Мостові схеми підсилювачів потужності на мікросхемах. Саморобний звуковий підсилювач на мікросхемі

21.08.2020

Я сказав би, що це просто супер простий підсилювач, що містить всі чотири елементи і видає потужність 40 Вт на два канали!
4 деталі та 40 Вт х 2 вихідний потужності Карл! Це знахідка для автолюбителів, оскільки живиться підсилювач від 12 Вольт, повний діапазон від 8 до 18 Вольт. Його можна легко вбудовувати в сабвуфери або акустичні системи.
Все сьогодні доступне завдяки використанню сучасної елементної бази. А саме мікросхема – TDA8560Q.

Це мікросхема фірми "PHILIPS". Раніше була в ході TDA1557Q, на якій можна зібрати стерео підсилювач з вихідною потужністю 22 Вт. Але її потім модернізували, оновивши вихідний каскад і з'явилася TDA8560Q з вихідною потужністю 40 Вт на канал. Також аналогом є TDA8563Q.

Схема автомобільного підсилювача на мікросхемі

На схемі мікросхема, два вхідні конденсатори і один фільтруючий. Фільтруючий конденсатор вказаний з мінімальною ємністю 2200 мкФ, але найкращим рішенням буде взяти 4 таких конденсатори і запаралелити, так ви забезпечите стабільнішу роботу підсилювача на низьких частотах. Мікросхему потрібно обов'язково встановлювати на радіатор, що більше, то краще.

Складання простого підсилювача

Також можна збільшити у схемі кількість компонентів, що підвищують надійність при експлуатації, але не важливо.

Тут додалося ще п'ять деталей, поясню для чого. Два резистори на 10 К Ом приберуть фон, якщо до схеми йдуть довгі дроти. Резистор 27 К Ом та конденсатор 47 мкФ дають плавний пуск підсилювача без клацань. А конденсатор 220 пF відфільтрує високочастотні перешкоди, що йдуть по проводах живлення. Тож я рекомендую доопрацювати схему цими вузлами, зайвим не буде.
Хочу ще додати, що підсилювач розвиває повну потужність лише на навантаженні 2 Ома. На 4 Ом буде десь близько 25 Вт, що також дуже непогано. Тож нашу радянську акустику розхитає.
Низьковольтне, однополярне харчування дає додаткові плюси: використання в автомобільній акустиці, вдома можна живити від старого комп'ютерного блоку живлення.
Мінімальна кількість компонентів дозволяє вбудовувати підсилювач на заміну старому, що вийшов з ладу, на мікросхемі інших марок.

Підсилювач низької частоти (УНЧ) це такий пристрій для посилення електричних коливань, що відповідають діапазону частот, що чутно людським вухом, тобто УНЧ повинні посилювати в діапазоні частот від 20 ГЦ до 20 кГц, але деякі УНЧ можуть мати діапазон і до 200 кГц. УНЧ може бути зібраний у вигляді самостійного пристрою, або використовуватися у складніших пристроях - телевізорах, радіоприймачах, магнітолах тощо

Особливість цієї схеми в тому, що виведення 11 мікросхеми TDA1552 управляє режимами роботи - Звичайним або MUTE.

С1, С2 - прохідні блокувальні конденсатори, що використовуються для відсікання постійної складової синусоїдального сигналу. Електролітичні конденсатори не використовувати краще. Мікросхему TDA1552 бажано розмістити на радіаторі із використанням теплопровідної пасти.

У принципі представлені схеми є мостовими, тому що в одному корпусі мікроскладання TDA1558Q є 4 канали посилення, тому висновки 1 - 2 і 16 - 17 з'єднані попарно, і на них надходять вхідні сигнали обох каналів через конденсатори С1 і С2. Але якщо вам потрібен силильник на чотири колонки, тоді можна скористатися варіантом схеми нижче, правда потужність при цьому буде вдвічі менша на канал.

Основа конструкції мікроскладання TDA1560Q класу H. Максимальна потужність такого УНЧ досягає 40 Вт, при навантаженні 8 Ом. Така потужність забезпечується збільшеною напругою приблизно вдвічі, завдяки роботі ємностей.

Вихідна потужність підсилювача в першій схемі зібраного на TDA2030-60Вт при навантаженні 4 Ома та 80Вт при навантаженні 2 Ома; TDA2030А 80Вт при навантаженні 4 Ома та 120Вт при навантаженні 2 Ома. Друга схема розглянутого УНЧ вже з вихідною потужністю 14 Ватів.

Це типовий двох канальний УНЧ. З невеликою обв'язкою пасивних радіокомпонентів на цій мікросхемі можна зібрати чудовий стереопідсилювач з вихідною потужністю на кожному каналі 1 Вт.

Мікрозбірка TDA7265 - являє собою досить потужний двоканальний Hi-Fi підсилювач класу АВ у типовому корпусі Multiwatt, мікросхема знайшла свою нішу у високоякісній стерео техніці, Hi-Fi класу. Проста схеми включення та відмінні параметри зробили TDA7265 чудово збалансованим та чудовим рішенням при побудові радіоаматорської високоякісної аудіо апаратури.

Спочатку був зібраний тестовий варіант на макетній платі в точності як за датасітом за посиланням вище, і успішно випробуваний на колонках S90. Звук непоганий, але чогось не вистачало. Через деякий час вирішив переробити підсилювач за зміненою схемою.

Мікрозбірка являє собою чотиривірний підсилювач класу AB, розроблений спеціально для використання в автомобільних аудіопристроях. На основі цієї мікросхеми можна побудувати кілька якісних варіантів УНЧ із залученням мінімуму радіокомпонентів. Мікросхему можна порадити радіоаматорам-початківцям, для домашнього складання різних акустичних систем.

Основною перевагою схеми підсилювача на цій мікроскладанні є наявність у ній чотирьох незалежних один від одного каналів. Працює підсилювач потужності в режимі AB. Її можна використовувати для посилення різних стерео сигналів. За бажання можна підключити до акустичної системи автомобіля, або персонального комп'ютера.

