USB колонки для ноутбука
Электронная начинка портативных USB колонок
Для компьютерного пользователя ноутбук, несомненно, является удобным, компактным и достаточно функциональным прибором. Но, к сожалению, и данный аппарат не лишён изъянов.
Наверняка многие пользователи ноутбуков и нетбуков сталкивались с проблемой тихого воспроизведения звука через встроенные динамики этих аппаратов.
Если в условиях дома можно подключить внешнюю стереосистему, то вне домашних стен это бывает невозможно и приходиться ограничиваться наушниками. В таком случае речи о коллективном просмотре какого-либо фильма или сериала не идёт.
Как исправить ситуацию?
Исправить сложившуюся ситуацию помогут портативные компьютерные колонки с питанием от порта USB. Сейчас на прилавках магазинов огромный выбор данных приборов, но качество их может отличаться в разы.
Цена портативных компьютерных колонок с питанием от USB-порта достаточно низка и доступна широкому слою населения. Несмотря на это покупка данного устройства может быть и неудачной, так как качество воспроизведения звука такой системой оставит желать лучшего. Как ни странно, но среди дешёвых аппаратов данного класса попадаются приборы весьма хорошего качества, как по дизайну, так и по качеству звуковоспроизведения.
Проведём “вскрытие” портативной акустической системы с питанием от USB-порта и изучим электронную начинку данного прибора. С точки зрения радиолюбителя любопытно узнать, из каких электронных компонентов собираются подобные устройства. Полученные знания могут пригодиться при самостоятельном конструировании портативных звуковых колонок с питанием по USB или их ремонте.
Разборке подвергнем портативные мультимедийные USB колонки марки Sven 315. Несмотря на их дешевизну, данная модель портативных колонок показала хорошее качество воспроизведения и звуковую мощность, достаточную для озвучивания небольшого помещения.
Портативные компьютерные USB колонки SVEN 315
Разборка компьютерных USB колонок
Разбираются портативные колонки легко. Чтобы вскрыть корпус необходимо аккуратно снять переднюю декоративную панель.
Разборка портативных USB колонок
Далее вывинчиваем 4 шурупа которые фиксируют малогабаритный динамик. После демонтажа фиксирующей планки открывается доступ к электронной начинке устройства.
Электронная начинка USB колонок
Для того чтобы достать печатную плату усилителя необходимо выкрутить фиксирующую гайку, которая скрыта под пластмассовой ручкой регулятора громкости. После этого электронную плату можно свободно вынуть из корпуса.
Электронная начинка
Состав электронной начинки прибора оказался довольно прост. На небольшой по размеру печатной плате смонтирована интегральная схема стереофонического усилителя на базе микросхемы LM4863D. При напряжении питания в 5 вольт данная микросхема может выдать по 2,2 Вт выходной мощности на канал при сопротивлении звуковой катушки динамика в 4 Ом. На основании описания (datasheet) коэффициент нелинейных искажений + шум (THD+N) при максимальной выходной мощности составляет 1%.
Плата усилителя и динамик
На основании этих данных можно сделать вывод о том, что на базе микросхемы LM4863D можно собрать довольно неплохой стерео усилитель с низковольтным питанием (5V) и выходной мощностью 2 Вт на каждый канал. Многие, кто ещё не знаком с современными микросхемами считают, что вместо LM4863D подойдёт TDA2822. Это заблуждение! TDA2822 очень прожорлива (по сравнению с LM4863) и на максимальной мощности выдаёт сильные искажения сигнала. Также оптимальное питание для TDA2822 около 12 вольт, что для портативной техники не есть хорошо. TDA2822 можно рекомендовать как легкодоступную замену, если в наличии нет LM4863. Такое может случиться, например, при ремонте.
Стоит отметить, что микросхема LM4863 разрабатывалась специально для компактных систем, поэтому микросхема требует минимум внешних элементов (так называемой обвязки). Микросхема выпускается в разных корпусах, от привычного DIP, до компактного SOIC.
Если возникнет желание самостоятельно собрать усилитель на базе микросхемы LM4863, то можно столкнуться с проблемой. Найти на радиорынках данную микросхему не так уж легко (так было на момент написания данной статьи). А вот на сетевых торговых площадках найти такую микросхему не составило труда. Например, в интернет-магазине AliExpress.com микросхему LM4863 легко найти во всевозможных корпусах и любом количестве. Цена 1 микросхемы менее 1$, если покупать сразу штук 10.
Как купить радиодетали на Aliexpress, я рассказывал тут.
Кроме самой микросхемы усилителя на печатной плате установлен разъём для подключения пассивной звуковой колонки (без встроенного усилителя), сдвоенный переменный резистор для регулировки входного звукового сигнала и электролитический конденсатор. Со стороны печатных проводников монтажной платы установлены SMD элементы обвязки, которые необходимы для работы интегрального усилителя. Питание микросхемы осуществляется от разъёма USB, который подключается к любому свободному порту ноутбука или стационарного компьютера.
Типовая схема подключения микросхемы LM4863 взята из описания (datasheet’а) на данную микросхему и показана на рисунке.
Типовая схема включения микросхемы LM4863 (взято из описания)
По типовой схеме включения микросхемы LM4863 видно, что она способна работать и на обычные наушники (Headphone), сопротивление которых составляет 32 Ом. В микросхеме предусмотрена схема определения подключения наушников и для реализации этой функции отведён 16 (HP-IN) вывод.
Для тех, кто разбирается в электронике и datasheet’ы на английском языке их не пугают, могут легко найти подробное описание микросхемы LM4863 в интернете на сайте alldatasheet.com.
Схема усилителя портативных USB колонок
Принципиальная схема усилителя сведена вручную с печатной платы компьютерных USB колонок Sven-315. На схеме показан один конденсатор C2 вместо двух (C7,C9), которые реально присутствуют на печатной плате (см. ниже). Сделано это потому, что на печатной плате конденсаторы соединены параллельно (C7 и C9), и на сведённой схеме конденсатор C2 указывает на общую ёмкость этих двух конденсаторов.
Принципиальная схема усилителя на базе LM4863D (сведена вручную)
Как видим, типовая схема из описания отличается от той, что сведена вручную с печатной платы усилителя компьютерных колонок. На схеме отсутствуют элементы, которые устанавливаются в случае добавления в схему разъёма для наушников. В остальном схема соответствует типовой, приведённой в описании на микросхему LM4863.
Размещение элементов на печатной плате
Если планируется использовать портативные колонки без ноутбука, например, совместно с MP3-плеером, то для питания колонок вполне подойдёт 5-ти вольтовый адаптер питания. Главное, чтобы адаптер питания смог обеспечить достаточный ток нагрузки (как оценочный грубый ориентир: стандартный ток нагрузки для портов USB – не более 500 mA). Согласно описанию на микросхему LM4863 максимальный ток покоя (когда на микросхему не подаётся звуковой сигнал) составляет 20 mA. Естественно, при воспроизведении потребляемый ток будет выше.
На фото показан вариант запитки портативных колонок SVEN-315 от 5-ти вольтового адаптера, который используется для зарядки плеера iPod. Максимальный ток нагрузки адаптера 1А чего с лихвой хватает для штатной работы портативных колонок.
Как выяснилось, качественное звуковоспроизведение портативных колонок SVEN-315 заключается в рациональном исполнении корпуса. Как известно, на качество звуковых акустических систем влияют не только применяемые в них громкоговорители, но и корпус. Чтобы убедиться в этом, достаточно вытащить динамик из корпуса и включить воспроизведение. Качество и звуковая мощность воспроизведения окажутся намного хуже. Данное замечание сделано не случайно, поскольку было проведено сравнение качества звуковоспроизведения портативных колонок SVEN-315 и аналогичных, но более дорогих USB колонок SVEN PS-30.
Несмотря на тот факт, что звуковые колонки SVEN PS-30 смонтированы на базе интегрального USB аудио чипа CM6120-S в составе которого 16-ти битный ЦАП и звуковые усилители класса D, качество их звуковоспроизведения субъективно (на слух) гораздо хуже из-за плохого исполнения корпуса акустической системы.
Корпус портативных колонок SVEN-315 изготовлен из ABS-пластика. Возможно, именно конструкция корпуса и позволяет “выжать” из малогабаритных динамиков все их скромные возможности.
Источник
Акустика для ноутбуков
Ноутбук становится все более необходим помощником в деловых поездках, встречах и совещаниях, учебе и на отдыхе. Зачастую встроенных в ноутбук динамиков недостаточно для нормального восприятия звука. В таком случае помогут внешние, подключаемые устройства, а именно: наушники или колонки.
Звук, воспроизводимый качественными наушниками, практически «кристально чист». Пользоваться ими очень удобно в шумных, многолюдных местах (общественный транспорт, вокзалы и т.п.). Либо наоборот, насладиться громкой музыкой, не мешая другим, можно при помощи именно наушников. Практичность их заключается в небольших размерах и маленьком весе. Они с легкостью поместятся в сумке или кармане. Недостатком наушников является то, что музыкой или звуковым сопровождением может наслаждаться только один человек. Чтобы такую возможность имели все окружающие, нужно воспользоваться колонками.
Качественное и насыщенное звучание акустики в целом, и для ноутбуков в частности, зависит от многих характеристик и параметров. Одной из особенностей колонок для ноутбуков является их миниатюрность. Важно, чтобы вес был минимален, а их форма – удобной для ношения в сумке. Небольшие размеры предполагают изготовление их корпуса из качественных «не гремящих» материалов. Известно, что материал, применяемый для изготовления колонок, влияет на качество воспроизводимого звука. Современные акустические системы изготавливают из пластика, дерева, фанеры, МДФ, реже из металла. Наиболее качественными характеристиками для использования в качестве корпуса является дерево. Однако, при изготовлении миниатюрных колонок для ноутбука, дерево не совсем подходящий материал (они получаются тяжелыми). Чаще всего такие акустические системы изготавливают из пластмассы. Пластик позволяет изготовить колонки любой формы и дизайна. Это легкий и недорогой материал. Недостатками такой акустики являются: дребезжание на большой громкости и некачественное воспроизведение низких частот.
Основными техническими характеристиками акустических систем являются:
Мощность – это энергия, передаваемая звуковой волной за единицу времени на определенную поверхность. От этой величины напрямую зависит громкость звука. Мощность колонок для ноутбуков, как правило, не превышает 5 Ватт.
Амплитудно–частотная характеристика (АЧХ) – полоса воспроизводимых акустикой частот. Как говорилось выше, идеальный диапазон — это от 20 до 20000Гц.
Отношение сигнал/шум – чем выше это отношение, тем меньше слышен посторонний шум при звучании. Выражается эта величина в децибелах.
Формат акустики подразделяется на:
2.0 — это две широкополосные фронтальные колонки;
2.1 – две широкополосных колонки и сабвуфер;
4.1 — две фронтальные, две колонки тыловые и сабвуфер;
5.1 — две фронтальные, две тыловые, одна центральная и сабвуфер.
Чаще для ноутбуков применяется формат 2.0, а с появлением миниатюрных сабвуферов, и 2.1. Многие пользователи считают сабвуфер для ноутбуков излишней роскошью, но это полезное дополнение к акустической системе. Любители качественного, насыщенного звучания музыки смогут насладиться с помощью него звучными басами. Габариты таких сабвуферов не больше размера диска CD, вес около 240-260 г, мощность до 3 Ватт, диапазон воспроизводимых частот в пределах 50 – 700 Гц.
Акустика подразделяется на пассивную и активную. Пассивные колонки подключаются непосредственно к выходу звуковой карты ноутбука, и звучание напрямую зависят от ее характеристик. Громкость воспроизводимого звука таких колонок небольшая, и качество маловыразительное. У активной акустики имеется встроенный усилитель. Подключается она к выходу Line Out, либо непосредственно к выходу на CD (DVD) привода. Питается встроенный усилитель либо от батареек, либо от сетевого адаптера.
На современном рынке акустики для ноутбуков, множество моделей как активных, так и пассивных. Идеальным вариантом является активная система, с разделенной регулировкой тембра. Чаще всего производители предлагают трехполосный, встроенный эквалайзер (низкие, средние и высокие частоты). Производители предлагают как наушники, так и колонки с возможностью подключения через USB порт. Это особенно важно для владельцев старых моделей ноутбуков.
При выборе акустической системы для ноутбуков, в первую очередь нужно определить возможности звуковой карты. Нецелесообразно покупать дорогую акустику с расширенным форматом, если звуковая карта не поддерживает этот формат, и наоборот. Приобретая акустику для ноутбука, опирайтесь не только на технические характеристики, обязательно послушайте, как она звучит. При покупке активных колонок обратите на вес и размеры блока питания. Если есть необходимость постоянно носить колонки совместно с ноутбуком, лучше приобрести легковесные, миниатюрные и плоские (для ношения в сумке). Если же такой необходимости нет, можно купить полноценную акустическую систему с усилителем, встроенным эквалайзером и сабвуфером. При выборе фирмы, предпочтение нужно отдать зарекомендовавшим себя производителям, специализирующимся на аудиоаппаратуре.
Источник