ساخت دستساز صوتی
ساخت آمپلیفایر، بلندگو و آمپ هدفون.
مدیر تالار:
هنوز مدیری نیست
· انتخابات مدیر
من مقالهای در یک وبلاگ خواندم که در آن نویسنده از علاقهاش به ساخت تجهیزات صوتی خانگی صحبت میکرد و توضیح داده بود که چگونه یک تقویتکننده صوتی کوچک با استفاده از ترانزیستورها ساخته است. این موضوع باعث شد من هم به فکر ساخت چنین دستگاهی بیفتم. من از فصل چهارم کتاب "اصول طراحی مدارهای ترانزیستور" به عنوان مرجع استفاده کردم، که به طور مفصل به طراحی یک تقویتکننده صوتی کوچک میپردازد. این کتاب به قدری دقیق و کامل است که برای هر کسی که قصد ساخت چنین دستگاهی را دارد، بسیار توصیه میشود.
مشخصات طراحی شامل بهره ولتاژ 10 برابر (20 دسیبل)، خروجی حداقل 0.5 وات در بار 8 اهم، پاسخ فرکانسی 20 تا 20 کیلوهرتز و نرخ اعوجاج کمتر از 1 درصد است. مدار شامل یک مرحله تقویت ولتاژ با اتصال امیتر و یک مرحله تقویت جریان از نوع AB پشپول است. مطالب مربوط به استفاده از دیودها برای حذف اعوجاج کراساوور و همچنین روشهای اتصال ترانزیستورها به هیتسینک برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد، بسیار آموزنده بود.
از آنجایی که من آنالایزر صوتی ندارم، از یک شبیهساز مدار رایگان به نام LTspice برای تکمیل کار استفاده کردم. با استفاده از تحلیل گذرا و اندازهگیری شکل موج ورودی و خروجی، بهره تقریباً 10 برابر (20 دسیبل) به دست آمد که تقریباً مطابق با طراحی بود. علاوه بر این، با استفاده از FFT، اجزای هارمونیک بررسی شدند و با استفاده از دستور ".four"، نرخ اعوجاج (THD) محاسبه شد که نتیجه تقریباً 2 درصد بود و تقریباً با مقادیر ذکر شده در کتاب مطابقت داشت.
طراحی مدار بر روی نرمافزار EasyEDA انجام شد و سپس سفارش چاپ مدار (PCB) از شرکت JLCPCB داده شد. قیمت نهایی، شامل تخفیف، حدود 500 ین بود که بسیار ارزان بود. همچنین، ارسال از چین حدود یک هفته طول کشید. با اینکه کمی نگران بودم که آیا دستگاه به درستی کار خواهد کرد یا خیر، اما خوشبختانه، صدا به خوبی تولید شد. اعوجاج بسیار کم بود و صدا به اندازهای با کیفیت بود که میتوانست با یک بلندگوی معمولی قابل مقایسه باشد. در آینده، قصد دارم به طراحی مدارهای تغذیه و مدارهای دیجیتال نیز بپردازم.
منبع: よもつひらさか
سایت Hackaday داستان جالبی از تعمیر و بازسازی منتشر کرده است. سازندهای با نام Boz یک گیرنده صوتی سوراند خراب Pioneer به دست آورد. این دستگاه چند سال روی قفسه مانده بود تا اینکه او به فکر ساختن یک جوکباکس برای سیدیهای دیجیتالشدهاش افتاد و با یک برد اصلی تازه، گیرنده را دوباره زنده کرد.
آمپلیفایرهای خانگی امروزی پر از امکانات دیجیتالاند و وقتی خراب میشوند، اغلب اختصاصی هستند و تعمیرشان دشوار است. اما این دستگاه بهطرز شگفتانگیزی ماژولار بود. پنل جلویی با نمایشگر VFD و درایورش هنوز کار میکرد، و همینطور آمپلیفایر کلاس AB و منبع تغذیهاش. با داشتن دفترچه سرویس، مهندسی معکوس ساده بود، پس او برد اصلی را برداشت و آن را تعویض کرد.