TDA8560Q є лише потужнішим аналогом широко відомої радіоаматорам мікросхеми TDA1557Q. Розробники лише посилили вихідний каскад, завдяки чому УНЧ відмінно підходить до двох омних навантажень.

Мікрозбірка LM386, це готовий підсилювач потужності, який можна застосовувати в конструкціях з низькою напругою живлення. Наприклад, при живленні схеми від акумуляторної батареї. LM386 має коефіцієнт посилення по напрузі близько 20. Але підключаючи зовнішні опори і ємності можна регулювати посилення до 200, а напруга на виході автоматично стає рівною половині живлення.

Мікрозбирання LM3886 є підсилювачем високої якості з потужністю на виході 68 ват при 4 Ом навантаженні або 50 ват на 8 Ом. У піковий момент потужність на виході здатна досягати значення 135 Вт. До мікросхеми застосуємо широкий діапазон напруги від 20 до 94 вольт. Причому можна використовувати двополярні, так і однополярні блоки живлення. Коефіцієнт гармонік УНЧ становить 0,03%. Причому по всьому частотному інтервалу від 20 до 20000 Гц.

У схемі використовуються дві ІВ у типовому включенні - КР548УH1 як мікрофонний підсилювач (встановлюється в тангенті) і (TDA2005) в мостовому включенні як кінцевий підсилювач (встановлюється в корпусі сирени замість родної плати). Як акустичний випромінювач використовується дороблена сирена від сигналізації з магнітною головкою (п'єзовипромінювачі не годяться). Доробка полягає в розбиранні сирени і викиданні рідної пищалки з підсилювачем. Мікрофон - електродинамічний. При використанні електронного мікрофона (наприклад, від китайських телефонних трубок), точку з'єднання мікрофона з конденсатором потрібно через резистор ~4.7К підключити до +12В (після кнопки!). Резистор 100К в ланцюзі зворотного зв'язку К548УH1 при цьому краще поставити опором ~30-47К. Даний резістор використовується для настроювання гучності. Мікросхему TDA2004 краще встановити на невеликий радіотор.

Випробовувати та експлуатувати - з випромінювачем під капотом, а тангентою в салоні. Інакше неминучий вереск через самозбудження. Підстроювальним резистором встановлюється рівень гучності, щоб не було сильних спотворень звуку і самозбудження. При недостатній гучності (наприклад, поганий мікрофон) і явному запасі потужності випромінювача можна підвищити посилення мікрофонного підсилювача, збільшивши в кілька разів номінал підбудовника в ланцюзі зворотного зв'язку (той, який за схемою 100К). По-хорошому - потрібен би ще примамбас, що не дає схемі самозбуджуватися - фазозсувний ланцюжок який-небудь або фільтр на частоту збудження. Хоча схема і без ускладнень працює чудово

Підсилювач на TDA2822

Характеристики:
Вихідна потужність 2х1Вт.
Напруга живлення 3-10В.

Підсилювач на TDA1558Q

Мікросхема TDA1558 Q- це чотириканальний підсилювач потужності з вихідною потужністю 11 Вт (4 канали при Rн=2 Ом), 22 Вт (2 канали в мостовому включенні при Rн=4 Ом). Призначена для застосування у звуковідтворювальній Hi-Fi апаратурі.
Підсилювач має захист вихідного каскаду від короткого замикання та перевантажень по струму, переполюсування живлення та термозахист.
В ІМС вбудований стабілізатор напруги з коефіцієнтом придушення пульсацій 48 дБ і детектор нелінійних спотворень, що дозволяє автоматично переводити підсилювач режим "м'якого обмеження" (при спільному використанні з ІМС.
При відключенні виведення 14 джерела живлення ІМС переводиться в черговий режим зі струмом споживання менше 14 мкА.
TDA 1558 - дві схеми включення: 2*22W та 4*11W

Основні технічні характеристики:
Напруга живлення: 10-18 В
Смуга частот: 20-20000 кГц
Вхідне вбрання: TDA-1558 0,05 В
Опір навантаження: 4 Ом
Вихідна потужність: 2x22 Вт
Коефіцієнт гармонік: 0,1%

Підсилювач на TDA2005 Моно
Технічні характеристикиНапруга живлення: 6 ... 15 Ст.
Струм у режимі спокою: 60 мА.
Діапазон частот, що відтворюються: 40 ... 20000 Гц.
Коефіцієнт нелінійних спотворень: 1%.
Опір навантажень: 4…8 Ом.
Вихідна потужність: 15 Вт.
Вхідна чутливість: 300 мВ.
Коефіцієнт посилення Au: 50 дБ.

Upit - 7...16 V
Iмакc - 6 A
Rнагр - 3,2...16 Om
Uвх - 40...70 mV
У більшості випадків на вході потрібен дільник (чуйна вона). Може в цьому і з 1558 проблема?
Ємності на вході - по окусі (0,33 мкф), резистори кілоом по 10, ємність кондерів на БП - чим більше тим краще.

TDA7294

Характеристики підсилювача: Живлення - Двополярне (від +-12 до +-40V)
F вих. - 20-20000 Hz
Р вих.max (пит. +-40V, Rн = 8оМ) - 100WР вих.max (пит. +-35V, Rн = 4оМ) - 100WДо гарм (Рвих = 0.7Рmax) -<0.1%
Uвх - 700mVСхема:

TDA2030A

Мікросхема підсилювача НЧ TDA2030Aфірми ST Microelectronicsкористується заслуженою популярністю серед радіоаматорів. Вона має високі електричні характеристики і низьку вартість, що дозволяє при мінімальних витратах збирати на ній високоякісні УНЧ потужністю до 18 Вт. Однак не всі знають про її "приховані переваги": виявляється, на цій ІМС можна зібрати низку інших корисних пристроїв. Мікросхема TDA2030A є 18 Вт Hi-Fi підсилювач потужності класу АВ або драйвер для УНЧ потужністю до 35 Вт (з потужними зовнішніми транзисторами). Вона забезпечує великий вихідний струм, має малі гармонічні та інтермодуляційні спотворення, широку смугу частот сигналу, що посилюється, дуже малий рівень власних шумів, вбудований захист від короткого замикання виходу, автоматичну систему обмеження розсіюваної потужності, що утримує робочу точку вихідних транзисторів ІМС в безпечній області. Вбудований термозахист забезпечує вимикання ІМС при нагріванні кристала вище 145°С. Мікросхема виконана у корпусі Pentawatt і має 5 висновків. Спочатку коротко розглянемо кілька схем стандартного застосування ІМС - підсилювачів НЧ. Типова схема включення TDA2030A показана на рис.1.

Мікросхема включена за схемою підсилювача, що не інвертує. Коефіцієнт посилення визначається співвідношенням опорів резисторів R2 та R3, що утворюють ланцюг ООС. Обчислюється він за формулою Gv=1+R3/R2 і може бути легко змінений підбором опору одного з резисторів. Зазвичай це роблять за допомогою резистора R2. Як очевидно з формули, зменшення опору цього резистора викликає збільшення коефіцієнта посилення (чутливості) УНЧ. Місткість конденсатора С2 вибирають виходячи з того, щоб його ємнісний опір Хс=1 /2?fС на нижчій робочій частоті було менше R2 принаймні в 5 разів. У разі на частоті 40 Гц Хс 2 =1/6,28*40*47*10 -6 =85 Ом. Вхідний опір визначається резистором R1. Як VD1, VD2 можна застосувати будь-які кремнієві діоди зі струмом I ПР 0,5... 1 А і U ОБР більше 100, наприклад КД209, КД226, 1N4007. Схема включення ІМС у разі використання однополярного джерела живлення показана на рис.2.

Дільник R1R2 і резистор R3 утворюють ланцюг зміщення для отримання на виході ІМС (висновок 4) напруги, що дорівнює половині живлення. Це необхідно для симетричного посилення обох напівхвиль вхідного сигналу. Параметри цієї схеми при Vs=+36 відповідають параметрам схеми, показаної на рис.1, при живленні від джерела ±18 В. Приклад використання мікросхеми в якості драйвера для УНЧ з потужними зовнішніми транзисторами показаний на рис.3.

При Vs=±18 на навантаженні 4 Ом підсилювач розвиває потужність 35 Вт. У ланцюги живлення ІМС включені резистори R3 і R4, падіння напруги на яких відкриває для транзисторів VT1 і VT2 відповідно. При малій вихідній потужності (вхідному напрузі) струм, споживаний ІМС, невеликий, і падіння напруги на резисторах R3 і R4 недостатньо для відкривання транзисторів VT1 і VT2. Працюють внутрішні транзистори мікросхеми. У міру зростання вхідної напруги збільшується вихідна потужність і споживаний ІМС струм. При досягненні ним величини 0,3...0,4 А падіння напруги на резисторах R3 і R4 складе 0,45...0,6 В. Почнуть відкриватися транзистори VT1 і VT2, при цьому вони будуть включені паралельно внутрішнім транзисторам ІМС. Зросте струм, що віддається у навантаження, і відповідно збільшиться вихідна потужність. Як VT1 і VT2 можна застосувати будь-яку пару комплементарних транзисторів відповідної потужності, наприклад, КТ818, КТ819. Мостова схема включення ІМС показана на рис.4.

Сигнал з виходу ІМС DA1 подається через дільник R6R8 на вхід DA2, що інвертує, що забезпечує роботу мікросхем в протифазі. У цьому зростає напруга на навантаженні, як наслідок, збільшується вихідна потужність. При Vs=±16 на навантаженні 4 Ом вихідна потужність досягає 32 Вт. Для любителів двох-, трисмугових УНЧ дана ІМС - ідеальний варіант, адже безпосередньо на ній можна збирати активні ФНЧ та ФВЧ. Схема трисмугового УНЧ показана на рис.5.

Низькочастотний канал (НЧ) виконаний за схемою потужними вихідними транзисторами. На вході ІМС DA1 включений ФНЧ R3C4, R4C5, причому перша ланка ФНЧ R3C4 включено в ланцюг ООС підсилювача. Таке схемне рішення дозволяє простими засобами (без збільшення кількості ланок) отримувати досить високу крутість спаду АЧХ фільтра. Середньочастотний (СЧ) та високочастотний (ВЧ) канали підсилювача зібрані за типовою схемою на ІМС DA2 та DA3 відповідно. На вході СЧ каналу включені ФВЧ C12R13, C13R14 та ФНЧ R11C14, R12C15, які разом забезпечують смугу пропускання 300...5000 Гц. Фільтр каналу ВЧ зібраний на елементах C20R19, C21R20. Частоту зрізу кожної ланки ФНЧ або ФВЧ можна обчислити за формулою fСР=160/RC, де частота f виражена в герцах, R - у кілоомах, С - мікрофарадах. Наведені приклади не вичерпують можливостей застосування ІMC TDA2030A як підсилювачі НЧ. Так, наприклад, замість двополярного живлення мікросхеми можна використовувати однополярне харчування. Для цього мінус джерела живлення слід заземлити, на вхід, що не інвертує (висновок 1), подати зсув, як показано на рис.2 (елементи R1-R3 і С2). Нарешті, на виході ІМС між виведенням 4 і навантаженням необхідно включити електролітичний конденсатор, а блокувальні конденсатори ланцюга -Vs зі схеми виключити.

