усилитель PAM8610 - опыт переделки пассивной акустики

Достались мне по случаю тыловые колонки от домашнего кинотеатра, и захотелось приспособить их в качестве компьютерной акустики. Для подключения пассивных колонок нужен усилитель, для чего я и приобрел модуль на PAM8610. Модуль простой, достаточно мощный и дешевый. Благодаря 12-вольтовому питанию его нетрудно записать от компьютерного БП и даже встроить в системный блок. PAM8610 подробно описан в интернете, например здесь: mySKU.me/blog/aliexpress/38841.html Однако, в стандартном включении мне встретились трудности в виде сильных шумов. Потребовалась доработка…
Сначала я подключил усилитель по обычной схеме: кабель с миниджеком через сдвоенный потенциометр 10кOм. И был сильно разочарован высоким уровнем шума, который был ощутим даже при минимальном положении регулятора громкости. Еще хуже, что динамики реагировали треском и скрежетом на движение беспроводной мышки. Эксперименты с заменой блока питания на лабораторный, а потом и на аккумулятор, эффекта не дали. Зато, когда вместо компьютера подключил mp3 плеер, шумы значительно ослабли и тон стал менее раздражающим. Стало понятно, что проблема — в источнике сигнала и избыточном усилении. По грубым прикидкам, достаточно 10-кратного усиления ( 20 дБ), так как компьютер выдает сигнал амплитудой примерно 1 вольт, а усилитель при питании 12 вольт может выдать на динамик примерно 10 вольт. Осталось только придумать, как снизить коэффициент усиления. В этом деле хорошо помогает чтение документации. Рекомендую старый даташит www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/246508/PAM/PAM8610.html Почему-то в документе на сайте производителя diodes.com отсутствуют некоторые страницы. В PAM8610 есть функция DC volume control, иначе говоря, управление громкостью с помощью постоянного тока. Работает она так: на ножку VREF подается напряжение, соответствующее максимальной громкости, на на VOLUME — текущее. Весь диапазон делится на 32 интервала, каждому из которых соответствует определенный коэффициент усиления. Например, если VREF=5 вольт, а VOLUME=3 вольт, 3/5*32 = 19.2, коэффициент усиления надо смотреть в 20-ой строчке таблицы 1: 21 дБ. Но можно вообще не заморачиваться c расчетами, а просто подавать сигнал VOLUME через переменный резистор сопротивлением 10к-100к. Кроме того, этот подход позволяет использовать самый обычный резистор. В классической схеме регулятора на входе усилителя ставят специальный сдвоенный резистор с логарифмической характеристикой. Если поставить обычный линейный, громкость регулируется неравномерно: сначала она резко возрастает, а потом практически не прибавляется. Еще у сдвоенных резисторов сопротивление может изменяться неодинаково, тогда колонки звучат с разной громкостью.
К сожалению, в указанном модуле контактных площадок для регулятора громкости не предусмотрено, поэтому придется резать дорожки. Крайние выводы потенциометра надо припаять к земле и отметке +5V, а средний — к vol.

Но это еще не все. Для дальнейшего снижения шума от наводок нужно добавить фильтр низких частот. Я ограничился RC-цепочкой на входе, SMD конденсаторы припаял к плате, а резисторы — навесным монтажом. Заодно поменял керамические входные конденсаторы на пленочные. Получилась такая схема:
R1 и С3 образуют ФНЧ с частотой среза f =1/(2π*R1*C3). При указанных номиналах, она составляет 72КГц. Вообще, указанные номиналы можно только как отправную точку, а окончательные — подбирать опытным путем на слух. Емкость C1 выбирают исходя из частоты среза низких частот f =1/(2π * R *C1), где R — входное сопротивление усилителя из таблицы 1 в даташите плюс R1. При указанных номиналах и максимальном положении регулятора громкости, входное сопротивление усилителя 21 кОм, а нижняя частота среза — 34 Гц. Этого более чем достаточно для моих колонок с диапазоном 70Гц-20кГц. Если нужно расширить диапазон в сторону низов, надо увеличить емкость C1. Но сильно увлекаться не стоит, чтобы не перегружать динамики. Резисторы R3,R4 — перемычки, которые поставлены вместо оригинальных керамических конденсаторов.

Переделанная плата.

Усилитель в сборе. Корпус — крышка от распределительной коробки. Радиатор сделан из алюминиевой полосы, к которой плата прижимается через теплопроводную прокладку. Входные конденсаторы и резисторы припаяны навесным монтажом, после окончательной наладки залью термоклеем.
Получилась такая конструкция.
К сожалению, результатов тестов в RMAA предоставить не могу. Так как этот усилитель сделан по мостовой схеме, нужно измерять сигнал на выводах динамика, а не относительно «земли». То есть нельзя подключить усилитель прямо к линейному входу звуковой карты. Нужна профессиональная звуковая карта с балансным входом или отдельный усилитель для измерения дифференциального сигнала.
Что же касается субъективных ощущений, то результат меня полностью устраивает. Звук сравним с «деревянной» компьютерной акустикой SVEN. Зато колонки питаются от системного блока и включаются-выключаются вместе с ним.
PAM8610 вполне себя оправдал. Единственное замечание — не нужно брать самую дешевую плату, чтобы потом ее не переделывать. В следующий раз, если понадобится сделать что-то подобное, буду искать плату с разводкой под регулятор громкости.