او اتصالدهندههای اصلی و چند قطعه دیگر را دوباره استفاده کرد و یک PCB طراحی کرد که یک Raspberry Pi Pico و یک DAC روی آن قرار دارد. با فرمور MMBASIC، نتیجه طوری به نظر میرسد که از اول همینطور ساخته شده، و ظاهر برد داخلی، جز چند وصله موقت، به این حس کمک میکند.
Hackaday مینویسد این پروژه از نظر کیفیت استثنایی است و پروژههای احیای اینچنینی معمولاً در سختافزارهای بازی دیده میشوند.
از اینکه طبقه قدرت آنالوگ سالم حفظ شده و فقط بخش دیجیتال خراب عوض شده، خوشم آمد. این ایدهای عملی است برای کسی که یک گیرنده قدیمی با قطعات خوب تقویتکننده، اما با «مغز» خراب، در کمد دارد.
منبع: Hackaday
پروژهای در Elektor Labs توجه من را به عنوان علاقهمند به گرامافون جلب کرد: SchickeRIAA، یک پیشتقویتکننده فونو برای کارتریجهای MC با ساخت فشرده و سوراخدار. پایهی آن طرحی قدیمی از John Linsley Hood است که در آن اکولایزیشن RIAA بهصورت شبکهی غیرفعال ساخته نشده، بلکه به حلقهی بازخورد منفی طبقهی تقویتکننده منتقل شده است.
ورودی یک تقویتکنندهی ابزاردقیق از نوع THAT 1510 با بهرهی خطی ۴۰ دسیبل است. این بخش فاز را هم معکوس میکند، بنابراین در کل مسیر دیگر وارونگی فاز وجود ندارد. طبقهی اکولایزر بعدی از OPA227 استفاده میکند که نویسنده به دلیل نویز ۱/f پایین و بهرهی حلقهی باز بسیار بالا آن را انتخاب کرده است. در ۲۰ کیلوهرتز بهره برابر ۱ است، بنابراین برای اصلاح فرکانسهای بالا قطب اضافی لازم نیست. کمفرکانسترین بخشها، مانند غرش ناشی از صفحههای خمیده، پیش از طبقهی پربهرهی RIAA فیلتر میشوند.
بخش تغذیه برای خانهسازان بسیار جالب است: یک ترانسفورماتور خارجی، یک دوبرابرکنندهی ولتاژ دلون روی برد و یک رگولاتور وجود دارد. نسخهی قبلی از یک جفت رگولاتور ۳۱۷/۳۳۷ با مرجع زنر استفاده میکرد، اما نسخهی فعلی از یک رگولاتور با بازخورد فعال و یک منبع جریان ثابت اصلاحشده با دو ترانزیستور دوقطبی بهره میبرد.
من پسندیدم که یک مفهوم قدیمی فقط کپی نشده، بلکه با قطعات مدرن و با دقت بازاندیشی شده است. این پروژه در جولای ۲۰۲۶ منتشر شد و اوایل آگوست دوباره بهروز شد؛ نقشههای مدار در صفحهی پروژه هستند. متن مقادیر نهایی خازنها را نمیدهد، پس ارزش دارد مستندات و بحث همانجا را ببینید.
منبع: Elektor Magazine
صدای لامپی گرفتار مشکل وجهه است. اغلب افرادی که بیشتر به خودنمایی اهمیت میدهند تا لذت ساختن دستگاه، آن را در اختیار میگیرند، و خواندن پروژهای که در جهت مخالف حرکت میکند تازه و دلچسب بود.
بتینا نیومیر در ساختن مدارهای برگرفته از مجلات قدیمی الکترونیک تخصص دارد و جدیدترین کارش یک تقویتکنندهٔ لامپی مدل ۱۹۵۵ است. هکادی آن را پادزهر فوقالعادهای برای مسخرگی طلاکاریشدهٔ تقویتکنندههای لامپی آدیوفیل توصیف میکند و دلیلش را میفهمم.
طراحی نسبتاً ساده است: یک پیشتقویتکننده، بعد یک تقسیمکنندهٔ فاز بدون ترانس با دو لامپ که یک طبقهٔ خروجی پوشپول را میراند. او مدار را کمی توضیح میدهد، از جمله مسیر بازخورد به کاتد اولین لامپ تقسیمکننده. منبع تغذیه یک طراحی کلاسیک یکسوسازی لامپی با فیلتر پایینگذر سنگین حول یک چوک بزرگ است.
جزئیاتی که بیشتر از همه دوست دارم، شاسی است. او به جای پرداخت هزینهٔ گزاف برای یک شاسی مخصوص لامپ، از دو سینی فر استفاده کرده و ظاهراً این سینیها ظاهر بهطرز شگفتآوری خوبی دارند. بیشتر قطعات از جعبهٔ خرتوپرت آمدهاند، از جمله ترانس خروجی، و دردسرها هم از همینجا شروع شد.
بعد از چند اشکال و کمی نوسان ناخواسته، تقویتکنندهای به دست آمد که نوید میدهد اما اعوجاج محسوسی دارد، که هکادی آن را به ترانس نسبت میدهد. یک ترانس بهتر باید این عدد را به محدودهٔ قابل قبول برساند. اگر جزئیات را میخواهید، ویدیویی از کل ساخت موجود است.
این پروژه را دوست دارم چون تقویتکننده را قبل از هر چیز یک پروژهٔ الکترونیکی و بعد یک شیء نشانهٔ منزلت میداند. یادآوری است که یک جعبهٔ خرتوپرت و صبر میتواند راه درازی برود، و اینکه ولتاژهای بالا هنگام کار احترام میخواهند.
منبع: Hackaday
Elektor فلش USB ای منتشر کرده که شامل آثار Ton Giesberts است، یکی از شناختهشدهترین طراحان مجله در سالهای اخیر. برای کسی که دوست دارد تقویتکنندهی صوتی بسازد، این مجموعه جالب است: صدها پروژه، مقاله و یادداشت طراحی از چند دهه.
صدا رشتهی اصلی مجموعه است. در آن تقویتکنندهی توان صوتی فشردهی ۲۰۱۳ (Elektor 201309) و تقویتکنندهی هایاند Fortissimo-100 که تقریباً ده سال بعد آمد، وجود دارد. دومی طبقهی خروجی کاملاً متقارن دارد. Q-Watt هم هست، یک تقویتکنندهی نیمهگسسته که در ۴ اهم بیش از ۲۰۰ وات با اعوجاج بسیار کم میدهد.
اما فلش فقط به تقویتکنندهها محدود نیست. یک برد بافر برای Raspberry Pi 400 دارد که GPIOها را محافظت میکند و اتصال به منطق ۳٫۳ و ۵ ولت را ممکن میسازد، یک مبدل سریال USB به چند پروتکل، یک مولد تابع DDS و یک توانسنج AC/DC با ایزولاسیون گالوانیکی و Arduino. یک ایستگاه شارژ همراه با باتریهای AA از نوع NiMH هم در آن است. Giesberts در مصاحبهای به مسیر کاریاش نگاه میکند و میگوید طرحهای قدیمی ارزش بازبینی دارند، با چند بهبود و قطعات مدرن.
قیمت پیشنهادی ۴۹٫۹۵ یورو و قیمت فروش ویژه ۳۹٫۹۵ یورو است. فلشی مشابه به نام The Elektor Audio Collection 2026 همین قیمت را دارد. از نظر شخصی، بیشتر از همه نکتهی پایانی Giesberts را میپسندم: طراحی آنالوگ خوب کهنه نمیشود، فقط منتظر سازندهی تازه است.
منبع: Elektor Magazine
برای سازندگان بلندگوی خانگی: ستون Test Bench از Voice Coil به قلم Vance Dickason مطلب تازهای دربارهی Dayton Audio E150MR-4 دارد، یک میانگوی ۵.۵ اینچی از جنس الیاف کربن از خط Epique این برند، که هدفش صدای ردهبالا با قیمتی معقول است.
برخی جزئیات ساخت شایان توجهاند. دیافراگم یک تکهی یکپارچه و خمیده از الیاف کربن قالبگیریشده است که یادآور دیافراگمهای بافتهی قدیمی است. درپوش فاز از آلومینیوم توپر است و لبه از NBR با رول مثبت. بقیهی انعطافپذیری را یک عنکبوت پارچهای تخت ۳ اینچی تأمین میکند. سیمپیچ صوتی از دو لایه سیم مسی گرد روی قاب تیتانیومی ۳۰ میلیمتری پیچیده شده است. تیتانیوم برای قاب سیمپیچ محبوب شده، چون از آلومینیوم سفتتر است، در جابهجاییهای بزرگ کمتر تغییر شکل میدهد و پارامغناطیس است.