Розглянемо інші варіанти використання цієї мікросхеми. ІМС TDA2030Aє не що інше, як операційний підсилювач з потужним вихідним каскадом і дуже непоганими характеристиками. Грунтуючись на цьому, було спроектовано та випробувано кілька схем нестандартного її включення. Частина схем була випробувана "на живу", на макетній платі, частина - змодельована в програмі Electronic Workbench.

Потужний сигнал повторювач.

Сигнал на виході пристрою рис.6повторює формою і амплітуді вхідний, але має велику потужність, тобто. схема може працювати на низькоомне навантаження. Повторювач може бути використаний, наприклад, для умощування джерел живлення, збільшення вихідної потужності низькочастотних генераторів (щоб можна було безпосередньо випробовувати головки гучномовців або акустичні системи). Смуга робочих частот повторювача лінійна від постійного струму до 0,5... 1 МГц, що більш ніж достатньо для генератора НЧ.

Уміщення джерел живлення.

Мікросхема включена як повторювач сигналу, вихідна напруга (виведення 4) дорівнює вхідному (висновок 1), а вихідний струм може досягати значення 3,5 А. Завдяки вбудованому захисту схема не боїться коротких замикань у навантаженні. Стабільність вихідного напруги визначається стабільністю опорного, тобто. стабілітрона VD1 рис.7та інтегрального стабілізатора DA1 рис.8. Звичайно, за схемами, показаними на рис.7 і рис.8, можна зібрати стабілізатори і на іншу напругу, потрібно лише враховувати, що сумарна (повна) потужність, що розсіюється мікросхемою, не повинна перевищувати 20 Вт. Наприклад, потрібно побудувати стабілізатор на 12 В і струм 3 А. Є готове джерело живлення (трансформатор, випрямляч і фільтруючий конденсатор), який видає U ІП = 22 В при необхідному струмі навантаження. Тоді на мікросхемі відбувається падіння напруги U ІМС = U ІП - U ВИХ = 22 В -12 В = 10В, і при струмі навантаження 3 А розсіювана потужність досягне величини Р РАС = U ІМС * I Н = 10В * 3А = 30 Вт, що перевищує максимально допустиме значення TDA2030A. Максимально допустиме падіння напруги на ІМС може бути розраховане за такою формулою:
U ІМС = Р РАС.МАХ / I Н. У нашому прикладі U ІМС = 20 Вт / 3 А = 6,6 В, отже максимальна напруга випрямляча повинна становити U ІП = U ВИХ + U ІМС = 12В + 6,6 В = 18,6 В. У трансформаторі кількість витків вторинної обмотки доведеться зменшити. Опір баластового резистора R1 у схемі, показаній на рис.7, можна порахувати за формулою:
R1 = (U ІП - U СТ)/I СТ, де U СТ та I СТ - відповідно напруга та струм стабілізації стабілітрону. Межі струму стабілізації можна дізнатися з довідника, практично для малопотужних стабілітронів його вибирають у межах 7...15 мА (зазвичай 10 мА). Якщо струм у наведеній вище формулі виразити в міліамперах, то величину опору отримаємо в кілоомах.

Простий лабораторний блок живлення.

рис.9. Змінюючи напругу на вході ІМС за допомогою потенціометра R1, отримують плавно регульовану вихідну напругу. Максимальний струм, що віддається мікросхемою, залежить від вихідної напруги і обмежений все тією ж максимальною потужністю, що розсіюється, на ІМС. Розрахувати його можна за формулою:
I МАХ = Р РАС.МАХ / U ІМС
Наприклад, якщо на виході виставлено напругу U ВИХ = 6 В, на мікросхемі відбувається падіння напруги U ІМС = U ІП - U ВИХ = 36 В - 6 В = 30 В, отже, максимальний струм складе I МАХ = 20 Вт / 30 В = 0,66 А. При U ВИХ = 30 В максимальний струм може досягати максимуму в 3,5 А, оскільки падіння напруги на ІМС незначно (6 В).

Стабілізований лабораторний блок живлення.

Електрична схема блоку живлення показана на рис.10. Джерело стабілізованої опорної напруги - мікросхема DA1 - живиться від параметричного стабілізатора на 15, зібраного на стабілітроні VD1 і резисторі R1. Якщо ІМС DA1 живити безпосередньо від джерела +36, вона може вийти з ладу (максимальна вхідна напруга для ІМС 7805 становить 35 В). ІМС DA2 включена за схемою неінвертованого підсилювача, коефіцієнт посилення якого визначається як 1+R4/R2 і дорівнює 6. Отже, вихідна напруга при регулюванні потенціометром R3 може набувати значення практично від нуля до 5 В * 6=30 В. Що стосується максимального вихідного струму для цієї схеми справедливо все вищесказане для простого лабораторного блоку живлення (рис.9). Якщо передбачається менша регульована вихідна напруга (наприклад, від 0 до 20 В при U ІП = 24 В), елементи VD1, С1 із схеми можна виключити, а замість R1 встановити перемичку. При необхідності максимальну вихідну напругу можна змінити підбором опору резистора R2 або R4.

Регульоване джерело струму.

Електрична схема стабілізатора показана на рис.11. На вході, що інвертує, ІМС DA2 (висновок 2), завдяки наявності ООС через опір навантаження, підтримується напруга U BX . Під впливом цієї напруги через навантаження протікає струм I Н = U BX / R4. Як видно з формули, струм навантаження не залежить від опору навантаження (зрозуміло, до певних меж, зумовлених кінцевою напругою живлення ІМС). Отже, змінюючи U BX від нуля до 5 за допомогою потенціометра R1, при фіксованому значенні опору R4=10 Ом, можна регулювати струм через навантаження в межах 0...0,5 А. Даний пристрій може бути використаний для зарядки акумуляторів і гальванічних елементів. Зарядний струм стабільний протягом усього циклу заряджання і не залежить від ступеня розрядженості акумулятора або від нестабільності мережі живлення. Максимальний зарядний струм, що виставляється за допомогою потенціометра R1, можна змінити, збільшуючи або зменшуючи опір резистора R4. Наприклад, при R4=20 Ом він має значення 250 мА, а за R4=2 Ом досягає 2,5 А (див. формулу вище). Для даної схеми справедливі обмеження максимального вихідного струму, як для схем стабілізаторів напруги. Ще одне застосування потужного стабілізатора струму – вимірювання малих опорів за допомогою вольтметра за лінійною шкалою. Дійсно, якщо виставити значення струму, наприклад, 1 А, то, підключивши до схеми резистор опором 3 Ом, за законом Ома отримаємо падіння напруги на ньому U=l*R=l А*3 Ом=3, а підключивши, скажімо, резистор опором 7,5 Ом, отримаємо падіння напруги 7,5 В. Звичайно, на такому струмі можна вимірювати тільки потужні низькоомні резистори (3 на 1 А - це 3 Вт, 7,5 В * 1 А = 7,5 Вт) , однак можна зменшити струм, що вимірювається, і використовувати вольтметр з меншою межею вимірювання.

Потужний генератор прямокутних імпульсів.

Схеми потужного генератора прямокутних імпульсів показані на рис.12(з двополярним харчуванням) та рис.13(З однополярним харчуванням). Схеми можуть бути використані, наприклад, у пристроях охоронної сигналізації. Мікросхема включена як тригер Шмітта, а вся схема є класичний релаксаційний RC-генератор. Розглянемо роботу схеми, показаної на рис. 12. Припустимо, у момент включення живлення вихідний сигнал ІМС переходить до рівня позитивного насичення (U ВИХ = +U ИП). Конденсатор С1 починає заряджатися через резистор R3 постійної часу Cl R3. Коли напруга С1 досягне половини напруги позитивного джерела живлення (+U ІП /2), ІМС DA1 переключиться в стан негативного насичення (U ВИХ = -U ИП). Конденсатор С1 почне розряджатися через резистор R3 з тієї ж постійної часу Cl R3 до напруги (-U ІП / 2), коли ІМС знову переключиться на стан позитивного насичення. Цикл повторюватиметься з періодом 2,2C1R3, незалежно від напруги джерела живлення. Частоту проходження імпульсів можна вважати за формулою:
f=l/2,2*R3Cl. Якщо опір висловити у кілоомах, а ємність у мікрофарадах, то частоту отримаємо у кілогерцях.

Потужний низькочастотний генератор синусоїдальних коливань.

Електрична схема потужного низькочастотного генератора синусоїдальних коливань показана на рис.14. Генератор зібраний за схемою моста Вина, утвореного елементами DA1 і С1, R2, С2, R4, що забезпечують необхідний фазовий зсув ланцюга ПОС. Коефіцієнт посилення по напрузі ІМС при однакових значеннях Cl, C2 і R2, R4 повинен дорівнювати 3. При меншому значенні Ку коливання згасають, при більшому - різко зростають спотворення вихідного сигналу. Коефіцієнт посилення по напрузі визначається опором ниток розжарення ламп ELI, EL2 і резисторів Rl, R3 і дорівнює Ky = R3 / Rl + R EL1,2. Лампи ELI, EL2 працюють як елементи зі змінним опором в ланцюзі ООС. При збільшенні вихідної напруги опір ниток розжарювання ламп за рахунок нагрівання збільшується, що викликає зменшення коефіцієнта посилення DA1. Таким чином, стабілізується амплітуда вихідного сигналу генератора і зводяться до мінімуму спотворення форми синусоїдального сигналу. Мінімуму спотворень при максимально можливій амплітуді вихідного сигналу домагаються за допомогою підстроювального резистора R1. Для виключення впливу навантаження на частоту і амплітуду вихідного сигналу на виході генератора включена ланцюг R5C3, Частота коливань, що генеруються, може бути визначена за формулою:
f=1/2piRC. Генератор може бути використаний, наприклад, при ремонті та перевірці головок гучномовців або акустичних систем.

На закінчення необхідно відзначити, що мікросхему потрібно встановити на радіатор з площею поверхні, що охолоджується, не менше 200 см 2 . При розведенні провідників друкованої плати для підсилювачів НЧ необхідно простежити, щоб "земляні" шини для вхідного сигналу, а також джерела живлення та вихідного сигналу підводилися з різних сторін (провідники до цих клем не повинні бути продовженням один одного, а з'єднуватися разом у вигляді "зірки" "). Це необхідно для мінімізації фону змінного струму та усунення можливого самозбудження підсилювача при вихідній потужності, близької до максимальної.

Підсилювач на TDA2003

Характеристики:
Напруга живлення - 8-16V
Рвих:
2 оМ = 10W
4 oM = 5W
8 oM = 2.5W
Fраб - 30-30000 Hz
Вхідна напруга - 50mV
Кгарм. (Рвих = 2W) - 0.1%
Sтепловідведення - ~100 sm 2

Виготовлення гарного підсилювача потужності завжди було одним із нелегких етапів при конструюванні аудіо-апаратури. Якість звучання, м'якість басів та виразне звучання середніх та високих частот, деталізація музичних інструментів – все це порожні слова без якісного підсилювача потужності низької частоти.

Передмова

З різноманітності саморобних підсилювачів НЧ на транзисторах та інтегральних мікросхемах, які я виготовляв, найкраще проявила схема на мікросхемі-драйвері TDA7250 + КТ825, КТ827.

У цій статті я розповім як виготовити схему підсилювача, яка відмінно підійде для використання в саморобній аудіо-апаратурі.

Параметри підсилювача, пара слів про TDA7293

Основні критерії, за якими відбиралася схема УНЧ для підсилювача Phoenix-P400:

Потужність приблизно 100Вт на канал при навантаженні 4Ом;
Живлення: двополярне 2 х 35В (до 40В);
Невеликий вхідний опір;
Невеликі габарити;
Висока надійність;
Швидкість виготовлення;
Висока якість звуку;
Низький рівень шумів;
Невелика собівартість.

Достатньо не просте поєднання вимог. Спочатку випробував варіант на основі мікросхеми TDA7293, але виявилося, що це не те, що мені потрібно, і ось чому...

За весь час мені довелося зібрати та випробувати різні схеми УНЧ – транзисторні з книг та публікацій журналу Радіо, на різних мікросхемах.

Хочу сказати своє слово про TDA7293/TDA7294, оскільки в Інтернеті про неї написано дуже багато, і не раз зустрічав, що думка однієї людини суперечить думці іншої. Зібравши кілька клонів підсилювача цих мікросхемах зробив собі деякі висновки.

Мікросхеми справді непогані, хоча багато залежить від вдалого розведення друкованої плати (особливо ліній землі), гарного живлення та якості елементів обв'язування.

Що мене відразу порадувало в ній - так це досить велика потужність, що віддається в навантаження. Як для однокристального інтегрального підсилювача НЧ, вихідна потужність дуже хороша, також хочу відзначити дуже низький рівень шумів у режимі без сигналу. Важливо подбати про хороше активне охолодження мікросхеми, оскільки чіп працює в режимі "кип'ятильника".

Що мені не сподобалося в підсилювачі на 7293, так це низька надійність мікросхеми: з кількох куплених мікросхем, у різних точках продажу, робітників залишилося тільки дві! Одну спалив перевантаживши по входу, 2 згоріли відразу ж при включенні (схоже заводський дефект), ще одна чомусь згоріла при повторному 3-му включенні, хоча до цього працювала нормально і ніяких аномалій не спостерігалося... Може просто не пощастило.

А тепер, головне через що я не хотів використовувати модулі на TDA7293 у своєму проекті - це помітний моєму слуху "металізований" звук, у ньому не чути м'якості та насиченості, трохи тупувати середні частоти.

Зробив собі висновок, що цей чіп відмінно підходить для сабвуферів або підсилювачів НЧ, які бубнетимуть в багажнику авто або на дискотеках!

Стосуватися теми однокристальних підсилювачів потужності далі я не буду, потрібно щось більш надійне та якісне, щоб не так дорого обходилося при дослідах та помилках. Збирати 4 канали підсилювача на транзисторах - це добрий варіант, але досить громіздкий у виконанні, також він може бути складний у налаштуванні.

То на чому збирати якщо не на транзисторах і не на інтегральних мікросхемах? - і на тому і на іншому, вміло скомбінувавши їх! Збиратимемо підсилювач потужності на мікросхемі-драйвері TDA7250 з потужними складовими транзисторами Дарлінгтона на виході.

Схема підсилювача потужності НЧ на мікросхемі TDA7250

Мікросхема TDA7250в корпусі DIP-20 - це надійний стерео-драйвер для транзистори Дарлінгтона (складові транзистори з високим коефіцієнтом посилення), на основі якого можна побудувати високоякісний двоканальний стерео-УМЗЧ.

Вихідна потужність такого підсилювача може досягати і навіть перевищувати 100Вт на канал при опорі навантаження 4Ом, вона залежить від типу транзисторів, що використовуються, і напруги живлення схеми.

Після складання екземпляра такого підсилювача та перших випробувань, я був приємно здивований якістю звучання, потужністю і тим як "оживала" музика, що видається цією мікросхемою в компанії з транзисторами КТ825, КТ827. У композиціях почали прослуховуватись дуже дрібні деталі, інструменти звучали насичено та "легко".

Спалити цю мікросхему можна кількома способами:

Переполюсування ліній живлення;
Перевищення рівня максимально допустимої напруги живлення ±45В;
Перевантаження по входу;
Високим статичним напругою.

Мал. 1. Мікросхема TDA7250 у корпусі DIP-20, зовнішній вигляд.

Даташит (datasheet) на мікросхему TDA7250 – (135 КБ).

Про всяк випадок, я придбав відразу 4 мікросхеми, кожна з яких - це 2 канали посилення. Мікросхеми купувалися в інтернет-магазині за ціною приблизно 2$ за штучку. На ринку за таку мікросхему хотіли вже більше 5 $!

Схема, за якою було зібрано мій варіант, не багато в чому відрізняється від тієї, яка наведена в датасіті:

Мал. 2. Схема стерео-підсилювача низької частоти на мікросхемі TDA7250 та транзисторах КТ825, КТ827.

Для цієї схеми УМЗЧ було зібрано саморобний двополярний блок живлення на +/- 36В з ємностями 20 000 мкФ у кожному плечі (+Vs і -Vs).

Деталі для підсилювача потужності

Розкажу докладніше про особливості деталей підсилювача. Перелік радіодеталей для складання схеми:

Назва	Кількість, шт	Примітка
TDA7250	1
КТ825	2
КТ827	2

1,5 ком	2
390 Ом	4
33 Ом	4	потужністю 0,5Вт
0,15 Ом	4	потужністю 5Вт
22 ком	3
560 Ом	2
100 ком	3
12 Ом	2	потужністю 1Вт
10 Ом	2	потужністю 0,5Вт
2,7 ком	2
100 Ом	1
10 ком	1

100 мкФ	4	електролітичний
2,2 мкФ	2	слюдяний або плівковий
2,2 мкФ	1	електролітичний
2,2 нФ	2
1 мкФ	2	слюдяний або плівковий
22 мкФ	2	електролітичний
100 пФ	2
100 нФ	2
150 пФ	8
4,7 мкФ	2	електролітичний
0,1 мкФ	2	слюдяний або плівковий
30 пф	2

Котушки індуктивності на виході УМЗЧ намотуються на каркасі діаметром 10мм і містять по 40 витків емальованого мідного дроту діаметром 0,8-1мм у два шари (по 20 витків на шар). Щоб витки не розпадалися, їх можна скріпити плавким силіконом або клеєм.

Конденсатори С22, С23, С4, С3, С1, С2 повинні бути розраховані на напругу 63В, решта електролітів - на напругу від 25В. Вхідні конденсатори С6 та С5 – неполярні, плівкові або слюдяні.

Резистори R16-R19 повинні бути розраховані на потужність не менше 5Ват. У моєму випадку застосовано мініатюрні цементні резистори.

Опір R20-R23, а також RLможна встановлювати потужністю від 0,5Вт. Резистори Rx - потужністю щонайменше 1Вт. Решта опору в схемі можна ставити потужністю від 0,25Вт.

Пари транзисторів КТ827+КТ825 краще підбирати з найближчими параметрами, наприклад:

КТ827А(Uке = 100В, h21Е> 750, Pк = 125Вт) + КТ825Г(Uке = 70В, h21Е> 750, Pк = 125Вт);
КТ827Б(Uке = 80В, h21Е> 750, Pк = 125Вт) + КТ825Б(Uке = 60В, h21Е> 750, Pк = 160Вт);
КТ827В(Uке = 60В, h21Е> 750, Pк = 125Вт) + КТ825Б(Uке = 60В, h21Е> 750, Pк = 160Вт);
КТ827В(Uке = 60В, h21Е> 750, Pк = 125Вт) + КТ825Г(Uке = 70В, h21Е> 750, Pк = 125Вт).

Залежно від літери наприкінці маркування у транзисторів КТ827 змінюються лише напруги Uке і Uбе, інші параметри ідентичні. А ось транзистори КТ825 з різними літерними суфіксами вже відрізняються багатьма параметрами.

Мал. 3. Цоколівка потужних транзисторів КТ825, КТ827 та TIP142, TIP147.

Використовувані у схемі підсилювача транзистори бажано перевірити справність. Транзистори Дарлінгтона КТ825, КТ827, TIP142, TIP147 та інші з високим коефіцієнтом посилення, містять усередині два транзистори, парочку опорів і діод, тому звичайного продзвонювання мультиметром тут може виявитися мало.

Для перевірки кожного з транзисторів можна зібрати просту схему зі світлодіодом:

Мал. 4. Схема перевірки транзисторів структури P-N-Pта N-P-N на працездатність у ключовому режимі.

У кожній із схем при натисканні кнопки світлодіод має запалитись. Харчування можна брати від +5В до +12В.

Мал. 5. Приклад перевірки працездатності транзистора КТ825 структури P-N-P.

Кожну з пар вихідних транзисторів потрібно обов'язково встановити на радіатори, оскільки вже на середній вихідній потужності УНЧ їхнє нагрівання буде досить помітним.

У датасіті на мікросхему TDA7250 наводять рекомендовані пари транзисторів і потужність яку можна витягти використовуючи їх в даному підсилювачі:

При навантаженні 4 Ома
Потужність УНЧ	30 Вт	+50 Вт	+90 Вт	+130 Вт
Транзистори	BDW93, BDW94A	BDW93, BDW94B	BDV64, BDV65B	MJ11013, MJ11014
Корпуси	TO-220	TO-220	SOT-93	TO-204 (TO-3)

При навантаженні 8 Ом
Потужність УНЧ	15 Вт	+30 Вт	+50 Вт	+70 Вт
Транзистори	BDX53, BDX54A	BDX53, BDX54B	BDW93, BDW94B	TIP142, TIP147
Корпуси	TO-220	TO-220	TO-220	TO-247

Кріплення транзисторів КТ825 КТ827 (корпус TO-3)

p align="justify"> Особливу увагу слід звернути на монтаж вихідних транзисторів. До корпусу транзисторів КТ827, КТ825 підключений колектор, тому якщо корпуси двох транзисторів в одному каналі випадково або навмисно замкнути, то вийде коротке замикання живлення!

Мал. 6. Транзистори КТ827 та КТ825 підготовлені до монтажу на радіатори.

Якщо транзистори планується кріпити на один загальний радіатор, їх корпуси потрібно ізолювати від радіатора через слюдяні прокладки, попередньо промазавши їх з обох боків термопастою, для поліпшення теплообміну.

Мал. 7. Радіатори, які були використані для транзисторів КТ827 і КТ825.

Щоб довго не описувати як можна виконати ізольований монтаж транзисторів на радіатори, наведу простий креслення, на якому все докладно показано:

Мал. 8. Ізольоване кріплення транзисторів КТ825 та КТ827 на радіатори.

Друкована плата

Тепер розповім про друковану плату. Розвести її не складе особливих труднощів, оскільки схема майже повністю симетрична по кожному каналу. Потрібно намагатися максимально віддалити вхідні та вихідні ланцюги один від одного – це запобігатиме самозбудженню, безліч перешкод, убереже від зайвих проблем.

Склотекстоліт можна брати завтовшки від 1 до 2-х міліметрів, в принципі особливої міцності платі і не потрібно. Після травлення доріжки потрібно добре залудити припоєм із каніфоллю (або флюсом), не ігноруйте цей крок – це дуже важливо!

Розведення доріжок для друкованої плати я виконував вручну, на аркуші паперу в клітинку за допомогою простого олівця. Так я робив ще з тих часів, коли про SprintLayout та технологію ЛУТ можна було лише помріяти. Ось сканований трафарет малюнка друкованої плати для УНЧ:

Мал. 9. Друкована плата підсилювача та розташування компонентів на ній (клік – відкрити в повний розмір).

Конденсатори С21, С3, С20, С4 – на платі намальованої вручну відсутні, вони потрібні для фільтрації напруги живлення, я їх встановив у самому блоці живлення.

UPD:Дякую Олександруза розведення друкованої плати у Sprint Layout!

Мал. 10. Друкована плата УМЗЧ на мікросхемі TDA7250.

В одній із моїх статей я розповів як виготовити цю друковану плату методом ЛУТ.

Завантажити друковану плату від Олександра у форматі *.lay (Sprint Layout) – (71 КБ).

UPD. Наводжу тут інші друковані плати, що згадуються у коментарях до публікації:

Щодо з'єднувальних проводів по живленню та на виході схеми УМЗЧ - вони повинні бути якомога коротшими та з поперечним перерізом не менше 1,5мм. В даному випадку, чим менша довжина і більша товщина провідників, тим менше втрат струму та наведень у схемі посилення потужності.

В результаті вийшло 4 канали посилення на двох маленьких хустках:

Мал. 11. Фото готових плат УМЗЧ для чотирьох каналів посилення потужності.

Налагодження підсилювача

Правильно зібрана та зі справних деталей схема починає працювати відразу. Перед включенням конструкції до джерела живлення потрібно ретельно оглянути друковану плату без замикань, а також видалити зайву каніфоль за допомогою просоченого в розчиннику шматка вати.

Підключати акустичні системи до схеми при першому включенні і при експериментах рекомендую через резистори опором 300-400 Ом, це врятує динаміки від пошкодження, якщо щось піде не так.

На вхід бажано підключити регулятор гучності - один здвоєний змінний резистор або два окремо. Перед включенням УМЗЧ ставимо повз раезистора(ів) в ліве крайнє положення, як на схемі (мінімальна гучність), потім підключивши джерело сигналу до УМЗЧ і подавши на схему живлення можна плавно збільшувати гучність, спостерігаючи як поведеться зібраний підсилювач.

Мал. 12. Схематичне зображення підключення змінних резисторів як регулятори гучності для УНЧ.

Змінні резистори можна застосувати будь-які з опором від 47 КОм до 200 КОм. У разі використання двох змінних резисторів бажано, щоб їх опори були однаковими.

Отже, перевіряємо працездатність підсилювача на невеликій гучності. Якщо зі схемою все добре, то плавкі запобіжники по лініях живлення можна замінити більш потужними (2-3 Ампера), додатковий захист в процесі експлуатації УМЗЧ не завадить.

Струм спокою вихідних транзисторів можна виміряти, включивши в розрив колектора кожного з транзисторів Амперметр або мультиметр в режимі вимірювання струму (10-20А). Входи підсилювачів потрібно підключити до загальної землі (повна відсутність вхідного сигналу), на виходи підсилювачів підключити акустичні системи.

Мал. 13. Схема увімкнення амперметра для вимірювання струму спокою вихідних транзисторів підсилювача потужності звуку.

Струм спокою транзисторів у моєму УМЗЧ із застосуванням КТ825+КТ827 становить приблизно 100мА (0,1А).

Плавкі запобіжники живлення також можна замінити потужними лампами розжарювання. Якщо якийсь із каналів підсилювача поводиться неадекватно (гул, шум, перегрів транзисторів), то можливо, що проблема криється в довгих провідниках, що йдуть до транзисторів, спробуйте зменшити довжину цих провідників.

На завершення

На цьому поки що все, в наступних статтях, розповім як виготовити блок живлення для підсилювача, індикатори вихідної потужності, схеми захисту для акустичних систем, про корпус і передню панель.

Не потребує налагодження. Він тільки вимагає трохи часу на складання та монтування в корпус за бажання.

Технічні характеристики підсилювача на TDA2005:

Напруга живлення (В) – 6-18
Пікове значення вихідного струму (А) - 3
Струм у режимі спокою (мА) - 75
Діапазон відтворюваних частот (Гц) – 40-20000
Коефіцієнт нелінійних спотворень (%) - 1
Опір номінальний навантаження (Ом) - 3,2
Опір навантаження мінімальний (Ом) - 2
Вихідна потужність (Вт при напрузі живлення 18 В) – 22
Вхідна чутливість (мВ) – 300
Коефіцієнт посилення (Дб) – 50

У статті я запропоную вам три варіанти плати для підсилювача моно і один варіант для стерео підсилювача.

Цей підсилювач чудово себе зарекомендував як простий, надійний і невибагливий. Його найчастіше вбудовують у саморобні домашні гітарні кабінети (тобто підходить для гітаристів), а також в автомобільні магнітоли малої потужності (особливо у 90-х роках). Нехай фраза "малої потужності" вас не лякає – коефіцієнта посилення цієї мікросхеми вистачить, щоб налякати сусідів. Просто 20 Вт для авто зараз - це справді ніщо, в порівнянні з кіловатними підсилювачами та динаміками, від яких при включенні на повну потужність запросто можуть луснути барабанні перетинки.

Почнемо з плати, у якої найвдаліша, на мій погляд, розведення "землі".

Ось схема, плата, розстановка деталей на платі та параметри деталей підсилювача на TDA2005:

Плата простого моно підсилювача на TDA2005

Схема розміщення деталей на простому моно підсилювачі на TDA2005

Список деталей:

Саме варіант із цією платою я вбудовував у свою переробку радянської колонки S30 у гітарний комбопідсилювач.

Плату дзеркалити не потрібно.

Після складання вийшло ось так:

Тільки на фото дуже маленький радіатор. Для підсилювача на TDA2005 потрібно більше. Тому його замінили на радіатор більшого розміру.

Тепер перейдемо до інших варіантів розведення друкованої плати.

Другий варіант плати моно підсилювача на TDA2005.

Як припаювати регулятор гучності та сигнальні дроти:

Третій варіант плати моно підсилювача на TDA2005.

Вибирайте будь-який варіант:) Мені більше сподобався перший.

Тепер до стерео підсилювача на TDA2005.

Плата його трохи більше:

І схема трохи інша:

Нагадаю, що стерео підсилювач на TDA2005 розвиває потужність удвічі меншу за моно підсилювач. Однак завжди можна зібрати дві плати моно підсилювача і отримати стерео. Тільки живлення потрібне з тим же вольтажем, але силою струму близько 5-6 А.

Залишилося показати ще один варіант схеми монопідсилювача, що рекомендується виробником.

Схожі статті: