонки после доработки, а также фрагменты внешнего и внутреннего монтажа показаны на ФОТО.
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.
реклама
Новогодние праздники подошли к концу, и я возвращаюсь к работе над новыми материалами в привычном режиме. Первый мой обзор в Новом 2022 году будет весьма лайтовым и небольшим — сегодня я решил рассказать об одной из своих новогодних обновок в виде саундбара от известной фирмы Genius — Genius USB SoundBar 100. Устройство оказалось интереснее, чем я предполагал изначально, тем более, за свою очень небольшую цену. Но тут, естественно, тоже не обошлось без некоторых нюансов, которые я и попытаюсь объективно раскрыть в данном материале. И даже небольшой тест проведу с объективными методами исследования, что вообще делаю впервые применительно к аудиоустройствам.
Что такое саундбар и зачем он нужен
Для тех, кто не в курсе саундбар – это определённый форм-фактор аудиосистемы, что-то близкое к колонкам, но при этом выполненное в виде единого корпуса, расположенного горизонтально. Как правило, это обусловлено тем, что саундбары располагаются под экраном телевизора или монитора, и они не должны быть выше нижней кромки дисплея. Некоторые мониторы снабжаются подобными аксессуарами, прикрепляемыми к ним снизу, а нередко и встроенную аудиосистему телевизоров выполняют в виде интегрированного в корпус саундбара. Впрочем, последнее уже – чисто дизайнерские изыски.
ПК для меня – универсальное место и для работы, и для различных интерактивных развлечений, включая музыку, игры, фильмы, YouTube и прочее. Обычно я играю, слушаю музыку и смотрю видеоконтент на ПК в наушниках. Как-то у меня уже привычка такая, так и мне удобней, и соседям комфортней, тем более, если занимаюсь я этим всем поздно ночью (а так обычно и происходит). Но, тем не менее, иногда хочется посмотреть какой-нибудь видеосюжет с YouTube под чаёк с печеньем, как советуют мои любимые блогеры, включая того же Бригмана, любящего изощрённо издеваться над незадачливыми компьютерными мастерами-домушниками, желающими иметь много легких денег. Естественно, пить чай и, тем более, есть печенье, не так удобно, когда на голове наушники, тем более, проводные. А у моего далеко не самого дешёвого игрового монитора встроенная аудиосистема представлена чисто символическими динамиками, спрятанными где-то сзади, которых почти не слышно даже на максимальной громкости. Ровно та же ситуация практически на каждом мониторе со встроенным аудио, а тем более – в бюджетных моделях. Но под установку полноценных колонок на моём рабочем месте практически нет свободного места, к тому же, использовать их я буду не очень часто, а лишь эпизодически. Поэтому я решил думать в сторону приобретения саундбара, который будет звучать лучше и громче встроенных в монитор «пищалок», но при этом будет компактней стерео колонок. И, желательно, недорогим, ведь пользоваться я им буду лишь время от времени, а музыку всё равно слушал, слушаю и буду слушать в наушниках. Насчёт фильмов и игр – тут уж как получится.
↑ Фильтр питания
Фильтр питания собран на конденсаторах С1, С2, С4, С5, катушках индуктивности L1, L2. Конденсаторы С2, С4 — электролитические полярные фирмы Jamicon. С2 на 1000 мкФ*16 В, С4 на 1000 мкФ*25 В. Ставил то, что было.
Задача «электролитов» сгладить низкочастотные помехи, приходящие извне. Конденсаторы С1 и С5 — керамические в smd-корпусе 1206. Они, в отличии от «электролитов», хорошо подавляют ВЧ-помехи. Обычно ёмкость выбирается в районе 100 нФ, но я применил на 470 пФ (какие были).
L1 и L2 также участвуют в фильтрации ВЧ-грязи (в smd-исполнении, снял с платы блока пожарной сигнализации «Гранит»). Можно применить разные типы индуктивностей. Cопротивление катушек увеличивается с ростом частоты проходящего через них тока, т.е. на постоянном токе и НЧ их сопротивление — доли Ома, а на ВЧ уже несколько кОм. В общем, такой фильтр называется «CLC».
↑ Печатная плата
Сразу решил сделать на 2-стороннем текстолите марки FR-4. Нижний слой был отведён под «экран», других дорожек на нём не планировалось (слой М1 в SprintLayot). Соединение с верхним слоем М2 сделано в одной точке около ввода питания. Основная часть компонентов применена в корпусах для поверхностного монтажа (smd), т.к. не люблю сверлить кучу отверстий.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.
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».
Последовательное соединение колонок
Как известно, при последовательном подключении электрических устройств их сопротивления суммируются. Такое свойство может использоваться для снижения выходных характеристик – например, при подключении вспомогательных колонок (задних или боковых), которым не нужна высокая мощность. Что же касается максимального количества подключаемых последовательно колонок, то этот параметр должен рассчитываться исходя из их собственного сопротивления. При суммировании показатель не должен превысить максимально допустимое сопротивление усилителя – чаще всего это 16 Ом, большее число встретить практически нельзя.
Как и следует из названия способа, устройства должны подключаться друг за другом, образуя замкнутую цепь. Провод от плюсовой клеммы усилителя идет к плюсу первой колонки, провод от минуса первой колонки – ко плюсу второй, а минус второй соединяется с минусом усилителя. Все предельно просто.
Если соединяется больше двух колонок, схема точно такая же, только имеет больше шагов. Главное – прийти от плюса усилителя к его же минусу, совмещая только разнозначные полюса, за исключением начала и конца цепи.
В некоторых случаях последовательное соединение – единственно возможный вариант. Есть у вас, к примеру, два пассивных сабвуфера с сопротивлением по 4 Ом и усилитель с двумя каналами по 100 Вт. Такой усилитель, как правило, не может функционировать, если подаваемый на него сигнал имеет сопротивление меньше 2 Ом – именно таков он будет, если подключить колонки параллельно. Однако при последовательном подключении сопротивления обоих сабвуферов сложатся, и в результате на каждый канал усилителя звука будет подан сигнал с сопротивлением 8 Ом. Это практически идеальный показатель – до предела в 16 Ом еще далеко, а выхода устройства из строя из-за недостатка сопротивления можно и вовсе не опасаться.
Стоит учитывать, что при подключении нескольких колонок к одному каналу усилителя, максимальная мощность оного делится на все устройства поровну с учетом сопротивления. Так, усилитель мощностью 100 Вт и минимальным сопротивлением, равным 2 Ом, отдаст каждой из двух колонок по 100:2:2=25 Вт.
При параллельном же подключении колонок все манипуляции с физическими параметрами происходят в зеркальном порядке: сопротивление падает, а мощность возрастает. Но колонки в таком случае не соединяются непосредственно друг с другом, поэтому этот момент будет рассмотрен в другой статье.
Зная тонкости всех способов подключения колонок друг к другу и другим участникам акустической системы, легко с точностью рассчитать все реальные параметры используемых устройств.
Качественный звук очень важен для современных компьютеров – у стационарных моделей вообще нет динамиков, а значит их подключение необходимо, а вот у ноутбуков они есть, но не всегда в нужном качестве, равно как и у планшетов.
Для того чтобы при работе на десктопе прослушивать любимую музыку или звуковое сопровождение из фильмов или сериалов необходимо, в первую очередь, подсоединить воспроизводящее устройство, а уже после начинать установку драйверов. Сейчас будет подробно описано, как подключать колонки к компьютеру.