سبد طرح اختصاصی از آلومینیوم ریختهگری با شش بازو است. بازوها باریک و مخروطی، ۸.۵ تا ۱۰ میلیمتر، تا بازتابها کم شوند. زیر طاقچهی عنکبوت باز است و چون درایور روزنهی قطبی ندارد، هوای شکاف از روی صفحهی جلو بیرون هدایت میشود و آهنربا را خنک میکند. موتور فریتی یوغ T شکل با حلقهی اتصال کوتاه مسی روی کلاهک و غلاف آلومینیومی روی قطب دارد. Xmax برابر ۲.۷ میلیمتر است و توان RMS اسمی ۶۰ وات است که بسته به فرکانس قطع بالاگذر متفاوت است.
مقاله ادامه میدهد با نتایج اندازهگیریشده، که اگر طراحی سهراهه در سر دارید ارزش دیدن دارد.
میانگوها اغلب تعیین میکنند که یک بلندگوی خانگی چطور صدا میدهد، پس نگاهی مبتنی بر اندازهگیری مثل این، پیش از خرج کردن پول مفید است.
منبع: audioXpress
Elektor در مجموعه مدارهای خود به T-Reg پرداخته است؛ یک تنظیمکننده ولتاژ بالا برای تقویتکنندههای لامپی. این پروژه از Jan Didden است و نخستین بار در مارس ۲۰۰۹ منتشر شد؛ CJ Abate آن را در ۱۹ مِی ۲۰۲۶ دوباره معرفی میکند.
هدف آن به سادگی روشن است: زمزمه، ریپل باقیمانده و نویز روی ولتاژ آند کیفیت صدا را پایین میآورند. این تنظیمکننده ولتاژ بالایی تمیز و پایدار فراهم میکند و هم برای پیشتقویتکنندههای لامپی و هم برای تقویتکنندههای قدرت مناسب است. ولتاژ خروجی تا ۵۰۰ ولت قابل تنظیم است و عنصر عبوری میتواند یک لامپ خلأ یا یک MOSFET باشد.
آنچه برای من جالب است، حفاظت هنگام روشن شدن است. یک تایمر CMOS 555 (IC1) پس از روشن شدن، با تأخیر LED داخل IC3 را خاموش میکند. این تأخیر با R8 و C3 تعیین میشود و با مقادیر ذکرشده حدود ۳۰ ثانیه است. IC3 شامل یک LED است که یک اپتوتریاک را راه میاندازد؛ وقتی این LED روشن باشد، اپتوتریاک تریستور TH1 را روشن میکند و ولتاژ بالای یکسوشده را به لامپ عبوری میرساند. مدار کنترل و مرجع از ولتاژ فیلامان لامپها، از طریق یکسوکننده B1 و خازن C2 تغذیه میشود.
سردبیران یادآوری میکنند که مقاله بیش از ۱۵ سال قدمت دارد و برخی قطعات ممکن است دیگر در دسترس نباشند. هدف اصلی آن ایجاد الهام برای یک طراحی جدید است. در متن فهرست کامل قطعات نیامده و نقشه مدار به صورت تصویر پیوست شده است. البته هر کسی که با ولتاژ بالا کار میکند باید بسیار مراقب باشد.
منبع: Elektor
بلندگوی Leslie یکی از شناختهشدهترین صداها در موسیقی است و به ترمولو و ویبراتویی معروف است که از چرخش فیزیکی میآیند. Hackaday پروژهی Levi Graves را معرفی کرده که یک بازسازی مدرن از آن ساخته، چون Leslieهای اصلی میتوانند هزاران دلار قیمت داشته باشند.
نسخهی اصلی با دو بلندگو کار میکرد. بلندگوی زیر و بم یک جفت شیپور روی یک سکوی چرخان را تغذیه میکرد که فقط یکی از آنها صدا تولید میکرد و دیگری نقش وزنهی تعادل را داشت. بلندگوی بم رو به یک درام چرخان بود. نوازنده سرعت هر دو را انتخاب میکرد و همین حرکت مشخصهی صدا را میساخت.
Levi از یک درام اصلی Leslie استفاده میکند، اما صدا از یک بلندگوی ۱۰۰ واتی ناشناس میآید و همهچیز مرتب در یک جعبهی بلندگو بستهبندی شده است. او از یک موتور Leslie تکسرعته و یک پدال پای ساخت خودش استفاده میکند که کنترل دقیقتری روی سرعت چرخش درام میدهد.
مقاله یادآوری میکند که نوازندگان امروزی میتوانند چنین صداهایی را روی کامپیوتر مدلسازی کنند، در حالی که در دههی ۱۹۳۰ برای به دست آوردن صدای تازه باید زحمت زیادی میکشیدی. با این حال، دستکاری فیزیکی امواج صوتی حسی میدهد که به شکل دیگری تقریباً غیرممکن است تقلیدش کرد، و این یکی از دلایلی است که Leslie کنار ارگهای Hammond محبوب ماند.
برایم جذاب است که چنین پروژهای قطعات بازیافتی را با کابینت سفارشی و الکترونیک خودساخته ترکیب کرده است. این نمونهی خوبی از صدای DIY است که در آن مکانیک به اندازهی آمپلیفایر مهم است. توجه کنید که این مقاله مربوط به ژوئیهی ۲۰۲۵ است.
منبع: Hackaday
یک پروژهی کوچک بلندگو که خواندنش برایم لذتبخش بود: یک بوق تاشوی مینیاتوری به سبک Fostex که دور یک درایور تمامبرد ۲ اینچی ساخته شده و حدود دو دلار قیمت دارد. نویسنده، mircemk، آن را در سپتامبر ۲۰۲۶ در Elektor Labs منتشر کرد و کمی بعد بهروز کرد.
نقطهی شروع ساده است. این درایور برگهی مشخصات ندارد، پس پارامترهای Thiele-Small در دسترس نیستند. نویسنده خودش فرکانس تشدید را حدود ۱۷۰ هرتز اندازه گرفت، با یک مولد صوت، یک مقاومت سری ۱۰ تا ۴۷ اهمی و یک مولتیمتر، در حالی که درایور در هوای آزاد آویزان بود. این روش سادهای است که هر علاقهمندی میتواند تکرار کند.
بلندگو یک بوق تاشو با بار پشتی است. پشت درایور اولین محفظهی نیمهباز قرار دارد که با مواد جاذب پر شده و سپس کانالی با گسترش نمایی میآید. ابعادش بیشتر به فرکانس تشدید بستگی دارد. محاسبات عمداً تقریبیاند و ابعاد دقیق فقط در نقشهی پیوست پروژه آمده است.
نویسنده دربارهی نتیجه صادق است: این بلندگوی هایفای نیست، بلکه یک آزمایش است. او در مقایسه با یک NAD 801 تقویت محسوس بین ۱۵۰ تا ۳۰۰ هرتز، صدای تیزتر صداها و انرژی بیشتر در میانبم را نسبت به یک بلندگوی کوچک بسته میشنود. بم واقعی سابووفر وجود ندارد و اندازهگیری پاسخ فرکانسی با نویز صورتی و یک میکروفون کوچک بسیار تقریبی است.
این رویکرد را تازه مییابم: بودجهی کم، اندازهگیریهای خانگی و نتیجهگیری بدون اغراق.
منبع: Elektor Magazine
audioXpress مقالهای از Tim Mellow و Peter Farrow را دوباره منتشر کرده است؛ یک مقالهی پروژهی DIY که نخستین بار در مه ۲۰۲۴ چاپ شده بود و به مشکلی قدیمی در ساخت تقویتکنندههای لامپی میپردازد. بخش اول مفهوم تقویتکنندهی امپدانس خروجی صفر (ZOI) را معرفی میکند و طراحی نسخهای با ورودی تکسر را گامبهگام شرح میدهد.
مشکل این است: تقویتکنندههای تریود با بازخورد کم از دههی ۱۹۹۰ بهخاطر صحنهی صوتی باز، رنگ آوایی طبیعی، گذراهای تمیز و اورلود نرم محبوب بودهاند. اما همان بازخورد معمولاً امپدانس خروجی را پایین میآورد تا امپدانس متغیر یک بلندگوی واقعی صدا را تغییر ندهد. بلندگوها مقاومت خالص نیستند. در تشدید اصلی قلّهی بزرگی در امپدانس وجود دارد، القای سیمپیچ باعث میشود امپدانس با فرکانس بالا برود، و درایورهایی با امپدانس اسمی متفاوت یا فیلترهای تیز، ناهمواریهای بیشتری ایجاد میکنند.
بدون بازخورد، نتیجه به قطعهی خروجی بستگی دارد. نیمههادیها، پنتودها و تترودهای پرتویی امپدانس خروجی بالایی دارند و تقریباً مانند منبع جریان رفتار میکنند، پس ولتاژ خروجی از امپدانس بلندگو پیروی میکند و باس ممکن است گنگ و کنترلنشده شود. تریودها بهتر عمل میکنند؛ امپدانس خروجی آنها حدود یکچهارم تا نصف بار اسمی است، اما هنوز صفر نیست.
نویسندگان میپرسند آیا میتوان منش تقویتکنندهی بازخورد کم را حفظ کرد و همزمان امپدانس خروجی صفر به دست آورد. آنها دو طراحی ارائه میکنند: یکی با ورودی تکسر بر پایهی توپولوژی دههی ۱۹۵۰، و دیگری با ورودی متعادل که پیکربندی تازهای است. بخش دوم نسخهی متعادل، اندازهگیریها و محاسبات طراحی را پوشش میدهد.
از اینکه پیش از نقشهی مدار، دلیل را توضیح میدهند خوشم میآید. اگر تقویتکنندهی لامپی میسازید یا قصد ساختنش را دارید، خواندنش ارزش دارد.
منبع: audioXpress
به شرح ساخت یک سیستم صوتی کاملاً کاربردی از قطعات دورریخته برخوردم که به خوبی نشان میدهد چطور میشود از خرتوپرت چیزی مفید ساخت. نویسندهٔ این مطلب در Habr سالها دو بلندگوی ۵۰ واتی یاماها را روی قفسه نگه داشته بود و در کشوی میز یک برد با ESP32 خوابیده بود. او تصمیم گرفت این دو را ترکیب کند و پخشکنندهٔ بلوتوث خودش را بسازد.
هستهٔ دستگاه یک ماژول ESP32 WROOM-32 است که بلوتوث و سختافزارهای جانبی را مدیریت میکند، و یک DAC مدل GY-PCM5102 که صدا را از طریق رابط I2S دریافت میکند. صدا و توقف با یک انکودر چرخشی کنترل میشود و روی صفحهٔ OLED تصویرسازی طیف نشان داده میشود. تقویتکنندهٔ XH-A232 را فقط به این دلیل انتخاب کرد که از قبل داشت. توان اوجش ۳۰ وات به ازای هر کانال است، در برابر ۵۰ وات اسمی بلندگوها، اما به گفتهٔ او برای یک اتاق صدای کافی وجود دارد.
جالبترین بخش برای من جزئیات کوچکی است که کمتر دربارهشان نوشته میشود. بین ESP32 و DAC یک تقسیمکنندهٔ ولتاژ قرار دارد که خروجی DAC را از ۲٫۱ ولت به ۰٫۲۷ ولت (مؤثر) کاهش میدهد، چون در غیر این صورت تقویتکننده اشباع میشود و خشخش میکند. این نسبت را او با آزمایش پیدا کرده و هشدار میدهد که با تقویتکنندهٔ دیگری ممکن است متفاوت باشد.
مشکل دیگر نویز دیجیتال بود، چون DAC و ESP32 از یک منبع تغذیه مشترک میخوردند. راهحل این بود که هر کدام از یک مبدل جدا تغذیه شوند. سیمهای کوتاه و تابیده بین DAC و تقویتکننده هم کمک کردند، و همچنین دو خازن سرامیکی ۰٫۱ میکروفاراد بعد از DAC.
نرمافزار با PlatformIO و کتابخانههای arduino-audio-tools و ESP32-A2DP ساخته شده، بنابراین نیازی نبود خودش انتقال صدای سطحپایین A2DP را بنویسد. کد را در GitHub منتشر کرده است. نمونهٔ خوبی است از اینکه ماژولهای ارزان میتوانند چیزی مفید بسازند و در همین مسیر بفهمیم نویز از کجا میآید.
منبع: Habr