USB-колонки SVEN 315. Разборка и схема усилителя.
В данном материале речь пойдёт о мультимедийной USB-колонке SVEN 315. Будет проведено её вскрытие и изучена электронная начинка. Схема колонок также прилагается.
USB-колонки данной модели доступны по цене и зарекомендовали себя с лучшей стороны.
Несмотря на их дешевизну, они показали хорошее качество воспроизведения и звуковую мощность, достаточную для озвучивания небольшого помещения.
Конструкция колонок SVEN 315 оказалась настолько удачной, что породила огромное количество копий, которые выпускаются под другими торговыми марками.
Как разобрать USB-колонки SVEN 315?
Разбираются USB-колонки следующим образом. Электронная начинка находится в том чёрном "кубике", на тыльной стороне которого имеется регулятор громкости.
Чтобы вскрыть корпус-"кубик" необходимо аккуратно завести лезвие ножа или иного инструмента в стык между основным корпусом и передней декоративной панелью. Затем поддеть и потянуть декоративную панель в направлении от диффузора динамика.
Далее выкручиваем четыре шурупа, которые фиксируют малогабаритный динамик планкой из цветного пластика.
После этого динамик легко вынимается из корпуса и открывается доступ к электронной начинке устройства.
Чтобы вынуть печатную плату усилителя, необходимо выкрутить фиксирующую гайку, которая скрыта под пластмассовой ручкой регулятора громкости, который находится с тыльной стороны корпуса.
Пластиковую ручку также поддеваем любым инструментом, который не оставляет на пластике заметных следов. Затем неспеша выталкиваем колесо регулятора вверх. Сняв колесо регулятора, выкручиваем гайку, которая крепит ось переменного резистора к корпусу. Всё, печатную плату можно вынимать.
Электронная начинка USB-колонок SVEN 315
Электронная начинка USB-колонок SVEN 315 оказалась весьма проста.
На небольшой по размеру печатной плате смонтирована интегральная схема стереофонического усилителя на базе микросхемы LM4863D.
Кроме микросхемы, на печатной плате установлен разъём для подключения пассивной звуковой колонки (второй, без встроенного усилителя), сдвоенный переменный резистор на 50 кОм (B50K) для регулировки уровня входного звукового сигнала и электролитический конденсатор.
На обратной стороне печатной платы установлены SMD-компоненты обвязки, которые необходимы для работы интегрального усилителя.
При напряжении питания 5 вольт микросхема LM4863D может выдать по 2,2 Вт выходной мощности на канал при сопротивлении звуковой катушки динамика в 4 Ом. Таким образом, если суммировать общую мощность двух каналов, то получается около ~4...4,4 Вт, что недурно! При этом микросхема не требует установки охлаждающего радиатора.
На основании технического описания (datasheet'а), коэффициент нелинейных искажений плюс шум (THD+N) при максимальной выходной мощности составляет 1%, что уже заметно на слух, поэтому для качественного звуковоспроизведения громкость придётся всё-таки поубавить.
Миниатюрные громкоговорители (динамики) колонок не имеют конкретной маркировки. На них присутствует надпись SVEN 4Ω 3W, по которой можно понять, что звуковая катушка динамика имеет сопротивление 4 Ома, а максимальная мощность составляет 3 ватта.
Диаметр динамиков ⌀50 мм. (5 см.). Их диффузор выполнен из алюминия. Корпус колонок выполнен из ABS-пластика чёрного цвета.
Схема усилителя USB-колонок SVEN 315.
Схема усилителя USB-колонок SVEN 315 сведена вручную с печатной платы, обратная сторона которой показана на следующем фото.
Принципиальная схема стереофонического усилителя USB-колонок SVEN 315 показана на следующем изображении.
На схеме указан один конденсатор C2 вместо двух (C7, C9), которые реально присутствуют на печатной плате. Сделано это потому, что на печатной плате конденсаторы соединены параллельно (C7 и C9), и на приведённой схеме конденсатор C2 указывает на общую ёмкость этих двух конденсаторов.
Надо отметить, что схема, сведённая вручную с печатной платы, отличается от той, что приводится в техническом описании на LM4863.
Как оказалось, функционал микросхемы в данной схеме задействован лишь частично.
На схеме отсутствуют элементы, которые устанавливаются в случае добавления в устройство разъёма для подключения проводных наушников (Headphones). В остальном схема соответствует типовой.
Микросхема LM4863 поддерживает два режима: мостовой (Bridge mode) и несимметричный (Single-Ended). Мостовой используется для работы на низкоомные динамики. При этом выходной каскад работает в классе AB. Именно этот режим и задействован в данной схеме.
Второй режим – это работа на высокоомные проводные наушники, которые подключаются к разъёму TRS (3,5 mini-jack). Особенностью работы микросхемы в этом режиме является то, что половина усилителей внутри неё отключается, а выходные каскады усилителей работают уже в классе А.
Динамики при этом отключаются, так как второй усилитель в мосте перестаёт работать, а сигнал подаётся уже на капсюли стереофонических наушников. Выходная мощность при этом также снижается, так как используется только один усилитель на канал, да ещё и с нагрузкой в 16 или 32 Ома (стандартное сопротивление звуковой катушки капсюля от наушника).
Управление режимом работы микросхемы осуществляется через 16 вывод. При подаче на него напряжения низкого уровня, микросхема переходит в мостовой режим (Bridge mode), а при подаче высокого (от 4 до 5V) включается режим работы на наушники.
Как мы видим на схеме, 16 вывод соединён с минусовым (общим) проводом схемы, то есть на него подан сигнал низкого уровня. При этом стереоусилитель микросхемы работает в мостовом режиме на низкоомные динамики (Bridge mode).
Таким образом, функция работы на наушники в показанной схеме не задействована, что позволило сэкономить на гнездовом разъёме TRS (3,5 mm mini-jack) и элементах цепи переключения. С другой стороны, приведённая схема легка для повторения, и её можно смело использовать в своих самоделках.
В случае, если потребовалась замена, микросхему LM4863 можно приобрести на «Алиэкспресс». Там её можно найти во всевозможных корпусах (DIP – LM4863D/N, SOIC – LM4863S или TSSOP – LM4863MT/LM4863MTE) и любом количестве. Цена 1 микросхемы менее 1$, если покупать сразу штук 10.
В поисках замены не стоит брезговать электронным ломом, которого у рядового электронщика всегда с избытком. Микросхема LM4863 весьма распространена и частенько входит в состав всевозможной портативной электроники, для которой она, собственно, и разрабатывалась.
Тут стоит иметь в виду, что микросхема LM4863 выпускается в разных корпусах: от привычного DIP-16 до ультракомпактного WQFN (LQA24A). Цоколёвка микросхемы в разных корпусах отличается! Учтите это.
Питание на микросхему подаётся по двухжильному проводу с USB-разъёмом (вилка USB 1.0/2.0 type A) на ответной стороне. Благодаря этому колонки можно запитать от любого источника с выходным напряжением 5V и подходящим USB-разъёмом (гнездо USB 1.0/2.0 type A). Это может быть ноутбук или стационарный компьютер, внешний аккумулятор (Power bank) или адаптер питания для зарядки смартфона.
Нужно отметить, что при питании USB-колонок от зарядных устройств (адаптеров питания с USB-разъёмом) из динамиков периодически слышен треск или щелчки.
Дело в том, что USB-колонки не защищены от помех, которые могут поступать от источника питания. Зарядные устройства от смартфонов зачастую имеют упрощённую схемотехнику и примитивные цепи фильтрации. Поэтому все помехи из электросети ~220V будут поступать через цепи питания в тракт усиления, а затем и на динамики.
USB-колонки спроектированы из расчёта, что будут получать питание от ноутбуков и компьютеров, где напряжение 5V на USB-портах стабилизировано и отфильтровано от помех.
Несмотря на свою простоту и незаурядность, USB-колонки SVEN 315 обладают хорошим качеством звуковоспроизведения. На мой взгляд, это связано с удачным исполнением корпусов для динамиков.
Данное замечание сделано не случайно, поскольку было проведено сравнение качества звуковоспроизведения колонок SVEN-315 и аналогичных, но более дорогих USB-колонок SVEN PS-30.
Несмотря на тот факт, что USB-колонки SVEN PS-30 собраны на базе интегрального USB аудио чипа CM6120-S, в составе которого 16-битный ЦАП и звуковые усилители класса D, качество их звуковоспроизведения субъективно (на слух) гораздо хуже из-за плохого исполнения корпуса акустической системы.
О начинке и модернизации USB-колонок SVEN PS-30 читайте в материале «Апгрейд портативных USB колонок».
Главная → Радиоэлектроника для начинающих → Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать: