Мультимедийный усилитель на базе TDA1554 2.1 Данный усилитель предназначен для создания системы 2.1, т.е. 2 широкополосных усилителя
+ 1 более мощный, предназначенный для воспроизведения только НЧ сигнала.
ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА ДЛЯ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИ Этот мультимединый усилитель предназначен для создание средненькой аудиосистемы,
предназначенной для эксплуатации в стационарных условиях. Основой усилителя служат популярные микросхемы TDA2030 и не очень популярные TDA2052. Ну а поскольку речь зашла об этих микросхемах, то уж лучше остановится подробнее на каждой из них. TDA2030 по справочнику относится к разряду Hi-Fi усилителей, однако сказанно это слишком громко — звук у нее несколько не Hi-Fi. Гораздо приятней звучит ее боле мощный брат — TDA2050. По цокелевке она полностью совпадает с TDA2030 поэтому произвести замену можно не изменяя на печатной плате практически ничего. Принципиальная схема усилителя на микросхеме TDA2030 приведена на рисунке 1, на рисунке 2 — TDA2050 — рисуноки импортированы из даташита. Единственно что изменено в схеме — нет диодов с выхода м/с на плюс-минус питания. Диоды эти используются для уменьшения самоиндукции динамической головки, а использовать данную схему с головками с «тяжелым» дифузором решится мало кто, то и диоды были попросту исключены из схемы. ![]()
Разумеется, что номиналы в цепи ООС разные, однако их отношение практически одинаково,
значит коф. усиления у них одинаков. Кроме этого вариант ООС TDA2050 более предпочтителен, поскольку через
меньшие резисторы течет больший ток, следовательно она менее критична к наводкам и внешним помехам. И
еще — мы позволили себе R5 зашунтировать последовательно соединенными резистором на 100 кОм и конденсатором
на 100 пкФ. Это увеличивает устойчивость усилителя и обеспечивает спад коф. усиления на частотах выше
20 кГц. — происходит некоторая экономия электролитических конденсаторов по питанию; -при создании мультимедийного усилителя с использованием двуполярного питания плюсовая «ветка» питания используется для питания СЧ-ВЧ звена как усилитель с однополярным питанием, а плюсовая и минусовая «ветки» — как питания усилителя для сабвуфера. ![]() Если же нет желания заморачиватся с двуполяркой, то можно использовать мостовое включение микросхем, только давайте поправочку на то, что в мостовом включении от м\с требуется гораздо большей мощности. Например при использовании СЧ-ВЧ звена с TDA2030 мостовой усилитель должен использоваться с TDA2050, если же усилители СЧ-ВЧ на микросхеме TDA2050, то мостовой усилитель уже надо брать на базе TDA2052. На рисунке 3 приведен эскиз печатной платы для одной TDA2030.
Ну и несколько слов об усилителе на микросхеме TDA2052. Это интегральный усилитель
мощности позволяющий развить на нагрузке 4 Ома до 40 Вт. Принципиальная схема усилителя приведена на рисунке
4.
Это усилитель с двумя входами, но для упрощения конструкции второй вход попросту
не задействован. Эскиз печатной платы приведен на рисунке 5. На рисунке 6 — эскиз мостового включения
TDA2052, ну а на рисунке 7 эскиз печатной платы собственно мультимедийного усилителя на TDA2030 ( TDA2050
) и мостового усилителя на TDA2052.
Интегральные четырехканальные усилители мощности. Как быстро собрать усилок на 4 канала, а заодно не боятся ремонтировать автомобильную технику будет тут расказанно… Речь пойдет о ряде микросхем, имеющих одну схему включения, но различные характеристики. В автомобильной технике довольно часто применяются микросхемы TDA7381, TDA7382, TDA7383, TDA7384, TDA7385, TDA7386, несколько реже TDA7560. Все эти чудовинки практически имеют одну схему включения, приведенную на рисунке 1, а вот характеристики у них несколько разнятся, что собственно и отражено в таблице 1.
ТАБЛИЦА 1.
Ну что это за микрухи вроде разобрались, теперь печатные платы для этого четырехканального:
На рисунке 2 приведен эскиз печатной платы, чертеж в формате lay тут,
в jpg тут, в jpg рисунок уже развернут, т.е. подготовлен
для лазерного утюга. Перемычка J1 разнесена по высоте, просто не захотелось тащить сверхтонкие дорожки
между выводами, да и двухстороннюю плату делать для такого примитива тоже как то не серьезно… Еще немного
о TDA7384 и TDA7560 можно почитать тут. Ну и на последок пара слов о чуде, которое мне удалось узреть,
а именно весьма оригинальное использование усилителя на TDA7560 в автомобиле.
ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА ДЛЯ МУЛЬТИМЕДИЙНОГО УСИЛИТЕЛЯ НА TDA1554 & TDA1562 Этот мультимединый усилитель предназначен для создание средненькой аудиосистемы
и может использоватся как в автомобиле, так и в стационаре.
Реально звук НЧ становится значительно лучше при использовании С1 и С2 на 10000мкФ,
но доводить плату до «ума» не стали…
Подробно о том, какой мощности нужен блок питания для усилителя мощности можно помотреть на видео ниже. Для примера взят усилитель STONECOLD, однако данный замер дает понимание тог, что мощность сетевого трансформатора может быть меньше мощности усилителя примерно на 30%.
Адрес администрации сайта: [email protected] НЕ НАШЕЛ, ЧТО ИСКАЛ? ПОГУГЛИ:
|
Усилители класса D компании Texas Instruments
3 июня 2009
Традиционные аудиоусилители классов А, В и АВ для мобильных устройств с автономным питанием уже давно перестали устраивать разработчиков из-за их низкого КПД и, как следствие, высокого расхода энергии батареи или аккумулятора. Усилители класса D имеют гораздо более высокий КПД, поэтому именно они наилучшим образом удовлетворяют предъявленным требованиям к современной портативной технике. Эти усилители применяются и в стационарной технике (телевизоры, персональные компьютеры, домашние или автомобильные стереосистемы и даже мощная усилительная техника для театров и концертных залов) благодаря уменьшению габаритов, веса и цены при сопоставимых параметрах качества с приборами предыдущих поколений классов А, В и АВ. Достижения полупроводниковой технологии последних лет позволили компании Texas Instruments разработать микросхемы для создания высококачественных усилителей звуковой частоты класса D с максимальной выходной мощностью от единиц до нескольких сотен Вт.
Рассеиваемая мощность усилителя, работающего в классе D, существенно меньше, чем у аналогичных приборов класса АВ, работающих в тех же режимах. Это проиллюстрировано на рис. 1 (в качестве примера взята микросхема Texas Instruments TPA2012D2, предназначенная для усилителей портативной техники).
Рис. 1. Мощности, рассеиваемые усилителями классов АВ и D при одинаковых режимах измерения
Из рисунка 1 хорошо видно, что при одинаковой выходной мощности усилитель класса D имеет потери мощности в несколько раз меньшие по сравнению с аналогичными усилителями класса АВ во всем диапазоне выходных мощностей. Наибольший выигрыш получается при средней выходной мощности. Именно в этом режиме чаще всего и используется аппаратура для воспроизведения звука. Отмеченные свойства дополняет рис. 2, иллюстрирующий зависимости КПД от выходной мощности этих же усилителей при режимах измерения, аналогичных рис. 1. При малой и средней мощностях КПД усилителя класса D в два-три раза выше, чем у усилителя класса АВ.
Рис. 2. Зависимости КПД от выходной мощности для усилителей класса D и класса АВ при одинаковых режимах измерения
Сравнение эффективности и рассеиваемой мощности для усилителей с очень низкой выходной мощностью может оказаться не в пользу усилителей класса D из-за относительно высокой мощности высокочастотного модулятора, преобразующего аналоговый сигнал в прямоугольные импульсы с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). По этой причине линейные усилители класса АВ при очень низких выходных мощностях иногда оказываются предпочтительнее класса D. Принцип работы простейшего усилителя класса D без обратной связи поясняет рисунок 3.
Рис. 3. Структурная схема усилителя класса D без обратной связи
Входной сигнал предварительного усилителя модулируется треугольными колебаниями для преобразования в широтно-модулированные импульсы, которые усиливаются выходным каскадом, работающим в ключевом режиме. Далее LC-фильтр низких частот интегрирует импульсы разной длительности и срезает высокочастотные составляющие спектра, оставляя только выделенный сигнал звуковой частоты. Осциллограммы процесса ШИМ для усилителя класса D, выполненного по мостовой схеме, приведены на рис. 4. Модуляция в усилителях класса D может осуществляться разными способами, но наиболее распространена именно ШИМ.
Рис. 4. Осциллограммы ШИМ в мостовом усилителе класса D
Звуковой сигнал сравнивается с сигналом пилообразной или треугольной формы фиксированной частоты. Первый усилитель на рисунке 3 необходим для предварительного усиления и смещения сигнала до нужного уровня. Второй усилитель и генератор треугольного напряжения образуют модулятор ШИМ. На рисунке 4 длительность широтно-модулированных импульсов пропорциональна уровню входного аналогового сигнала. Мостовой схеме необходимы импульсы ШИМ противоположной полярности для управления другим плечом моста. На рисунках 3 и 4 показаны упрощенные варианты схем. В реальных схемах усилителей класса D обязательно вводятся формирователи времени паузы между импульсами для исключения одновременного включения двух выходных транзисторов и устранения сквозных токов. Частота модуляции и среза низкочастотного фильтра обычно выбирается в несколько раз больше верхней граничной частоты пропускания усилителя. К выбору элементов LC-фильтра необходимо относиться очень внимательно. Этому вопросу уделяется особое внимание в документации производителя и руководствах по применению.
Texas Instruments выпускает микросхемы для создания усилителей класса D низкой, средней и высокой мощности. Параметры для усилителей класса D низкой мощности приведены на рис. 5 и в табл. 1.
Рис. 5. Микросхемы для усилителей класса D с низкой и средней выходной мощностью
Таблица 1. Микросхемы Texas Instruments для усилителей класса D c низкой и средней выходной мощностью (аналоговый вход)
Наименование | Описание | Стерео/ моно | Pвых, Вт | Rнагр. (min), Ом | Напряжение питания, B |
Half Power THD+N* (%), F = 1 кГц |
PSSR** дБ | Корпус(а) | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
(min) | (max) | ||||||||
TPA2017D2 | SmartGain, AGC/DRC, GPIO интерфейс | Стерео | 2,8 | 4 | 2,5 | 5,5 | 0,2 | 80 | QFN-20 |
TPA2000D2 | усилитель средней мощности | Стерео | 2,5 | 3 | 4,5 | 5,5 | 0,05 | 77 | TSSOP-24 |
TPA2000D4 | усилитель для стереотелефонов | Стерео | 2,5 | 4 | 3,7 | 5,5 | 0,1 | 70 | TSSOP-32 |
TPA2012D2 | усилитель в корпусе WCSP 2 x 2 мм | Стерео | 2,1 | 4 | 2,5 | 5,5 | 0,2 | 75 | WCSP-16, QFN-20 |
TPA2016D2 | SmartGain, AGC/DRC, I2C интерфейс | Стерео | 1,7 | 8 | 2,5 | 5,5 | 0,2 | 80 | WCSP-16 |
TPA2001D2 | усилитель низкой мощности | Стерео | 1,25 | 8 | 4,5 | 5,5 | 0,08 | 77 | TSSOP-24 |
TPA2100P1 | для пьзокерамического излучателя | Моно | 19 Vpp | 1,5 мкФ (пьезо) | 2,5 | 5,5 | 0,2 | 90 | WCSP-16 |
TPA2035D1 | дифференциальный вход, 1,5 х 1,5 мм | Моно | 2,75 | 4 | 2,5 | 5,5 | 0,2 | 75 | WCSP-9 |
TPA2032/3/4D1 | дифференциальный вход, фикс. усиление | Моно | 2,75 | 4 | 2,5 | 5,5 | 0,2 | 75 | WCSP-9 |
TPA2013D1 | встроенный повышающий DC/DC-преобр. | Моно | 2,7 | 4 | 1,8 | 5,5 | 0,2 | 95 | WCSP-16, QFN-20 |
TPA2036D1 | защита от КЗ с автовосстановлением | Моно | 2,5 | 4 | 2,5 | 5,5 | 0,2 | 75 | WCSP-9 |
TPA2031D1 | аналог TPA2010D1, но с плавным стартом | Моно | 2,5 | 4 | 2,5 | 5,5 | 0,2 | 75 | WCSP-9 |
TPA2010D1 | дифференциальный вход;1,45 х 1,45 мм | Моно | 2,5 | 4 | 2,5 | 5,5 | 0,2 | 75 | WCSP-9 |
TPA2018D1 | SmartGain AGC/DRC, I2C интерфейс | Моно | 1,7 | 8 | 2,5 | 5,55 | 0,2 | 80 | WCSP |
TPA2014D1 | встроенный повышающий DC/DC-преобр. | Моно | 1,5 | 8 | 2,5 | 5,5 | 0,1 | 91 | WCSP-16, QFN-20 |
TPA2006D1 | дифференциальный вход | Моно | 1,45 | 8 | 2,5 | 5,5 | 0,2 | 75 | QFN-8 |
TPA2005D1 | дифференциальный вход | Моно | 1,4 | 8 | 2,5 | 5,5 | 0,2 | 75 | MSOP-8, QFN-8, BGA-15 |
*Half Power THD+N – (нелинейные искажения + шум) при половине мощности от макс. значения (измерено для частоты 1 кГц). **PSSR – Power Supply Rejection Ratio – коэффициент подавления помех по цепям питания |
В первую очередь эти микросхемы предназначены для встраивания в мобильные устройства. Подавляющее большинство таких усилителей расчитано на напряжение питания от 2,5 до 5,5 В, но микросхема одноканального усилителя TPA2013D1 имеет расширенный диапазон напряжений питания от 1,8 до 5,5 В благодаря встроенному повышающему DC/DC-преобразователю (Boosted DC/DC). Это позволило обеспечить постоянство выходной мощности при всем диапазоне рабочих напряжений питания по сравнению с обычными усилителями класса D, что наглядно проиллюстрировано на рис. 6.
Рис. 6. Зависимости выходной мощности для TPA2013D1 и для обычных усилителей класса D
При выходной мощности около 1,5 Вт в диапазоне напряжений питания от 2,3 до 4,8 В характеристика находится в пределах ±0,1 Вт. Большинство обычных усилителей этого класса имеют практически линейную зависимость максимальной выходной мощности от напряжения питания. Преимущество усилителей со встроенным повышающим DC/DC-преобразователем – возможность работы при гораздо более низком напряжении питания батареи (или при ее более глубоком разряде), что повышает степень использования автономного источника питания.
Структурная схема микросхем TPA2013D1 и TPA2014D1 со встроенным повышающим DC/DC-конвертером показана на рис. 7.
Рис. 7. Структурная схема TPA2013D1 и TPA2014D1 со встроенным повышающим DC/DC-преобразователем
В микросхемах предусмотрена защита от нежелательных переключений при коммутации повышающего DC/DC-преобразователя. Встроенный стабилизатор обеспечивает стабильность характеристик в широком диапазоне напряжений питания. При необходимости выход повышающего DC/DC-преобразователя можно использовать для питания маломощных дополнительных схем портативного устройства. Если внимательно посмотреть на параметр PSSR (коэффициент подавления помех по цепям питания) в табл. 1, то бросается в глаза, что именно усилители со встроенными повышающими DC/DC имеют существенно лучшие значения этого параметра (91…95 дБ) по сравнению с остальными усилителями этого класса.
Среди усилителей с низкой и средней выходной мощностью есть и специализированный для работы на пьезокерамический излучатель с допустимой емкостью до 1,5 мкФ. При этом размах выходного напряжения на емкостной нагрузке достигает 19 В (от пика до пика) при минимально допустимом напряжении питания всего 2,5 В. Необходимо обратить внимание, что параметр (THD + N), характеризующий суммарные гармонические искажения вместе с шумовыми составляющими, измеряется на частоте 1 кГц при половине мощности от допустимого максимального значения.
На рис. 8 приведен навигатор для выбора микросхем усилителей класса D высокой мощности (отсчет высокой мощности для этого класса усилителей Texas Instruments начинает с 3 Вт).
Рис. 8. Микросхемы для усилителей класса D высокой мощности
Основные параметры этих микросхем сведены в табл. 2. Некоторые из микросхем, приведенных на рис. 8 и в табл. 2, относятся только к анонсированной продукции, поэтому возможность поставки образцов необходимо проверять на сайте производителя.
Таблица 2. Микросхемы Texas Instruments для усилителей класса D c высокой выходной мощностью (аналоговый вход)
Наименование | Описание | Pвых Вт | Rнагр. (min), Ом |
Напряжение питания, B |
Half Power THD+N* (%), F = 1 кГц |
PSSR**, дБ | Корпус(а) | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
(min) | (max) | |||||||
TAS5630 | 300 Вт усилитель (стерео) с ОС |
300 | TBD*** | TBD | 50 | TBD | 80 | QFP-64 |
TAS5615 | 150 Вт усилитель (стерео) с ОС |
150 | TBD | TBD | 50 | TBD | 80 | QFP-64 |
TAS5412 | усилитель (стерео) с несимметричным входом | 100 | 2 | 6 | 24 | 0,04 | 75 | HTQFP-64 |
TAS5422 | усилитель (стерео) с симметричным входом | 100 | 2 | 6 | 24 | 0,04 | 75 | HTQFP-64 |
TAS5414A | усилитель (квадро) с несимметричным входом | 45 | 2 | 8 | 22 | 0,04 | 75 | SSOP-36, HTQFP-64 |
TAS5424A | усилитель (квадро) с симметричным входом | 45 | 2 | 8 | 22 | 0,04 | 75 | SSOP-44 |
TPA3106D1 | усилитель (моно) со входом синхронизации | 40 | 4 | 10 | 26 | 0,2 | 70 | HLQFP-32 |
TPA3123D2 | усилитель (стерео) с несимметричным входом | 25 | 4 | 10 | 30 | 0,08 | 60 | HTSSOP-24 |
TPA3100D2 | усилитель (стерео) 20 Вт | 20 | 4 | 10 | 26 | 0,1 | 80 | HTQFP-48, QFN-48 |
TPA3001D1 | усилитель (моно) 20 Вт | 20 | 4 | 8 | 18 | 0,06 | 73 | HTSSOP-24 |
TPA3110D2 | усилитель (стерео) с ограничением мощности | 15 | 4 | 8 | 26 | <0,1 | 70 | TSSOP-28 |
TPA3122D2 | усилитель (стерео) в корпусе DIP-20 | 15 | 4 | 10 | 30 | <0,15 | 60 | PDIP-20 |
TPA3107D2 | усилитель (стерео) 15 Вт | 15 | 6 | 10 | 26 | 0,08 | 70 | HTQFP-64 |
TPA3124D2 | усилитель (стерео) 15 Вт с функцией Mute**** |
15 | 4 | 10 | 26 | 0,04 | 60 | TSSOP-24 |
TPA3121D2 | усилитель (стерео) с несимметричным входом | 15 | 4 | 10 | 26 | 0,04 | 60 | TSSOP-24 |
TPA3004D2 | усилитель (стерео) c регулировкой громкости | 12 | 4 | 8,5 | 18 | 0,1 | 80 | HTQFP-48 |
TPA3125D2 | усилитель (стерео) в корпусе DIP-20 | 10 | 4 | 10 | 26 | 0,15 | 60 | PDIP-20 |
TPA3101D2 | усилитель (стерео) 10 Вт | 10 | 4 | 10 | 26 | 0,1 | 80 | HTQFP-48, QFN-48 |
TPA3111D1 | усилитель (моно) с ограничением мощности | 10 | 4 | 8 | 26 | <0,1 | 70 | TSSOP-28 |
TPA3002D2 | усилитель (стерео) c регулировкой громкости | 9 | 8 | 8,5 | 14 | 0,06 | 80 | HTQFP-48 |
TPA3007D2 | усилитель (стерео) 6.5 Вт | 6,5 | 8 | 8 | 18 | 0,2 | 73 | TSSOP-24 |
TPA3009D2 | усилитель (стерео) c регулировкой громкости | 6 | 8 | 8,5 | 14 | 0,045 | 80 | HTQFP-48 |
TPA3005D2 | усилитель (стерео) 6 Вт | 6 | 8 | 8 | 18 | 0,1 | 80 | HTQFP-48 |
TPA3003D2 | усилитель (стерео) c регулировкой громкости | 3 | 8 | 8,5 | 14 | 0,2 | 80 | TQFP-48 |
TPA2008D2 | усилитель (стерео) c регулировкой громкости | 3 | 3 | 4,5 | 5,5 | 0,05 | 70 | HTSSOP-24 |
*Half Power THD+N – (нелинейные искажения + шум) при половине мощности от макс. значения (измерено для частоты 1 кГц) **PSSR – Power Supply Rejection Ratio – коэффициент подавления помех по цепям питания ***TBD – To Be Documented – данные будут указаны производителем позднее ****Mute – приглушение звука |
На основе микросхем Texas Instruments можно спроектировать усилитель класса D с выходной мощностью до 300 Вт при максимальном напряжении питания до 50 В.
Большой интерес для разработчиков могут представлять новые двухканальные микросхемы для усилителей этого класса TPA3122D2 и TPA3125D2 в корпусе DIP20.
Рис. 9. Зависимости выходной мощности от напряжения питания для TPA3122D при включении каждого канала в режиме SE
Рис. 10. Зависимости выходной мощности от напряжения питания для TPA3122D при включении двух каналов по мостовой схеме
Этот корпус удобен для монтажа и макетирования по сравнению с миниатюрными корпусами BGA с шариковыми выводами. Схема включения этих стереоусилителей отличается простотой и приведена на рис. 11. Синим цветом выделены параметры, соответствующие TPA3125D2 (мощность до 10 Вт), красным цветом – TPA3122D2 (мощность до 15 Вт).
Рис. 11. Схема включения микросхем TPA3125D2 и TPA3122D2 для 10 и 15 Вт соответственно
Микросхемы имеют два входа регулировки усиления (четыре уровня), а также возможность отключения (Shutdown) и приглушения звука (Mute). На рис. 11 показан самый распространенный вариант включения двухканального усилителя в режиме SE (Single Ended Output – нагрузка подключается к каждому каналу – режим «стерео»). Для существенного увеличения выходной мощности рассматриваемых микросхем можно из двух каналов одной микросхемы создать одноканальный мостовой усилитель (схема BTL – Bridge Tied Load – подключение нагрузки к мостовой схеме). Принципиальные схемы включения микросхем TPA3125D и TPA3122D для мостового варианта усилителя класса D приведены в документации производителя для этих усилителей. На рис. 9 и 10 показаны зависимости выходной мощности от напряжения питания при одинаковых условиях измерения для схем в режиме «стерео» (SE) и для варианта мостового включения (схема BTL).
Измерение максимальной выходной мощности оценивается при конкретном значении суммы всех гармонических искажений и шумовых составляющих (THD + N). При переходе к мостовой схеме включения на одинаковых напряжениях питания, сопротивлении нагрузки и суммарных искажениях сигнала, выходная мощность возрастает в несколько раз. Поэтому в мощных усилителях обычно используют именно мостовую схему включения. Всего одна микросхема в корпусе DIP20 при таком подключении позволяет создать усилитель с максимальной выходной мощностью около 50 Вт при напряжении питания 30 В.
Шумы и нелинейные искажения
Основная информация о звуковом сигнале кодируется шириной импульсов на выходе модулятора. Необходимость введения задержки на величину паузы становится причиной нелинейных искажений, пропорциональных отклонению от точной длительности импульса модуляции. Сильное влияние на шумы оказывает коэффициент ослабления помех от источника питания PSSR. Из-за малого сопротивления шумы источника питания могут напрямую передаваться в громкоговоритель. ФНЧ срезает высокочастотные составляющие, но пропускает низкочастотные шумы. Для качественного звучания следует выбирать микросхемы с высоким значением коэффициента ослабления помех от источника питания. Эффективное решение перечисленных проблем – введение глубокой обратной связи, как это делается во многих линейных усилителях. Обратная связь с входа ФНЧ сильно повышает PSSR и ослабляет суммарные искажения и шумы, появляющиеся до LC-фильтра. Искажения в самом фильтре можно уменьшить включением громкоговорителя в цепь ОС. В грамотно спроектированных усилителях класса D с замкнутой ОС реально достижим суммарный коэффициент нелинейных искажений менее 0,01%.
Основные выводы
Все больше новых аудиоустройств создается на основе экономичных и эффективных усилителей класса D. Многолетний опыт и новые технологии компании Texas Instruments позволяют ей уверенно чувствовать себя на этом рынке с высокой конкуренцией. Усилители класса D позволяют, повышая эффективность, в несколько раз снизить габариты за счет исключения или значительного уменьшения размеров радиаторов в мощных схемах. Требуется менее мощный источник питания, что дополнительно снижает цену усилительного прибора. Для многих рассмотренных в статье микросхем Texas Instruments выпускает демонстрационные платы. Ознакомиться с решениями для построения аудиосистем можно на сайте производителя в разделе www.ti.com/audio, а по системам управления питанием – в разделе www.power.ti.com.
Получение технической информации, заказ образцов, поставка — e-mail: [email protected]
•••
Наши информационные каналы
LA4460 | LA4460 — 12ВТ Автомобильный усилитель мощности | ||
TDA1520A | TDA1520A — 20ВТ Hi-Fi аудио усилитель мощности | ||
TDA1521 | TDA1521 — 2х12ВТ Hi-Fi аудио усилитель мощности | ||
TDA1521A | TDA1521A — 2х6ВТ Hi-Fi аудио усилитель мощности | ||
TDA1557Q | TDA1557Q — 2х22ВТ автомобильный стерео аудио усилитель мощности с защитой по нагрузке | ||
TDA1562 | TDA1562 — 70ВТ высоко эффективный усилитель мощности | ||
TDA2003 | TDA2003 — 10ВТ автомобильный аудио усилитель мощности | ||
TDA2004A | TDA2004A — 2х10ВТ автомобильный стерео аудио усилитель мощности | ||
TDA2005 | TDA2005 — 20ВТ автомобильный аудио усилитель мощности | ||
TDA2030A Contek Microelectronics | TDA2030A — 14ВТ Hi-Fi аудио усилитель мощности | ||
TDA2030A SGS-THOMSON Microelectronics | TDA2030A — 18ВТ Hi-Fi аудио усилитель мощности | ||
TDA2040 | TDA2040 — 20ВТ Hi-Fi аудио усилитель мощности | ||
TDA2050 | TDA2050 — 32ВТ Hi-Fi аудио усилитель мощности | ||
TDA2052 | TDA2052 — 60ВТ Hi-Fi аудио усилитель мощности c режимом без звука и режимом ожидания | ||
TDA2613 | TDA2613 — 6ВТ Hi-Fi аудио усилитель мощности | ||
TDA2614 | TDA2614 — 6ВТ Hi-Fi аудио усилитель мощности | ||
TDA2615 | TDA2615 — 2х6ВТ Hi-Fi аудио усилитель мощности | ||
TDA2822 | TDA2822 — маломощный двойной аудио усилитель мощности | ||
TDA7293 | TDA7293 — 120В 100Вт DMOS аудио усилитель мощности c режимом без звука и режимом ожидания | ||
TDA7294 | TDA7294 — 100В 100Вт DMOS аудио усилитель мощности c режимом без звука и режимом ожидания | ||
TDA7372B | TDA7372B — 4х6Вт аудио усилитель мощности для автомобильного радио | ||
TDA7384A | TDA7384A — 4х35Вт аудио усилитель мощности для автомобильного радио | ||
TDA8560Q | TDA8560Q — 2х40Вт 2 Ом аудио стерео усилитель мощности с возможностью диагностики |
ПРОСТОЙ УСИЛИТЕЛЬ НА МИКРОСХЕМЕ
Как-то раз ко мне заехали друзья и попросили собрать усилитель на большую мощность. Со всех мною осмотренных усилителей, у меня самым мощным был на 10 ватт. Что довольно-таки мало для
салона автомобиля. Для авто лучше собрать усилитель ватт так на 40. Пришлось посидеть немного в интернете, чтоб найти качественную, но простую в повторении принципиальную схему УМЗЧ.
Схема вполне лёгкая в сборке, не нуждается в настройке, собрана на дешёвых деталях, которые можно купить в любом радиомагазине, либо выковырять в старой радиоелектронной техники. Усилитель собран на микросхеме TDA1557Q, можно заменить на TDA1558. Микросхему заказывал по интернету. Пришла через 2 дня и сразу же начал собирать устройство.
Этот УНЧ рассчитан на 2-х омную нагрузку, но прекрасно работает и на 4-х омную, выдавая при этом 40 ватт на канал. На 4 омные динамики мощность будет около 25 ватт. Чтобы получить 40 ватт, нужно подключать к усилителю по две пары 4 омных динамика = 2 ома. В автомобиле много динамиков, поэтому сумарная мощность будет около 80 ватт. Питается схема от 16 вольт максимум, ток потребления в покое = 110 — 180 mA. Все правильно спаянное работает. Ни когда не путайте плюс и минус, иначе микросхема сгорит тот час же. Установите её на радиатор, он должен быть чем больше — тем лучше. Вот спаянная схема:
Также есть печатная плата. У меня она вышла не очень хорошо, но усилитель действительно рабочий. Фото готовой печатки:
Покупал 2 микросхемы, одну себе, вторую друзьям. Корпус взял от старой колонки, выходы на динамики с задней панели.
Работает УНЧ через трансформатор на 12 в. Сейчас стоит около компьютера — работой очень доволен. Ещё лучше будет на вход поставить электронный темброблок. А друзья используют и так, без копруса:) С вами был max, всем успехов в повторении усилителя!
Звуковые усилители | paseka24.ru
Стационарное звукоусилительное оборудование представляет определенный инженерный интерес с позиций эволюции схемотехники. В статье показаны некоторые практические схемы, большинство из которых испытано. Некоторые схемы требуют доработки. Поэтому для начинающих исследователей можно рекомендовать обраться к первоисточникам. Опытные телезрители разберутся в схемотехнике самостоятельно. За допущенные ошибки, потраченное время, и результаты использования представленных здесь материалов автор ответственности не несет. Опыт показывает, что можно доверять схемотехнике и параметрам устройств, описанных в журнале Радио. Остальные источники могут содержать ошибки. Поэтому нужно запастись терпением, и неуклонно повышать собственную квалификацию.
В качестве первоисточников ниже указаны отечественные издания, в которых впервые были опубликованы описываемые ниже устройства. Мощности везде указаны для синусоидального режима. Это отвечает отечественным ГОСТам. Не следует путать эти параметры с чумными цифрами на зарубежной, преимущественно китайской аппаратуре. Сравнение представленных здесь усилителей с железом китайского происхождения можно проводить увеличивая приведенные здесь мощности раза в три-четыре. Все устройства питаются от трансформаторных источников. Преобразователи не применяются виду их относительной сложности и малого запаса мощности. Для построения автомобильных усилителей исследователю нужно освоить построение двухтактных инверторов.
Классика жанра – усилитель А.Агеева, мощностью 60Вт на 4 Ома. Опубликован в журнале Радио, №8 за 1982г. В свое время в кругах аудиофилов это была «бомба». Простой, качественный и надежный усилитель с минимальным количеством транзисторов. В течение 30 лет зарекомендовал себя превосходно. Подкупает безаварийной работой в самых экстремальных ситуациях. Транзисторы следует использовать только в металлокерамических корпусах. Можно рекомендовать применение ИМС К574УД1 или К140УД11, изменить компоновку платы и снабдить ее небольшим радиатором. Качество от этого только выиграет. Повышение напряжения питания стабилизированного источника в каждом плече до 32 вольт, как правило, не вызывает отрицательных последствий. Запас мощности в таком схемном решении настолько велик, что НЧ звено акустических систем типа S90, выходило из строя довольно часто, а усилитель ни разу.
Были случаи, когда аварийное увеличение питания до 44 вольт в каждом плече не приводило к нарушению его работоспособности. Просто увеличивалась отдаваемая в нагрузку мощность (свыше 100 Вт). Не смотря на феноменальную термостабильность, предвидя критические режимы, лучше применить специальные меры по охлаждению радиаторов, которые могут нагреваться выше 100 градусов. Не прикасаться, возможны ожоги!!!
Простой усилитель на транзисторах одинаковой проводимости 70/100вт. В выходном каскаде транзисторы установлены в параллель. Однако можно обойтись и одной, хорошо подобранной парой. Как правило, для бытового применения мощности синусоидального режима в 70 Вт бывает вполне достаточно. Устройство опубликовано в Радио №11, 2000.
Пиковая мощность при хорошем источнике питания может достигать 140 Вт в канале. Радиаторы для мощных усилителей целесообразно применять здоровенные, при групповой установке транзисторов через слюдяные прокладки. Здесь и далее нередко рассмотрены схемы, построенные на металлостеклянных транзисторах прежних поколений. Это обусловлено простым наличием большого запаса алюминиевых радиаторов и мощных транзисторов. В большинстве случаев замена современными транзисторами с креплением под винт допустима. Однако особого смысла в этом нет, если это не обусловлено имеющимися радиаторами. Как правило, указанные устаревшие кремниевые транзисторы вполне соответствуют рассматриваемым схемам, а запас мощности в них вполне достаточный, даже для акустических извращенцев, открыто ненавидящих своих соседей, а также для случаев злонамеренного членовредительства.
Мостовой транзисторный усилитель 250Вт. Старинная схема. Квазикомплементарная пара выходных транзисторов, однополярное питание. Предпочтение следует отдать высокоомной нагрузке 12-16 Ом. При нагрузке 8 Ом мощность усилителя желательно уменьшить до 150 Вт, ограничивая токи транзисторов, воизбежание их перегрева.
Опубликовано неизвестно где. Мне достался экземпляр превоисточника в старинной брошюре 70х годов прошлого века, довольно потрепанной, выходных данных не имею. Есть ощущение, что исходная схема имеет буржуйское происхождение и переделана на отечественные транзисторы. Еще более современные транзисторы указаны уже в моей редакции. Очень рекомендуется примерить достойный источник питания, с трансформаторами повышенной мощности. Напряжение источника не маленькое. Следует соблюдать осторожность.
Усилитель Вильчинского, максимальной мощность 200Вт на 4 Ом. Радио 1990, №5. Дополнение в Радио 91-02.
Параметры усилителя вполне реальные. Повторяемость хорошая. Источник питания стабилизированный. И это весьма важный факт.
Транзисторный MosFet-усилитель С.Шпака на гибридных транзисторах, максимальной мощностью 420Вт. Неплохой экземпляр, на сравнительно современной элементной базе. Номинальной мощности в 300 Вт вполне достаточно для механического травмирования исправного человеческого слухового аппарата. Опубликовано в Радио, №1, 2009. Дополнение в Радио №8, 2009.
Рекомендуется мощный источник с двумя трансформаторами. Напряжение питания повышенное, необходимо обратить на это внимание. Надежность, прежде всего.
Пример мощного усилителя на транзисторах. Ланзар, заявленная максимальная мощность на 4 Ома – 390 Вт. В официальных изданиях не встречал. Информация получена полностью из сети. Основное достоинство этой машины – импортный движок. Настоящие японские транзисторы должны отрабатывать заявленные параметры безупречно. Вариант схемы на биполярных транзисторах показан ниже.
Собирать эту штуковину не пробовал, поскольку хватает образцов на отечественных транзисторах. Для повторения можно рекомендовать окунуться в сеть. Лучше видимо напрямую.
Вариант схемы с полевыми транзисторами показан ниже. Особых заслуг в этой схеме я не заметил. Повторяемость также приемлемая.
Вариант печатной платы для такого схемного решения показан ниже. Для простоты применяют односторонний фольгированый стеклотекстолит.
Печатная плата и внешний вид усилителя по другой версии показаны ниже. Получено из статьи Евгения Ермакова.
Претензий к схемотехнике нет. Питание усилителя относительно высоковольтное. Следует соблюдать осторожность.
Примеры самодельных мощных профессиональных усилителей на транзисторах здесь не рассмотрены. Ощущение от изучения темы профессиональных усилителей, изготовленных своими руками, осталось неоднозначным. Заявляемые мощности до 1кВт, в значительной мере обеспечены параллельным включением выходных транзисторов. Как, например, это показано на рисунке, показанном ниже. А мне представляется, что это не совсем корректно. Видимо нужно менять элементную базу.
Любители экстрима могут обратиться к первоисточникам. Представленным только информацией из электронной сети. Определенный интерес представляет интегральная микросхема TDA2030 и ее клоны. Применению этой ИМС посвящено много книг. Некоторые из них могут быть полезными и показаны ниже.
1.Шкритек П. Справочник по звуковой схемотехнике, 1991.
2.Турута Е., Данци Л. ИМС-усилители мощности НЧ. Справочник, 1994.
3.Баширов С.Р. Современные усилители ИМС (ВРЛ 2005)
4.Марстон Р. — Популярные ИМС-аудиомикросхемы. 2007.
5.Баширов С.Р. Современные интегральные усилители ИМС, 2008.
6.Баширов С.Р. — Бытовая электроника. Занимательные устройства, 2008.
Примеры схем сравнительно мощных усилителей на микросхеме TDA2030 15-30Вт. Первоисточником служит книга Е.Туруты (Турута Е.Ф. 3500 усилителей мощности НЧ. Справочник, 2005.
Это простейшие схемы, доступные в реализации начинающим исследователям.
Пример схемы мощного усилителя на микросхеме TDA2030, с дополнительными транзисторами, рассчитанный на номинал 120 Вт показан ниже. Напряжение питания значительно увеличено по сравнению с прототипом, поэтому нужно принять специальные меры для предотвращения скачков. Во всех случаях можно рекомендовать установку в каждом плече линейного параметрического стабилизатора, с токоограничивающим низкоомным резистором.
Это безусловно вызовет дополнительные потери мощности по 10-15 Вт в каждом плече. Запас мощности трансформаторов придется несколько увеличить. Однако, во-первых, появится дополнительная защита по току. А во-вторых можно повысить надежность самого усилителя, избежав неожиданностей с бросками напряжения питания, а также обеспечить стабильное питающее напряжение и улучшить фильтрацию.
Пример мощного усилителя на микросхеме TDA2030, мост с транзисторами 240Вт. Подобная схема практического усилителя для мощности 180Вт реализована в Радиолюбителе №3/99. Аналогичная схема представлена в обзорной статье в Радио №12/94.
Основное отличие заключается в наличии дополнительного стабилизатора напряжения в каждом плече питания ИМС 2030. Это обыкновенный параметрический стабилизатор на транзисторе, ограничивающий напряжение питания на уровне 15-18В. Это необходимая мера при повышении напряжения питания каждого плеча силовой части усилителя до 30-32В.
Примеры мощных усилителей на микросхеме TDA7294. Выходной каскад ИМС выполнен на полевых транзисторах. В качестве радиаторов подойдут мощные кулеры от процессоров ЭВМ, например сокет 775.
Корпус ИМС находится под напряжением питания, поэтому микросхему устанавливают через слюдяную прокладку, с использованием термопасты.
Пример мощного усилителя на микросхеме STK442-130, два канала по 150Вт. Выходной каскад ИМС выполнен на составных биполярных транзисторах. На общей подложке расположены 4 мощных транзистора. ИМС работает в режиме АВ, поэтому тепловыделение большое. Устанавливать на здоровенный радиатор, лучше через слюдяную прокладку. Применение термопасты КПТ-8 обязательно. Вентиоятор на радиатор желателен, особенно при критических мощностях. Устанавливают вентилятор со стороны оребрения, и лучше если непосредственно напротив кристалла.
Особое внимание следует уделить именно охлаждению самого кристалла. Это, как минимум, радиатор на 2000 кв. см. Кроме того, желательна установка компьютерного вентилятора, прямо напротив микросхемы. Подключение вентилятора целесообразно сделать автоматическим при температуре 60 градусов, например, с помощью обычного биметаллического релейного термодатчика, работающего на замыкание. Питание вентилятора нужно развязать от шины питания самого усилителя, например применением специального малогабаритного тарансформатора. Напряжение источника питания может достигать 65 вольт в плече. Следует соблюдать осторожность, поскольку суммарное напряжение будет 130-160Вольт.
Весьма полезной может оказаться измерительная штуковина, представленная ниже.
Простой прибор для подбора параметров мощных биполярных транзисторов. Удобен для подбора пар выходных транзисторов. Практика показала, что подбор параметров отечественных транзисторов обязателен. Причем как для усилителей с квазикомплементарным включением, так и для комплементарных пар. Это обусловлено тем, что даже в одной партии БТ коэффициенты передачи тока в нагруженном режиме могут отличаться на 300 и более процентов.
Иногда в литературе или обыденных разговорах встречаю суждение, что для зарубежных транзисторов, особенно фирменного происхождения, например Toshiba, процедура подбора не обязательна. Вроде как буржуйская технологическая линия обеспечивает одинаковые параметры транзисторов прямой и обратной проводимости. В целом это наверное так. Но на практике мне встречались примеры разброса параметров до 50%. Много это или мало — судить читателю. Если для отечественных транзисторов разброс параметров в партии составляет 300-400%, особенно в древних. То разброс параметров в 50% можно видимо стчитать величиной малосущественной. Мне такое понимание не подходит и поэтому приходится подбирать все транзисторы. Процедура нудная, и возможно избыточная. Зато исключаю неожиданности и увеличиваю запас ресурса.
Евгений Бортник, Красноярск, Россия, март 2012
Аудиосхемы: усилители мощности
Гитарный усилитель мощностью 100 Вт — Гитарные усилители всегда представляют собой интересную задачу. Регуляторы тембра, характеристики усиления и перегрузки очень индивидуальны, и идеальная комбинация варьируется от одного гитариста к другому и от одной гитары к другой. Не существует усилителя, который бы удовлетворял всем требованиям, и это предложение не должно быть исключением __ Разработано Родом Эллиоттом ESP
Усилитель мощностью 10 Вт с использованием TDA2003 — Вот принципиальная схема усилителя звука мощностью 10 Вт с использованием популярной микросхемы TDA2003 от SGS Thomson.ИС может легко подавать 10 Вт на нагрузку 4 Ом при напряжении питания 18 В постоянного тока. Микросхема также может работать от 12 В, что делает ее применимой в автомобильных аудиосистемах
.Усилитель мощности звука с эмиттерным повторителем 110 мВт — Принципиальные схемы усилителя мощности звука / принципиальные схемы __ Дизайн Сунамура Казухиро
Усилитель звука 4×15 Вт с питанием от 12 вольт — использует автомобильные аудиочипы и предназначен для установки внутри компьютера. __ Дизайн Манфреда Морнхинвега
Усилитель телевизионной антенны UHF 15 дБ — это схема предусилителя телевизионной антенны UHF диапазона с усилением 15 дБ, которую легко собрать.Он выполнен на базе транзистора УВЧ BF180. Первый каскад представляет собой полосовой фильтр, состоящий из C1, CV1, L1, L4, C7 и C3, второй каскад — это базовый общий
.Усилитель мощностью 16 Вт — Эта схема обеспечивает усиление 16 Вт. он построен с использованием двух усилителей мощности звука LM383. используйте подходящие радиаторы с ИС. __ Дизайн Энди Уилсон
Аудиоусилитель 18 Вт — высококачественное, очень простое устройство — предварительный усилитель не требуется __ Контакт: IQ Technologies
2-ваттный усилитель — аудиоусилитель, состоящий из дискретных компонентов, с мощностью звука 2 Вт при нагрузке 8 Ом.Карлос много лет использовал этот усилитель в своем AM-радио. __ Дизайн Карлоса Фельдмана
Усилители мощности 2,3 ГГц — Примечание: качество текста плохое. __ Разработан RL Campbell KK7B
Усилитель мощности 2100 Вт с STK4231II — Здесь мощный аудиоусилитель с двойным выходом с максимальной мощностью 100 Вт на каждый выходной канал. Отличная выходная мощность при использовании только одного чипа.
Стерео усилитель мощности 225 Вт с STK4141II — Здесь стереоусилитель мощности на основе единственной микросхемы STK4141II.Эта схема усилителя будет выдавать 25 Вт на каждый выходной канал.
230 Вт усилитель звука с STK465 — простая схема с более высокой выходной мощностью, эту схему усилителя очень легко построить. Достаточно взглянуть на разводку печатной платы этой схемы. Необходимый активный компонент — это только основная микросхема усилителя мощности STK465.
20-ваттный усилитель с использованием LA4440 — это принципиальная схема простого 19-ваттного усилителя с IC LA4440 от Sanyo. Он использует гораздо меньше компонентов, чем IC LA4440.Трасса очень качественная относительно своей стоимости и идеальна для новичков.
20-ваттный усилитель мощности класса A — несимметричный усилитель класса A — это, по сути, тот, у которого есть только одно активное управляемое устройство вывода. Пассивной «нагрузкой» может быть резистор, катушка индуктивности (или трансформатор) или в данном приемнике тока усилителя. Из трех основных вариантов мойка Current обеспечивает максимальную линейность при минимальной стоимости, поэтому является идеальным выбором. Некоторые эзотерические (некоторые могут сказать идиосинкразические) конструкции используют индукторы или трансформаторы 1: 1, но они громоздкие и очень дорогие.Если они не изготовлены в соответствии с высочайшими стандартами конструкции, они неизбежно окажут негативное влияние на качество звука, поскольку потери зависят от частоты и нелинейны. __ Разработан Род Эллиоттом ESP
20 Вт GaAaFET, питание на частоте 2,3 ГГц — низкое качество фотокопии __ Разработано Р. Бертейсмайером DJ9BV
Стереоусилитель мощности 20 Вт / канал — на основе универсального LM1875 от National Semiconductor __ Разработан Родом Эллиоттом ESP
Стереоусилитель мощности 20 Вт / канал — на основе универсального LM1875 от National Semiconductor __ Разработан Родом Эллиоттом ESP
Усилитель мощностью 200 Вт — только схема, описание отсутствует
Блок питания ATX для ПК мощностью 200 Вт — Этот блок питания имеет дизайн ATX и производительность 200 Вт.Схема была нарисована, когда ремонтировал этот блок питания. В этой схеме питания используется микросхема TL494. Подобная схема используется в большинстве блоков питания с выходной мощностью около 200 Вт
.Аудиоусилитель 200 Вт — проект доступен в Kemo Kits __ Контакт: IQ Technologies
УКВ-усилитель 20 дБ — Усилитель представляет собой высокочастотную радиочастотную цепь с различимыми материалами. Усилитель как схема усиливает тенденцию сигнала с конкретной помощью, в зависимости от частоты сигнала.Если частота сигнала входит в пределы спектра частот. __ Контакт: IQ Technologies
Аудиоусилитель20 Вт — Эта схема разработана для работы с минимальным количеством внешних компонентов. Этот усилитель обеспечивает высокое качество звука при очень низком уровне искажений. Проект основан на национальной микросхеме LM1875. Микросхема защищена от перегрева и короткого замыкания. __ Разработано Раджкумаром Шармой
20 Вт усилитель звука с использованием LM1875 — комплект усилителя звука мощностью 20 Вт основан на микросхеме LM1875 __ Разработан Раджкумаром Шармой
22-ваттный аудиоусилитель — 22-ваттный усилитель использует двухканальный аудиоусилитель TDA1554, прост в сборке и очень недорогой.Схема может использоваться в качестве усилителя в автомобильной аудиосистеме, усилителя для сателлитных динамиков в системе объемного звука или домашнего кинотеатра или в качестве усилителя для компьютерных динамиков __ Дизайн Aaron Cake
Биполярный усилитель DDS на 23 дБ — Некоторые недавние обсуждения с Джорджем Хероном, N2APB и Крейгом Джонсоном, AA0ZZ относительно альтернатив использования MMIC в качестве усилителей в приложениях DDS, привели к разработке этого усилителя с шунтовой обратной связью 23 дБ. Эта версия настроена для работы при 12-13,8 вольт, но с небольшими изменениями может работать с питающим напряжением всего 5 вольт.__ Разработан Джимом Кортге, K8IQY
Мостовой усилитель 25 Вт — превосходный усилитель мощности с использованием TDA 2009, который может выдавать 25 Вт среднеквадратичного значения на динамик 4 Ом и 13 Вт среднеквадратичное значение на нагрузку 8 Ом. ICTDA 2009 на самом деле представляет собой 2-канальный усилитель, каждый из которых имеет среднеквадратичную мощность 13 Вт на 4 Ом. Здесь они соединены в мостовом формате, чтобы удвоить выходную мощность до 25 Вт. Эта схема спроектирована в точности так, как указано в спецификации. __ Разработано
Аудиоусилитель на полевых МОП-транзисторах мощностью 25 Вт — высококачественное простое устройство.Нет необходимости в предусилителе __ Контактное лицо: Флавио Деллепиан, fladello @ tin.it
Усилитель с батарейным питанием 2-9В на базе LM386. Схема и макеты печатных плат / перфокарт. — Для лучшей совместимости с эффектами, управляющими Little Gem, можно добавить буфер FET. Схема Little Gem Mk II (см. Ниже) и Ruby включает простой дизайн буфера. Никаких дополнительных модификаций схемы не требуется, однако значение входного конденсатора усилителя, возможно, придется отрегулировать по вкусу. __ Обращаться: holler @ runoffgroove.Com
2A3 Двухтактный стереоусилитель класса А — входной каскад состоит из обеих половин восьмеричного двойного Hi-mu триода 6SL7 в конфигурации дифференциального усилителя с катодной нагрузкой постоянного тока 1 мА. Для простоты я использую полевые диоды (постоянного тока). подход с дифференциальным усилителем был выбран из-за хорошего отклонения источника питания, простоты балансировки, хорошего усиления и простоты применения * обратной связи *, если это необходимо (эй, я люблю сохранять непредвзятость). Он также заранее заботится о разделении фаз.Примечание: я вернул катод диода постоянного тока на -9 В вместо заземления, чтобы избежать нелинейностей в области отсечки (Vpo ~ = 1,5 В) __ Дизайн Боб Даниэлак
Аудиоусилитель 2 Вт / 4 Вт с использованием пары модулей LA4100, LA4101 или LA4102 — только схема, без описания схемы __ Разработано Петром Праузе
Разъяснение 5 простых схем предусилителя
Как следует из названия, схема предварительного усилителя усиливает очень слабый сигнал до некоторого заданного уровня, который может быть дополнительно усилен подключенной схемой усилителя мощности.По сути, он действует как буферный каскад между источником входного слабого сигнала и усилителем мощности. Предварительный усилитель используется в приложениях, где входной сигнал слишком мал и усилитель мощности не может обнаружить этот слабый сигнал без каскада предусилителя.
В этом посте рассказывается о 5 схемах предусилителя, которые можно быстро сделать с помощью пары транзисторов (BJT) и нескольких резисторов. Первая идея основана на просьбе г-на Равиша.
Цели и требования к схемам
- Электроника — мое хобби на протяжении многих лет.Часто просматриваю ваш сайт и находю много полезных проектов. Я требую от тебя одолжения.
- У меня есть модуль FM-передатчика, который работает от 5 вольт постоянного тока с возможностью подключения с компьютера через USB или от аудиовыхода любого другого устройства через аудиоразъем 3,5 мм.
- Модуль отлично работает в компьютерном USB-режиме с большой мощностью, качеством и покрытием сигнала. Но когда я подключаю то же самое через аудиовход к приставке DTH, сила сигнала становится слабой даже при полной громкости как в приставке, так и в модуле FM.Я считаю, что уровень аудиосигнала от приставки недостаточен для FM модуля.
- Пожалуйста, порекомендуйте мне схему предусилителя слабого сигнала стереозвука хорошего качества, которая может работать от однополярного источника питания 5 или 6 вольт, не нагружая телеприставку, предпочтительно с использованием хорошего малошумящего операционного усилителя с подробной схемой и этикеткой деталей.
1) Предварительный усилитель с использованием двух транзисторов
Простую схему предварительного усилителя можно очень легко построить, собрав пару транзисторов и несколько резисторов, как показано на следующем рисунке:
Схема представляет собой простой двухтранзисторный предварительный усилитель использование петли обратной связи для увеличения усиления.
Любая музыка, как мы знаем, имеет форму постоянно меняющейся частоты, поэтому, когда такой изменяющийся вход подается на указанные концевые клеммы C1, то же самое передается через базу T1 и землю.
Более высокие амплитуды обрабатываются нормально и воспроизводятся с потенциалом, приблизительно равным напряжению питания, однако для более низких амплитуд несовпадающих сигналов T2 разрешено проводить с более высоким коэффициентом, который может пройти к его эмиттеру.
В это время, когда фактическое улучшение музыки реализовано путем передачи этого накопленного более высокого потенциала обратно на базу T1, которая, соответственно, насыщается с гораздо оптимальной скоростью.
Это двухтактное действие в конечном итоге приводит к полному усилению незначительно маленькой музыки или входных данных в значительно больший выходной сигнал.
Эта простая схема позволяет поднять чрезвычайно малые или минимальные частоты до заметно больших выходов, которые затем могут использоваться для питания больших усилителей.
Обсуждаемая схема на самом деле широко использовалась в старых записывающих устройствах кассетного типа в их каскадах предусилителя для усиления мельчайших сигналов с магнитофонной головки, так что выходной сигнал этого небольшого усилителя стал совместимым с подключенным усилителем большой мощности.
Список деталей
- R1 = 22K
- R2 = 220 Ом
- R3 = 100k
- R4 = 4K7
- R5 = 1K
- C1 = 1 мкФ / 25 В
- C2 = 10 мкФ / 25 В
- T1 / T2 = BC547
Схема регулируемого предусилителя
Эта полезная схема предусилителя является усовершенствованной версией вышеупомянутой конструкции. Он имеет коэффициент усиления по напряжению, который можно установить на любой уровень от пяти до ста раз с помощью резистора обратной связи соответствующего значения.Входной импеданс высокий, обычно около 800 кОм, и получается низкий выходной импеданс около 120 Ом.
Шум и искажения, создаваемые схемой, очень низкие.
Максимальный уровень выходного сигнала около 6 вольт от пика до пика может быть обработан до того, как произойдет ограничение.
На рисунке показана схема блока, и это прямой двух транзистор с прямой связью, причем оба транзистора используются в режиме общего эмиттера.R2 обеспечивает локальную отрицательную обратную связь по Tr1 и обеспечивает удобную точку tn, в которой общая отрицательная обратная связь может быть применена к схеме.
Эта обратная связь получается от коллектора Tr2 через блокирующий конденсатор постоянного тока C3. а значение RF определяет величину обратной связи, которая применяется к усилителю. Чем ниже значение этого компонента, тем больше применяется обратная связь и тем ниже коэффициент усиления по напряжению в замкнутом контуре.
Требуемое значение Rf находится путем умножения требуемого усиления напряжения на 560.Таким образом, для увеличения напряжения в десять раз, например, требуется, чтобы Rf имел значение 5,6 кОм. Рекомендуется поддерживать коэффициент усиления по напряжению в указанных ранее пределах. C2 переключает высокочастотную характеристику усилителя и необходим, поскольку в противном случае может возникнуть нестабильность.
Верхний -3 дБ отклик устройства все еще находится на уровне около 200 кГц, даже если усилитель используется с коэффициентом усиления в сотни раз. При использовании в качестве нижнего усиления верхняя точка -3 дБ сдвигается пропорционально выше.Кстати, нижняя точка -3 дБ находится примерно на уровне 20 Гц.
Другая конструкция транзисторного предусилителя
Это входной двухступенчатый предусилитель с высоким импедансом, который имеет регулируемое усиление по напряжению от 1,5 до 10. Это усиление можно изменять, настраивая VRI, и становится удобным там, где требуется частое изменение чувствительности микрофона. .
Как показано выше, схема на самом деле предназначена для кварцевых микрофонов или керамических картриджей.
Список деталей
2) Использование полевого транзистора
Конструкция второго предусилителя выглядит еще проще, поскольку он работает с одним недорогим полевым транзистором.Принципиальную схему можно увидеть ниже.
Схема не требует пояснений и может быть интегрирована с любым стандартным усилителем мощности для дальнейшего усиления.
Гитарный предусилитель
Стереоусилитель звука с микросхемой TEA2025
Хотя LM386 является самой популярной микросхемой аудиоусилителя среди любителей, она обеспечивает ограниченную выходную мощность всего в 1 Вт, а для стерео приложений требуются две микросхемы LM386. Этот проект посвящен созданию 5-ваттного стереоусилителя звука с использованием микросхемы UTC TEA2025 IC.
Схема стереоусилителя звука в пластиковом корпусе
Теория
UTC TEA2025 — это монолитная интегральная микросхема аудиоусилителя в 16-контактном пластиковом двухрядном корпусе. Изначально он был разработан для портативных кассетных плееров и радиоприемников, но с его помощью можно сделать довольно приличный стерео усилитель звука для iPod или MP3-плеера. Он требует очень мало внешних компонентов и может работать от источника питания с напряжением до 3 В. Схема выводов TEA2025 и прикладная схема для стереосистемы показаны ниже.
Схема выводов TEA2025 (из таблицы данных UTC TEA2025)
Схема приложения стерео для TEA2025 (из таблицы данных UTC TEA2025)
Устройство обеспечивает максимальное усиление 45 дБ. Однако его можно снизить, поместив внешнюю последовательную RC-цепь между контактом обратной связи (6 и 11, см. Схему контактов) и землей. В даташите рекомендуется не снижать усиление ниже 36 дБ. Чтобы получить максимальное усиление, используйте R = 0 и C = 100 мкФ (как показано на схеме приложения выше) между обратной связью и землей.
Нижняя частота среза (f L ) выходного сигнала зависит от сопротивления нагрузки (динамик, R L ) и выходного конденсатора 470 мкФ. Если сопротивление динамика 4 Ом, нижняя частота среза будет
.f L = 1 / (2? CR L ) = 80 Гц
Интересной особенностью TEA2025 является встроенная схема тепловой защиты. Если вы хотите запустить его на полную мощность (5 Вт), вам следует предусмотреть в цепи радиатор.В противном случае внутренняя термозащита не допустит повреждения устройства; все, что происходит, — это то, что выходная мощность уменьшается при обнаружении чрезмерной температуры перехода.
На входном каскаде может использоваться логарифмический потенциометр с двумя конусами (10 или 20 K) для обеспечения функции регулировки громкости. Конденсаторы 0,22 мкФ на входе помогают минимизировать шум из-за контакта переменного резистора. Конденсаторы 0,15 мкФ на выходе предназначены для стабильности частоты. Использование конденсаторов другой емкости может привести к нежелательным колебаниям на выходе.Длинные проводные соединения и контуры заземления в цепи также могут вызывать колебания, поэтому очень важна хорошая компоновка печатной платы схемы.
Я построил эту схему на макетной плате общего назначения размером 5 x 9 см, как показано ниже. Схема помещена в пластиковый корпус размером 6 см x 11 см, а необходимые соединения (источник питания, динамик и входные стереоразъемы) извлечены из коробки. Схема может питаться от источника питания 3-12 В. Я питаю это своим запасным 9.Аккумулятор на 6 В от моей сломанной радиоуправляемой игрушки. Я доволен работой TEA2025 в качестве стереоусилителя звука.
Печатная плата TEA2025
Схема питается от аккумуляторной батареи 9,6 В (NIKKO) от радиоуправляемой игрушки
Реализованный проект
Проект в действии
Подключение логарифмического потенциометра с двумя конусами на входных сторонах
Похожие сообщения
Введение в операционные усилители с LTSpice
Добавлено в избранное Любимый 10Введение
Если вы еще не ознакомились с руководством «Приступая к работе с LTSpice», вам определенно следует подождать, так как крайне необходимо обновить качество звука.Для тех из вас, кто смотрел это и закончил — благослови вас. Я думал, что убью здесь двух зайцев и продолжу учебник по LTSpice введением в операционные усилители — или для краткости операционный усилитель. Мы рассмотрим здесь только основы — что такое операционные усилители, некоторые общие конфигурации и пару примеров — и закончим красивым, простым проектом, который, надеюсь, вдохновит вас немного больше на работу с аналоговыми схемами.
Для начала загрузите схемы, символы и модели, нажав кнопку ниже.
Введение в операционные усилители
Операционный усилитель — это устройство усиления напряжения. С помощью некоторых внешних компонентов операционный усилитель, являющийся активным элементом схемы , может выполнять математические операции, такие как сложение, вычитание, умножение, деление, дифференцирование и интегрирование. Если мы посмотрим на общий корпус операционного усилителя (внутреннее устройство будет в следующем руководстве), такое как вездесущий 741, мы заметим стандартный 8-контактный DIP (двухрядный корпус):
Фотография предоставлена Learning About Electronics
В основном нас интересуют пять контактов.Обозначение схемы операционного усилителя — треугольник с пятью контактами, показанный ниже.
Фото предоставлено Virtual Labs
Операционный усилитель имеет широкий спектр применения, и, в зависимости от того, как подключен каждый вывод, результирующая схема может быть одной из следующих (это ни в коем случае не полный список):
- Компаратор
- Инвертирующий усилитель , например суммирующий усилитель
- A Неинвертирующий усилитель , например повторитель напряжения
- Разностный усилитель
- Дифференциатор или Интегратор
- Фильтр
- Пиковый детектор
- Аналого-цифровой преобразователь
- Осциллятор
В этом руководстве я покажу вам, как измерить типичные характеристики операционного усилителя, такие как усиление, полоса пропускания, ошибка, скорость нарастания, потребление тока, размах выходного сигнала и другие характеристики, указанные в технических паспортах устройств.
Идеальный операционный усилитель
Операционный усилитель предназначен для определения разницы в напряжении, подаваемом на вход (клеммы «плюс» (v2) и «минус» (v1), либо контакты 2 и 3 корпуса операционного усилителя). Разница также известна как дифференциальное входное напряжение . Выход, таким образом, представляет собой разницу, измеренную на входе, умноженную на некоторое значение A — коэффициент без обратной связи . Операционный усилитель ведет себя как источник напряжения, управляемый напряжением, который мы сейчас смоделируем.Мы будем моделировать конфигурацию усилителя с обратной связью и с обратной связью .
Идеальный операционный усилитель имеет следующие характеристики:
- Бесконечное усиление без обратной связи
- Бесконечное входное сопротивление
- Нулевое выходное сопротивление
- Ноль синфазное усиление = бесконечное подавление синфазного сигнала
- Бесконечная полоса пропускания
- Нулевой Шум
- Нулевой вход Смещение
Модель операционного усилителя любезно предоставлена Википедией
Поскольку входное сопротивление (Rin) бесконечно, мы можем сделать вывод, что ток на выводах (+) (v2) и (-) (v1) равен нулю, используя законы Кирхгофа.Поскольку выходное сопротивление (Rout) равно нулю, потери напряжения на выходе отсутствуют. Источник напряжения в форме ромба на изображении выше известен как источник напряжения, зависящий от напряжения, и в этом случае напряжение представляет собой коэффициент усиления (G), умноженный на разность между входными клеммами (Vin). В текстах коэффициент усиления обычно обозначается буквой (A), поэтому уравнение для выхода имеет следующий вид:
Давайте смоделируем источник напряжения, управляемый напряжением, и посмотрим, сможем ли мы заставить его поведение имитировать идеальный операционный усилитель.
Обратная связь с усилителями
Операционные усилителине предназначены для использования в качестве автономных устройств. Мы просто проверили уравнение Vout в видео об идеальном операционном усилителе, чтобы показать, почему его обычно называют источником напряжения, управляемым напряжением. Мы собираемся поговорить о обратной связи и замкнутом контуре усиления и применении. Что такое обратная связь? Обратная связь возникает, когда выход системы возвращается в качестве входа (ов).Есть два типа обратной связи: положительная (восстанавливающая) и отрицательная (дегенеративная). Обратная связь применяется к системе, чтобы влиять на одно или несколько из следующих свойств:
- Уменьшите чувствительность усиления — значение усиления становится менее чувствительным к изменениям значений компонентов схемы, например к температурным воздействиям на транзисторы.
- Уменьшить нелинейные искажения — выходной сигнал пропорционален входному.
- Уменьшить влияние шума — уменьшает количество нежелательных электрических помех на выходе.Эти помехи могут быть внешними или исходить от самих компонентов схемы.
- Управление входным и выходным сопротивлениями — с соответствующей конфигурацией обратной связи можно управлять входным и выходным сопротивлениями.
- Расширьте полосу пропускания усилителя. Здесь нам нужно знать о продукте «прирост-пропускная способность». Вы можете расширить полосу пропускания (до определенной степени), но за счет выигрыша. Произведение коэффициента усиления на полосу пропускания является постоянным и описывает поведение усиления операционного усилителя по отношению к частоте.
Краткое примечание о единицах
Когда мы говорили об усилении, мы берем отношение выхода к входу. Если и выход, и вход выражены в виде напряжения, то единицы измерения будут вольт / вольт. В анализе .ac усиление выражается в децибелах. Вот формула преобразования.
Фото предоставлено Planet Analog
Вся обратная связь имеет свою цену, и эта цена — выигрыш. Отрицательная обратная связь способствует приобретению более желаемых свойств; увеличение входного сопротивления также увеличивает полосу пропускания.
Коэффициент усиления с обратной связью
В отличие от усиления без обратной связи, усиление с обратной связью зависит от внешней схемы из-за обратной связи. Однако его можно обобщить.
Фото предоставлено https://paginas.fe.up.pt/~fff/eBook/MDA/Teo_realim.html
Инвертирующие усилители
Пример инвертирующей конфигурации состоит из одного операционного усилителя и двух резисторов R1 и R2. R2 подключен от выходной клеммы операционного усилителя к инвертирующей или отрицательной клемме операционного усилителя.R2 замыкает петлю вокруг операционного усилителя.
Одна вещь, не упомянутая в видео ниже, но считается подразумевается , потому что мы все еще используем идеальный операционный усилитель, — это отсутствие тока через операционный усилитель. Весь ток (I1), протекающий через R1, также течет через R2. Также следует отметить, что если R1 и R2 равны по значению, то эта схема обычно используется для преобразования -vout в + vout (изменяет фазу). Это известно как инвертор с единичным усилением.
Проект: Суммирующий усилитель
Типичное применение инвертирующего усилителя — суммирующий усилитель, также известный как микшер виртуальной земли, используемый при микшировании звука. У меня есть несколько операционных усилителей LM741, поэтому я пошел дальше и построил суммирующий усилитель. Сначала я смоделировал это в LTSpice.
Неинвертирующие усилители
Повторитель напряжения
Повторитель напряжения — хороший пример неинвертирующего усилителя.Свойство очень высокого входного импеданса является желательной особенностью неинвертирующей конфигурации. Повторитель напряжения можно использовать в качестве буферного усилителя с единичным усилением, подключенного от источника с высоким импедансом к источнику с низким импедансом — это помогает избежать воздействия нагрузки на схему управления.
Разностные усилители
Разностные усилители реагируют на разницу между двумя сигналами, подаваемыми на его вход, и отклоняют сигналы, общие для двух входов.
Разностный усилитель с одним операционным усилителем
Помните, что коэффициент усиления неинвертирующего усилителя положительный и определяется выражением:
и что коэффициент усиления инвертирующего усилителя отрицательный и определяется выражением:
Комбинируя эти две топологии, мы приближаемся к возможности разработать схему, которая сможет получить разницу между двумя входными сигналами. Чтобы достичь этого, мы должны сначала убедиться, что величины усиления (думайте, что абсолютные значения всегда положительны) равны.Ослабив усиление положительного пути от (1+ R2 / R1) до (R2 / R1), мы сделали именно это. Теперь у нас есть четыре резистора; нам нужно убедиться, что коэффициенты усиления равны, поэтому важно соотношение резисторов:
Проблема с этой схемой в том, что для получения высокого усиления R1 должен быть относительно низким. Это вызывает падение входного сопротивления. Другая проблема в том, что изменить коэффициент усиления этого усилителя непросто. Обе эти проблемы решаются с помощью инструментального усилителя.Используя три операционных усилителя, мы можем получить точно настроенный дифференциальный усилитель. Поскольку при использовании одного операционного усилителя возникает проблема низкого входного сопротивления, мы можем добавить дополнительный повторитель напряжения или буфер на каждый вход. Еще более удивительно то, что буферы могут увеличивать усиление, облегчая нагрузку на дифференциальный усилитель на втором каскаде.
Инструментальный усилитель прекрасно сочетает в себе весь предыдущий материал: инвертирующие и неинвертирующие усилители в каскаде.
В этом руководстве мы не будем рассматривать интеграторы, дифференциаторы, генераторы или аналого-цифровые преобразователи.Как только мы начнем добавлять конденсаторы и катушки индуктивности, математика становится более специализированной и обобщенной с точки зрения импеданса, а не сопротивления. Это будет отдельный урок.
Тактико-технические характеристики
Если мы посмотрим на технический паспорт аудиоусилителя LM386, то увидим массу параметров, которые помогают охарактеризовать операционный усилитель. Большинство из них можно проверить с помощью моделирования в LTSpice. Прежде чем мы дойдем до этого, давайте определим некоторые из этих характеристик.
Коэффициент подавления синфазного сигнала
Коэффициент подавления синфазного сигнала (CMRR) измеряет количество сигнала, общего для обоих входов, который не усиливается. Желательно, чтобы коэффициент усиления синфазного сигнала был очень низким, что соответствует очень высокому CMRR.
Коэффициент подавления синфазного сигнала — это отношение абсолютного значения дифференциального усиления к абсолютному значению синфазного усиления. Дифференциальное усиление обычно составляет половину внутреннего усиления МОП-транзистора, установленного производителем.Операционные усилители с высоким выходным сопротивлением будут иметь лучший CMRR.
Коэффициент отклонения блока питания
Коэффициент подавления помех от источника питанияили PSRR — это мера влияния пульсаций источника питания на выходное напряжение операционного усилителя. PSSR важен для устройств MOSFET, поскольку они обычно находятся на ИС со смешанными сигналами, где цифровое переключение в цепи вызывает повышенную пульсацию источника питания. Последнее, что вам нужно в своей конструкции, — это усилить эту пульсацию через операционный усилитель.
Вывод состоит в том, что для минимизации эффекта пульсаций в источниках питания операционный усилитель должен иметь большой PSRR.Так что имейте это в виду при просмотре таблиц данных для любых предстоящих проектов.
Скорость нарастания
Скорость нарастания означает максимальную скорость изменения, возможную на выходе операционного усилителя. Большинство операционных усилителей имеют ограниченную скорость нарастания напряжения, и она рассчитывается путем взятия максимума производной по времени выходного напряжения операционного усилителя.
Полное гармоническое искажение
Задача усилителя звука — принять слабый сигнал и усилить его, не внося никаких изменений, кроме усиления.Это сложная задача, поскольку нежелательные сигналы (например, пульсации) могут усиливаться вместе с полезным сигналом. Любое отклонение от линейности считается искажением. Гармонические искажения — это распространенная форма искажений в аудиоприложениях, когда пики выходного сигнала «срезаются». Чем ниже процентное значение, указанное для THD, тем лучше, но после определенного момента это становится практически незаметным для человеческого уха.
Усилитель звука LM386
Моделировать, проверять, строить — мой девиз.В этом случае с проектом мини-портативного гитарного усилителя я зашел слишком далеко. Я не мог найти модель, которую можно было бы импортировать в LTSpice, и начал с нуля. Ниже находится кнопка, с помощью которой вы можете загрузить файлы проекта для того, что я собираюсь вам показать. Я разработал операционный усилитель на основе LM386, но с полевыми МОП-транзисторами вместо BJT. На самом деле я получил этот дизайн, чтобы он немного превосходил ту часть, на которой я основал свой дизайн, но он работает только от 2 до 6 вольт. Несмотря на то, что моя модель LM386 не совсем похожа на деталь, используемую в проекте, она все же практична для изучения электрических характеристик операционных усилителей и более глубокого знакомства с LTSpice.
Project: портативный мини-гитарный усилитель
Я встроил в корпус своей гитары небольшой усилитель с батарейным питанием, используя LM386 и минимум дополнительных деталей. Вся сборка стоила около 5 долларов, и на ее сборку ушло меньше часа. Схема, которую я взял прямо из раздела технических данных приложений (усиление 200):
Единственные изменения, которые я внес, были в выходной конденсатор. У меня не было под рукой конденсатора емкостью 250 мкФ, я заменил его на 470 мкФ. Я также добавил 1/4-дюймовую моно аудио розетку для гитарного кабеля и добавил светодиод состояния, чтобы я знал, когда я буду готов к игре.В моем футляре для гитары есть небольшой отсек для кабелей и медиаторов, поэтому я использовал это пространство для встраивания усилителя.
Схема:
Примечание. J1 — это гнездо для монофонического аудиоразъема 1/4 дюйма.
Посмотрите это в действии:
Ресурсы и дальнейшее развитие
Лаборатория виртуальных операционных усилителей:
СоздательMusic from Outer Space Рэй Уилсон создал это приложение виртуального операционного усилителя MFOS, которое позволяет нам экспериментировать с операционными усилителями, просматривая выходной сигнал на смоделированном осциллографе.
Примечание: Если ссылка сообщает, что приложение Operational Amp Application не найдено, щелкните вкладку «Synth-DIY» вверху, и она должна обновиться соответствующим образом. Кроме того, вы можете выполнить поиск «MFOS In The Classroom» в меню слева и выбрать «Virtual Op Amp Lab».
Музыка из космоса
Вы когда-нибудь хотели заняться DIY-синтезаторами, но не знаете, с чего начать? Music From Outer Space — отличный ресурс, предлагающий сотни схем, разработанных Рэем Уилсоном.
Любители
Если вы только начинаете заниматься проектами в области аналоговой электроники, я не могу рекомендовать Mini Notebooks от Форреста Мимса.
Измерение CMRR
ВEE Times есть фантастическая статья о коэффициенте подавления синфазного сигнала и дифференциальных усилителях.
.