Микросхема усилитель TDA7294: описание, datasheet и примеры использования. Журнал практической электроники Датагор (Datagor Practical Electronics Magazine) Справочник по микросхемам tda применяемых в автомагнитолах

Старый друг лучше новых двух!
Пословица

Интегральная микросхема TDA2822M благодаря небольшому числу элементов обвязки относится к числу простых усилителей, которые можно собрать за короткое время, подключить к МР3 плееру, ноутбуку, радиоприемнику – и тут же оценить результат своей работы.

Вот как привлекательно выглядит описание :
«TDA2822M - стереофонический, двухканальный низковольтный усилитель для портативной техники и пр.
Возможно мостовое включение, использование в качестве наушникового или контрольного усилителя и многое другое.
Рабочее напряжение питания: от 1,8 В до 12 В , мощность до 1 Вт на канал, искажения до 0,2%. Радиатор не требуется.
Вопреки суперминиатюрным размерам выдаёт честный бас. Идеальный чип для бесчеловечных опытов начинающих».

Своей статьёй я постарался помочь коллегам-радиолюбителям сделать эксперименты с этим интересным чипом более осознанными и гуманными.

Разберемся с корпусом микросхемы

Различают две микросхемы: одну TDA2822, другую с индексом «М» - TDA2822М.
Интегральная микросхема TDA2822 (Philips) предназначена для создания простых усилителей мощности звуковой частоты. Допустимый диапазон питающих напряжений 3…15 В; при Uпит=6 В, Rн=4 Ом выходная мощность составляет до 0,65 Вт на канал, в полосе частот 30 Гц…18 кГц. Корпус микросхемы Powerdip 16.
Микросхема TDA2822M выполнена в ином корпусе Minidip 8 и имеет отличающуюся цоколевку при несколько меньшей максимальной рассеиваемой мощности (1 Вт против 1,25 Вт у TDA2822).

Обратите внимание, что другие цепи встроенной защиты выходного каскада отсутствуют, что сделано из соображений лучшего использования источника питания, к сожалению, в ущерб надежности.

Выводы 5 и 8 микросхемы соединяются с общим проводом по переменному току. В этом случае коэффициент передачи усилителя с отрицательной обратной связью составит:

Ku=20lg(1+R1/R2)= 20lg(1+R5/R4)=39 дБ.

Структурная схема ИС представлена на рис. 2.

Рис. 2. Структурная схема TDA2822M

Экспериментально определено, что сумма сопротивлений резисторов R1+R2 и R5+R4 равна 51,575 кОм. Зная коэффициент усиления, несложно вычислить, что R1=R5=51 кОм, а R2=R4=0,575 кОм.

Чтобы уменьшить коэффициент усиления микросхемы с ООС, обычно последовательно с R2 (R4) включают дополнительный резистор. В данном случае такому схемотехническому приему «мешают» открытые транзисторные ключи на транзисторах Q12 (Q13).

Но даже, если предположить, что ключи не оказывают влияния на коэффициент передачи с обратной связью, маневр по уменьшению коэффициента усиления незначителен – не более 3 дБ; в противном случае не гарантируется устойчивость усилителя, охваченного ООС.

Поэтому можно поэкспериментировать с изменением коэффициента передачи усилителя, учтя, что сопротивление дополнительного резистора лежит в пределах 100…240 Ом.

Рис. 3. Принципиальная схема экспериментального стереофонического усилителя

Усилитель имеет следующие характеристики:
Напряжение питания Uп=1,8…12 В
Выходное напряжение Uвых=2…4 В
Потребляемый ток в режиме покоя Io=6…12 мА
Выходная мощность Pвых=0,45…1,7 Вт
Коэффициент усиления Ku=36…41 (39) дБ
Входное сопротивление Rвх=9,0 кОм
Переходное затухание между каналами 50 дБ.

С практической точки зрения для надежной эксплуатации усилителя целесообразно установить напряжение питания не более 9 В; при этом для нагрузки Rн=8 Ом выходная мощность составит 2х1,0 Вт, для Rн=16 Ом – 2х0,6 Вт и для Rн=32 Ом – 2х0,3 Вт. При сопротивлении нагрузки Rн=4 Ом оптимальным будет напряжение питания до 6 В (Pвых=2х0,65 Вт).

Коэффициент усиления микросхемы в 39 дБ даже с учетом небольшой корректировки резисторами R5, R6 в сторону уменьшения, оказывается чрезмерным для современных источников сигнала напряжением 250…750 мВ. Например, для Uп=9 В, Rн=8 Ом чувствительность со входа составляет около 30 мВ.

На рис. 4, а показана схема включения усилителя, позволяющая подключить персональный компьютер, MP3 плеер или радиоприемник с уровнем сигнала около 350 мВ. Для устройств с выходным сигналом 250 мВ сопротивления резисторов R1, R2 необходимо уменьшить до 33 кОм; при уровне выходного сигнала 0,5 В следует поставить резисторы R1=R2=68 кОм, 0,75 В – 110 кОм.

Сдвоенным резистором R3 устанавливают необходимый уровень громкости. Конденсаторы С1, С2 – переходные.

Рис. 4. Схема подключения УМЗЧ: а) - к акустическим системам, б) – к головным телефонам (наушникам)

На рис. 4, б показано подключение к усилителю разъема для наушников. Резисторы R4, R5 устраняют щелчки при подключении стереотелефонов, резисторы R6, R7 ограничивают уровень громкости.

В процессе экспериментов я пытал питал УМЗЧ как от стабилизированного блока питания (на интегральной микросхеме и транзисторе BD912), рис. 5, так и от аккумуляторной батареи емкостью 7,2 А ч на напряжение 12 В с источником питания на фиксированные напряжения, рис. 6.

Напряжение питания подается по возможности короткой парой свитых вместе проводов.
Правильно собранное устройство в наладке не нуждается.

Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только

Рис. 5. Принципиальная схема стабилизированного блока питания

Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только

Рис. 6. Аккумуляторная батарея – лабораторный источник питания

Субъективная оценка уровня шумов показала, что при установке регулятора громкости на максимальный уровень шум едва заметен.
Субъективная оценка качества звуковоспроизведения производилась без сравнения с эталоном. Результат – звук неплохой, прослушивание фонограмм не вызывает раздражения.

Я ознакомился с форумами по микросхеме в Интернете, на которых встретил множество сообщений о поисках непонятных источников шумов, самовозбуждения и других неприятностей.
В результате разработал печатную плату, отличительной особенностью которой является заземление элементов «звездой». Фотовид печатной платы из программы Sprint-Layout показан на рис. 7.

Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только

Рис. 7. Размещение деталей на экспериментальной печатной плате

При экспериментах на этой печатке ни с одним из описанных на форумах артефактов встретиться не удалось.

Детали стереофонического УМЗЧ на микросхеме TDA2822M
Печатная плата рассчитана на установку самых распространенных деталей: резисторов МЛТ, С2-33, С1-4 или импортных мощностью 0,125 или 0,25 Вт, пленочных конденсаторов К73-17, К73-24 или импортных МКТ, импортных оксидных конденсаторов.

Я применил недорогие, но надежные электролитические конденсаторы с низким импедансом, большим сроком службы (5000 часов) и возможностью работы при температуре до +105°С фирмы Hitano серий ESX, EHR и EXR. Следует помнить, что чем больше внешний диаметр конденсатора в серии, тем выше срок его службы.

Микросхема DA1 установлена в восьмивыводную панельку. Микросхему TDA2822M можно заменить на KA2209B (Samsung) или К174УН34 (ОАО «Ангстрем», г. Зеленоград) . ЧИП конденсатор С8 (SMD) размещен со стороны печатных дорожек.

R5, R6 - Рез.-0,25-160 Ом (Коричневый, синий, коричневый, золотистый) - 2 шт.,

С3 - С5 - Конд.1000/16V 1021+105°C - 3 шт.,
С6, С7 - Конд.0,1/63V К73-17 - 2 шт.,
С8 - Конд.0805 0,1µF X7R smd – 1 шт.

Многие радиолюбители не без основания полагают, что лучше всего включать микросхемы в соответствии с Datasheet и использовать предлагаемые разработчиками печатные платы.
Ниже приведены схемы и печатные платы, выполненные на основе документации с единственной доработкой - для повышения устойчивости работы усилителя параллельно оксидному конденсатору по цепи питания включен пленочный (рис. 8, 9).

Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только

Рис. 8. Типовая схема включения микросхемы в стереофоническом режиме

Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только

Рис. 9. Размещение элементов типового стереофонического УМЗЧ

Детали типового стереофонического УМЗЧ
При установке элементов на печатную плату советую воспользоваться простыми технологическими приемами, описанными в Датагорской статье .

DA1 - TDA2822M ST Корпус: DIP8-300 - 1 шт.,
SCS-8 Розетка dip узкая - 1 шт.,
R1, R2 - Рез.-0,25-10к (Коричневый, черный, оранжевый, золотистый) - 2 шт.,
R3, R4 - Рез.-0,25-4,7 Ом (Желтый, фиолетовый, золотистый, золотистый) - 2 шт.,
С1, С2 - Конд.100/16V 0611 +105°C - 2 шт.,
С3 - Конд.10/16V 0511 +105°C (Емкость может быть увеличена до 470 мкФ) - 1 шт.,
С4, С5 - Конд.470/16V 1013+105°C - 2 шт.,
С6 – С8 - Конд.0,1/63V К73-17 - 3 шт.

Рис. 10. Принципиальная схема экспериментального мостового усилителя

В отличие от схемы стереофонического усилителя (рис. 3), в которой предполагается, что разделительные конденсаторы имеются на выходе предыдущего устройства, на входе мостового усилителя включен разделительный конденсатор, определяющий нижнюю частоту, воспроизводимую усилителем.

В зависимости от конкретного применения емкость конденсатора С1 может быть от 0,1 мкФ (fн = 180 Гц) до 0,68 мкФ (fн = 25 Гц) и более. При емкости С1, указанной на принципиальной схеме нижняя частота воспроизводимых частот составляет 80 Гц.

Внутренние резисторы, подключенные к инвертирующим входам усилителя через разделительный конденсатор С2 соединены между собой, что обеспечивает на выходах равные по величине, но противоположные по фазе сигналы.

Конденсатор С3 осуществляет коррекцию частотной характеристики усилителя на высоких частотах.

Поскольку потенциалы выходов усилителя по постоянному току равны, стало возможным непосредственное подключение нагрузки, без разделительных конденсаторов.

Назначение остальных элементов описывалось ранее.

Для стереофонического варианта потребуется два мостовых усилителя на микросхеме TDA2822M. Схему включения несложно получить, взяв за основу рис. 4.

Надежная работа усилителя в мостовом режиме обеспечивается выбором соответствующего напряжения питания в зависимости от сопротивления нагрузки (см. таблицу).

Все детали мостового усилителя размещены на печатной плате размерами 32 х 38 мм из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм. Чертеж возможного варианта платы изображен на рис. 11.

Рис. 11. Размещение элементов на плате мостового усилителя

DA1 - TDA2822M ST Корпус: DIP8-300 - 1 шт.,
SCS-8 Розетка dip узкая - 1 шт.,
R1 - Рез.-0,25-10к (Коричневый, черный, оранжевый, золотистый) - 1 шт.,
R2, R3 - Рез.-0,25-4,7 Ом (Желтый, фиолетовый, золотистый, золотистый) - 2 шт.,
С1 - Конд.0,22/63V К73-17 - 1 шт.,
С2 - Конд.10/16V 0511 +105°C - 1 шт.,
С3 - Конд.0,01/630V К73-17 - 1 шт.,
С4 – С6 - Конд.0,1/63V К73-17 - 3 шт.,
С7 - Конд.1000/16V 1021+105°C - 1 шт.

Принципиальная схема типового мостового УМЗЧ и размещение элементов на печатной плате показаны соответственно на рис. 12 и 13.

Статья посвящается любителям громкой и качественной музыки. TDA7294 (TDA7293) – микросхема усилителя низкой частоты производства французской фирмы THOMSON. Схема содержит полевые транзисторы, что обеспечивает высокое качество звучания и мягкий звук. Простая схема, мало добавочных элементов делает схему доступной для изготовления любому радиолюбителю. Правильно собранный усилитель из исправных деталей начинает работать сразу и в наладке не нуждается.

Усилитель мощности звуковой частоты на микросхеме TDA 7294 отличается от остальных усилителей такого класса:

• высокая выходная мощность,
• широкий диапазон напряжения питания,
• низкий процент гармонических искажений,
• «мягкий» звук,
• мало «навесных» деталей,
• невысокая стоимость.

Применять можно в радиолюбительских аудиоустройствах, при доработке усилителей, акустических систем, устройств аудиотехники и т.д.

На рисунке ниже показана типовая принципиальная схема усилителя мощности для одного канала.

Микросхема TDA7294 это мощный операционный усилитель, коэффициент усиления которого устанавливается цепью отрицательной обратной связи, включенной между его выходом (14 выв. микросхемы) и инверсионным входом (выв. 2 микросхемы). Прямой сигнал поступает на вход (выв. 3 микросхемы). Цепь состоит из резисторов R1 и конденсатора С1. Изменяя значения сопротивлений R1 можно подстроить чувствительность усилителя под параметры предварительного усилителя.

Структурная схема усилителя на TDA 7294

Технические характеристики микросхемы TDA7294

Технические характеристики микросхемы TDA7293

Принципиальная схема усилителя на TDA7294

Для сборки этого усилителя понадобятся следующие детали:

1. Микросхема TDA7294 (или TDA7293)
2. Резисторы мощностью 0.25 вата
R1 – 680 Om
R2, R3, R4 – 22 kOm
R5 – 10 kOm
R6 – 47 kOm
R7 – 15 kOm
3. Конденсатор плёночный, полипропиленовый:
C1 – 0.74 mkF
4. Конденсаторы электролитические:
C2, C3, C4 – 22 mkF 50 volt
C5 – 47 mkF 50 volt
5. Резистор переменный сдвоенный — 50 kOm

На одной микросхеме можно собрать моно усилитель. Чтобы собрать стерео усилитель, надо сделать две платы. Для этого все необходимые детали умножаем на два, кроме сдвоенного переменного резистора и БП. Но об этом позже.

Печатная плата усилителя на микросхеме TDA 7294

Монтаж элементов схемы выполнен на печатной плате из одностороннего фольгированного стеклотекстолита.

Похожая схема, но немного побольше элементов, в основном конденсаторов. Включена схема задержки включения по входу «mute» выв.10. Это сделано для мягкого, без хлопков, включения усилителя.

На плату устанавливается микросхема, у которой удалены не использующиеся выводы: 5, 11 и 12. Производите монтаж проводом с сечением не менее 0,74 мм2. Саму микросхему необходимо установить на радиатор площадью не менее 600 см2. Радиатор не должен касаться корпуса усилителя так, как на нём будет отрицательное напряжение питания. Сам же корпус необходимо соединить с общим проводом.

Если использовать меньшую площадь радиатора, необходимо сделать принудительный обдув, поставив вентилятор в корпус усилителя. Вентилятор подойдёт от компьютера, напряжением на 12 вольт. Саму микросхему следует крепить на радиатор с помощью теплопроводной пасты. Радиатор не соединять с токоведущими частями, кроме шины отрицательного питания. Как писали выше, металлическая пластина сзади микросхемы соединена с цепью отрицательного питания.

Микросхемы для обоих каналов можно установить на один общий радиатор.

Блок питания для усилителя.

Блок питания представляет собой понижающий трансформатор с двумя обмотками напряжением 25 вольт и силой тока не менее 5 ампер. Напряжение на обмотках должно быть одинаковым и конденсаторы фильтра тоже. Нельзя допускать перекоса напряжения. При подаче двухполярного питания на усилитель, оно должно подаваться одновременно!

Диоды в выпрямителе лучше поставить сверхбыстрые, но в принципе подойдут и обычные типа Д242-246 на ток не менее 10А. Желательно параллельно каждому диоду припаять конденсатор ёмкостью 0,01 мкф. Также можно использовать готовые диодные мосты с такими же параметрами по току.

Конденсаторы фильтра C1 и C3 имеют ёмкость 22.000 мкф на напряжение 50 вольт, конденсаторы C2 и C4 имеют ёмкость 0,1 мкф.

Напряжение питания в 35 вольт должно быть только при нагрузке 8 Ом, если у вас нагрузка 4 Ома, то напряжение питания надо уменьшить до 27 вольт. В этом случае напряжение на вторичных обмотках трансформатора должно быть 20 вольт.

Можно использовать два одинаковых трансформатора мощностью 240 ватт каждый. Один из них служит для получения положительного напряжения, второй — отрицательного. Мощность двух трансформаторов составляет 480 ватт, что вполне подойдет для усилителя с выходной мощностью 2 х 100 Ватт.

Трансформаторы ТБС 024 220-24 можно заменить на любые другие мощностью не менее 200 Ватт каждый. Как писали выше питание должно быть одинаковое — транcформаторы должны быть одинаковые!!! Напряжение на вторичной обмотке каждого трансформатора от 24 до 29 вольт.

Схема усилителя повышенной мощности на двух микросхемах TDA7294 по мостовой схеме.

По такой схеме для стерео варианта понадобится четыре микросхемы.

Технические характеристики усилителя:

• Максимальная выходная мощность на нагрузке 8 Ом (пит. +/- 25В) — 150 Вт;
• Максимальная выходная мощность на нагрузке 16 Ом (пит. +/- 35В) — 170 Вт;
• Сопротивление нагрузки: 8 — 16 Ом;
• Коэф. гармонических искажений, при макс. мощности 150 ватт, напр. 25В, нагр. 8 Ом, частоте 1 кГц — 10%;
• Коэф. гармонических искажений, при мощности 10-100 ватт, напр. 25В, нагр. 8 Ом, частоте 1 кГц — 0,01%;
• Коэф. гармонических искажений, при мощности 10-120 ватт, напр. 35В, нагр. 16 Ом, частоте 1 кГц — 0,006%;
• Частотный диапазон (при нер. АЧХ 1 db) — 50Гц … 100кГц.

Вид готового усилителя в деревянном корпусе с прозрачной верхней крышкой из оргстекла.

Для работы усилителя в полную мощность нужно подать необходимый уровень сигнала на вход микросхемы, а это не менее 750мВ. Если сигнала не хватает, то нужно собрать для раскачки предварительный усилитель.

Схема предварительного усилителя на TDA1524A

Налаживание усилителя

Правильно собранный усилитель в налаживании не нуждается, но никто не гарантирует, что все детали абсолютно исправны, при первом включении нужно соблюдать осторожность.

Первое включение проводится без нагрузки и с отключенным источником входного сигнала (лучше вообще закоротить вход перемычкой). Хорошо бы в цепь питания (и в «плюс» и в «минус» между источником питания и самим усилителем) включить предохранители порядка 1А. Кратковременно (~0,5 сек.) подаем напряжение питания и убеждаемся, что ток, потребляемый от источника небольшой — предохранители не сгорают. Удобно, если в источнике есть светодиодные индикаторы — при отключении от сети, светодиоды продолжают гореть не менее 20 секунд: конденсаторы фильтра долго разряжаются маленьким током покоя микросхемы.

Если потребляемый микросхемой ток большой (больше 300 мА), то причин может быть много: КЗ в монтаже; плохой контакт в «земляном» проводе от источника; перепутаны «плюс» и «минус»; выводы микросхемы касаются перемычки; неисправна микросхема; неправильно впаяны конденсаторы С11, С13; неисправны конденсаторы С10-С13.

Убедившись, что с током покоя все нормально, смело включаем питание и измеряем постоянное напряжение на выходе. Его величина не должна превышать +-0,05 В. Большое напряжение говорит о проблемах с С3 (реже с С4), или с микросхемой. Бывали случаи, когда «межземельный» резистор либо был плохо пропаян, либо вместо 3 Ом имел сопротивление 3 кОм. При этом на выходе была постоянка 10…20 вольт. Подключив к выходу вольтметр переменного тока, убеждаемся, что переменное напряжение на выходе равно нулю (это лучше всего делать с замкнутым входом, или просто с не подключенным входным кабелем, иначе на выходе будут помехи). Наличие на выходе переменного напряжения говорит о проблемах с микросхемой, или цепями С7R9, С3R3R4, R10. К сожалению, зачастую обычные тестеры не могут измерить высокочастотное напряжение, которое появляется при самовозбуждении (до 100 кГц), поэтому лучше всего здесь использовать осциллограф.

Всё! Можно наслаждаться любимой музыкой!

Усилители, основным назначением которых является усиление сигнала по мощности, называют усилителями мощности. Как правило, такие усилители работают на низкоомную нагрузку, например, громкоговоритель.

жений 3-18 В (номинальное - 6 В) . Максимальный потребляемый ток - 1,5 А при токе покоя 7 мА (при 6 В) и 12 мА (при 18 В). Коэффициент усиления по напряжению 36,5 дБ. на уровне -1 дБ 20 Гц - 300 кГц. Номинальная выходная мощность при коэффициенте нелинейных искажений 10 %

временно отключать звуковое сопровождение. Удвоить выходную мощность TDA7233D можно при их включении по схеме, представленной на рис. 31.42 . С7 предотвращает самовозбуждение устройства в области

высоких частот. R3 подбирают до получения равной амплитуды выходных сигналов на выходах микросхем.

Рис. 31.43. КР174УНЗ 7

КР174УН31 предназначена для использования в качестве выходных маломощных бытовой РЭА.

При изменении напряжения питания от

2.1 до 6,6 В при среднем токе потребления 7 мА (без входного сигнала), коэффициент усиления микросхемы по напряжению меняется от 18 до 24 дБ .

Коэффициент нелинейных искажений при выходной мощности до 100 мВт не более 0,015 %, выходное напряжение шумов не превышает 100 мкВ. Входное микросхемы 35-50 кОм. нагрузки - не ниже 8 Ом. Диапазон рабочих частот - 20 Гц - 30 кГц, предельный - 10 Гц - 100 кГц. Максимальное напряжение входного сигнала - до 0,25-0,5 В.

Адрес Email - yooree (at) inbox.ru
(замените (at) на @)

Стереоусилитель 2х1 Вт

На рис. 1 приведена принципиальная схема стереофонического усилителя с выходной мощностью до 1 Вт на канал, собранного на одной интегральной микросхеме TDA7053 производства фирмы Philips в корпусе DIP-16, а также двух переменных резисторов, двух керамических и одного оксидного конденсаторов. Особенностью усилителя является наличие в каждом канале не одной, а двух динамических головок сопротивлением по 8 Ом. Здесь возможно использование самых распространенных головок 1ГД-40 старого производства или подобных по конструкции головок с эллиптическим диффузором, например 2ГДШ-2-8. Другой особенностью усилителя является то, что его выходы нигде не соединены с общим проводом питания. Это характерно для мостовых усилителей мощности с бесконденсаторным выходом.

Рис. 1. Принципиальная схема стереофонического УМЗЧ на ИМС TDA7053 с регуляторами громкости

Интегральная микросхема рассчитана на работу при напряжении питания 3-15 В и токе покоя около 5 мА. Минимальное сопротивление нагрузки - 8 Ом.

Такой усилитель удобно и экономично подключить к карманному плейеру и использовать для музыкального сопровождения. В этом случае целесообразно упростить конструкцию усилителя, убрав регуляторы громкости, поскольку они уже имеются в плейере. Измененная принципиальная схема усилителя приведена на рис. 2. Здесь на входе каждого канала установлен делитель напряжения из двух резисторов во избежание перегрузки усилителя. Сигналы снимаются с гнезда для внешнего телефона плейера с помощью двойного кабеля от стереофонического телефона, вышедшего из строя.

Рис. 2. Принципиальная схема стереофонического УМЗЧ на ИМС TDA7053 с нерегулируемыми входами

При повторении конструкций данных усилителей можно воспользоваться монтажными схемами и чертежами печатных плат, приведенными на рис. 3 и 4, а также рис. 5 и 6 соответственно.

Рис. 3. Монтажная схема УМЗЧ на ИМС TDA7053

Рис. 4 . Печатная плата УМЗЧ на ИМС TDA7053

Рис. 5. Монтажная схема УМЗЧ на ИМС TDA7053 с нерегулируемыми входами

Рис. 6. Печатная плата УМЗЧ на ИМС TDA7053 с нерегулируемыми входами

Усилитель на выходную мощность до 5 Вт

На рис. 7 дана принципиальная схема самого простого, надежного, экономичного и широко распространенного в промышленной аппаратуре усилителя мощности звуковой частоты на отечественной интегральной микросхеме К174УН14, имеющей десятки аналогов за рубежом, среди которых самым популярным является ТДА2003. Микросхема предназначена для работы при напряжении источника питания 8-18 В и сопротивлении нагрузки не менее 2 Ом. При этом достигается равномерное усиление сигнала в полосе частот 30 Гц - 20 кГц, а ток покоя составляет 40-60 мА. Чувствительность усилителя - около 50 мВ. Микросхема снабжена собственным теплоотводом, допускающим работу с выходной мощностью не более 2 Вт. Для получения большей мощности обязательно требуется установка дополнительного пластинчатого либо ребристого или игольчатого теплоотвода.

Рис. 7. Принципиальная схема УМЗЧ на ИМС TDA2003

Большое усиление микросхемы требует принятия определенных мер по повышению стабильности и устойчивости ее работы. Это достигается двумя способами. Во-первых, для предотвращения самовозбуждения на высоких и ультравысоких частотах громкоговоритель шунтируется последовательно соединенными низкоомным постоянным резистором R4 типа С1-4 и керамическим конденсатором С6. Во-вторых, коэффициент усиления во всей полосе воспроизводимых частот стабилизирован за счет наличия на выходе усилителя делителя напряжения сигнала 1:100 и подачей с него напряжения отрицательной обратной связи на инвертирующий вход усилителя. Через оксидный конденсатор большой емкости С4 громкоговоритель подключен к выходу усилителя через стандартный акустический разъем и своим одним выводом соединен с общим проводом питания, то есть заземлен.

На рис. 8 и 9 приведены схема размещения навесных деталей на печатной плате, а также чертеж самой платы. Интегральная микросхема монтируется на дополнительном теплоотводе и соединяется с платой посредством тонких изолированных гибких проводов в тефлоновой, то есть фторопластовой изоляции. По возможности длина проводников должна быть минимальной. Обязательным условием нормальной работы усилителя является свободный доступ воздуха к его теплоотводу.

Рис. 8. Монтажная схема УМЗЧ на ИМС TDA2003

Рис. 9. Печатная плата УМЗЧ на ИМС TDA2003

Стереофонический усилитель 2х4 Вт

На базе интегральной микросхемы К174УН14 отечественная промышленность выпускает стереофонический усилитель с выходной мощностью до 4 Вт на каждый канал. Особенностью данной микросхемы является то, что два одинаковых кремниевых кристалла, на которых она основана, помещены в общий корпус с небольшими металлическими теплоотводами. Специально для нее выпускается дополнительный игольчатый теплоотвод, способный обеспечивать нормальный тепловой режим работы обоих каналов усилителя при выходной мощности до 4 Вт на каждый канал. Внешне эта интегральная микросхема ничем не отличается от широко распространенных в любительской практике микросхем К174УН7 и К174УН9, но по своим возможностям превосходит их. Микросхема К174УН20 рассчитана на работу с источником питания напряжением до 12 В при токе покоя 65 мА и сопротивлении нагрузки 4 или 8 Ом. Равномерное усиление сигнала производится в полосе частот 50 Гц - 16 кГц, что вполне приемлемо для большинства любительских конструкций. Причем если выходная мощность на каждый канал не будет превышать 0,5-0,8 Вт, то можно обойтись без дополнительного теплоотвода, в противном случае он необходим. Если специального игольчатого теплоотвода приобрести не удастся, его можно заменить пластинчатым, например, из листового алюминия или меди толщиной 1,0-1,5 мм. Его площадь должна быть не менее 9-10 см2 для каждого металлического выступа с отверстием под винт. Теплоотвод можно оформить в виде уголка, что сэкономит место на плате.

Рис. 10. Схема стереофонического УМЗЧ на ИМС К174УН20

На рис. 10 приведена принципиальная схема стереофонического усилителя на основе микросхемы К174УН20. Он обеспечивает выходную мощность 4 Вт по каждому каналу при напряжении питания 12 В и сопротивлении нагрузки 4 Ом. При увеличении сопротивления нагрузки до 8 Ом в каждом канале выходная мощность уменьшается до 2,2 Вт на канал при том же напряжении питания.

Особенностью схемы является отсутствие плавных регуляторов громкости, которые заменены делителями входного напряжения на двух резисторах R1, R2 и R3, R4 с коэффициентом деления 1:2. Это сделано с целью подключения к выходу карманного аудиоплейера входа данного усилителя. В таком случае монтаж на печатной плате может иметь вид, показанный на рис. 11 и 12. При необходимости усилитель разрешается снабдить светодиодным индикатором включения питания, что бывает весьма полезно при работе от автономного источника. Это легко сделать с помощью постоянного резистора R5 и светодиода HL1, подключенных к источнику питания после выключателя.

Рис. 11. Монтаж стереофонического УМЗЧ на ИМС К174УН20

Рис. 12. Печатная плата стереофонического УМЗЧ на ИМС К174УН20

Двухканальный усилитель 2х10 Вт

На рис. 13 приведена принципиальная схема двухканального усилителя мощности звуковой частоты на одной интегральной микросхеме фирмы Philips TDA7370. При наличии дополнительного теплоотвода и достаточно мощном источнике напряжения постоянного тока 12 В он способен развивать номинальную выходную мощность по каждому каналу 10 Вт при коэффициенте нелинейных искажений 1%. Особенностью усилителя является очень малое число дополнительных навесных деталей - всего четыре конденсатора и два переменных резистора. Два громкоговорителя сопротивлением 4 или 8 Ом подключены непосредственно к выводам микросхемы без громоздких переходных конденсаторов большой емкости, что имеет место во многих других усилителях мощности звуковой частоты. Известно, что их гордо называют "усилителями с бестрансформаторным выходом", как бы в упрек когда-то существовавшим усилителям на электронных лампах, имевшим громоздкие выходные трансформаторы. Данный усилитель с полным правом можно называть усилителем мощности с бестрансформаторным и бесконденсаторным выходом. Аналогичные усилители уже описывались ранее, но они были малой мощности, всего по 1 Вт на канал. Именно это существенное отличие требует в данном усилителе обязательной установки эффективного дополнительного теплоотвода, к которому плотно (под винт МЗ) прижимается интегральная микросхема. Для этой цели подходят стандартные теплоотводы из дюралюминия под транзисторы КТ818, КТ819. В крайнем случае можно использовать пластину из дюралюминия размером 100х100 мм и толщиной 2-4 мм. Не рекомендуется даже на мгновение включать усилитель без такого теплоотвода, так как при работе с номинальной мощностью внутри микросхемы развивается тепловая мощность 30 Вт, как у паяльника.

Рис. 13. Принципиальная схема стереофонического УМЗЧ на ИМС TDA7370

Другой особенностью, благодаря которой удается обходиться без конденсаторов на выходе, является мостовая схема выходных каскадов, когда громкоговорители не имеют контакта с общим заземленным проводом. Если такое все же случится, то микросхеме грозит выход из строя. Поэтому как при монтаже деталей, так и в процессе эксплуатации необходимо следить за тем, чтобы ни один из проводов, идущих к громкоговорителям, не имел контакта с общим проводом питания.

Расположение деталей на печатной плате показано на рис. 14 и 15. Усилитель нормально работает при изменении напряжения питания от 9 до 20 В и сопротивлении нагрузки каждого канала не менее 4 Ом. Источник питания должен обеспечивать ток до 3,5 А при напряжении 12В. Если он обеспечит ток до 3,5 А при напряжении 12 В, с громкоговорителями сопротивлением по 4 Ом можно получить по 10 Вт мощности с каждого канала. Если источник может дать не более 2 А при том же напряжении, следует применить громкоговорители сопротивлением 8 Ом. Тогда выходная мощность каждого канала составит 6 Вт.

Рис. 14. Монтажная схема стереофонического УМЗЧ на ИМС TDA7370

Рис. 15. Печатная плата стереофонического УМЗЧ на ИМС TDA7370

С учетом выделения большого количества тепла конструкция усилителя должна обеспечивать свободный приток свежего воздуха к микросхеме и дополнительному теплоотводу. Это будет гарантией надежной долговременной работы усилителя.

Усилитель звуковой частоты на 20 Вт

Усилитель, принципиальная схема которого приведена на рис. 16, также выполнен по бестрансформаторной и бесконденсаторной схеме мостового оконечного каскада со всеми присущими ей достоинствами и недостатками. Главное отличие его от предыдущего в том, что имеется только один канал усиления на 20 Вт. Такой усилитель потребляет большой ток (до 3,5 А), поэтому его можно питать или от достаточно мощного выпрямителя, или от автомобильного аккумулятора напряжением 13,6 В.

Рис. 16. Принципиальная схема монофонического УМЗЧ на ИМС TDA7240A

Расположение деталей на печатной плате показано на рис. 17 и 18. Интегральная микросхема устанавливается на дополнительном теплоотводе (стандартном или самодельном), как упоминалось выше, под винт МЗ. Для улучшения отвода тепла рекомендуется смазать соприкасающиеся поверхности теплоотвода и микросхемы тонким слоем вазелина. Как и в предыдущем случае, можно увеличить сопротивление нагрузки с 4 до 8 Ом, снизив, таким образом, выходную мощность до 10-12 Вт и потребляемый ток до 2 А. При отсутствии сигнала потребляемый ток составляет 80-100 мА, что является первым признаком работоспособности усилителя. Значительно больший или меньший ток свидетельствует либо об ошибке в монтаже, либо о неисправности деталей, включая микросхему. Однако опыт применения подобных микросхем при использовании исправных деталей показывает, что усилитель начинает работать сразу и не требует дополнительных регулировок. Его чувствительность равна 50-80 мВ, а полоса воспроизводимых частот составляет 20 Гц - 20 кГц.

Рис. 17. Монтажная схема монофоническою УМЗЧ на ИМС TDA7240A

Рис. 18. Печатная плата монофонического УМЗЧ на ИМС TDA7240A

Будут вопросы, пожелания, предложения - пишите. Юрий yooree (at) inbox.ru

Если нужно сделать простой, но достаточно мощный УМЗЧ — микросхема TDA2040 или TDA2050 будет наилучшим и недорогим решением. Этот небольшой стереофонический усилитель ЗЧ построен на основе двух всем известных микросхем TDA2030A. По сравнению с классическим включением, в этой схеме улучшена фильтрация питания и оптимизирована разводка печатной платы. После добавления любого предусилителя и блока питания — конструкция идеально подходит для изготовления самодельного домашнего усилителя мощности звука, примерно на 15 Вт (каждый канал). Проект изготовлен на основе TDA2030A, но можно использовать TDA2040 или TDA2050, тем самым раза в полтора увеличивая выходную мощность. Усилитель подходит для динамиков с сопротивлением 8 или 4 Ом. Преимуществом конструкции является то, что она не требует двух-полярного питания, как большинство . Схема отличается хорошими параметрами, легкостью запуска и надежностью в работе.

Принципиальная электрическая схема УНЧ

Усилитель 2x15W ТДА2030 — схема стерео

TDA2030A позволяет спаять усилитель низкой частоты класса AB. Микросхема обеспечивает большой выходной ток, характеризуясь при этом низкими искажениями сигнала. Есть защита встроенная от короткого замыкания, которая автоматически ограничивает мощность до безопасной величины, а также традиционная для таких устройств тепловая защита. Схема состоит из двух одинаковых каналов, работа одного из которых описана далее.

Принцип действия усилителя на TDA2030

Резисторы R1 (100k), R2 (100k) и R3 (100k) служат для создания виртуального нуля усилителя U1 (TDA2030A), а конденсатор C1 (22uF/35V) фильтрует это напряжение. Конденсатор С2 (2,2 uF/35V) отсекает постоянную составляющую — предотвращает попадание постоянного напряжения на вход микросхемы усилителя через линейный вход.

Элементы R4 (4,7k), R5 (100k) и C4 (2,2 uF/35V) работают в петле отрицательной обратной связи и имеют задачу формирования частотной характеристики усилителя. Резисторы R4 и R5 определяют уровень усиления, в то время как C4 обеспечивает усиление в единицу для постоянной составляющей.

Резистор R6 (1R) вместе с конденсатором C6 (100nF) работают в системе, которая формирует характеристику АЧХ на выходе. Конденсатор C7 (2200uF/35V) предотвращает прохождение постоянного тока через динамик (пропуская переменный звуковой сигнал музыки).

Диоды D1 и D2 предотвращают появление опасных напряжений обратной полярности, которые могут возникнуть в катушке динамика и испортить микросхему. Конденсаторы C3 (100nF) и C5 (1000uF/35V) фильтруют питающее напряжение.

Печатная плата УНЧ

Печатная плата УНЧ ТДА2030

Печатную плату можете посмотреть на фотографиях. с чертежами можно в архиве (без регистрации). Что касается сборки — удобно сначала впаять две перемычки на шинах питания. По возможности следует использовать более толстый провод, а не тоненькую ножку от резистора, как часто бывает. Если усилитель будет работать с АС 8 Ом, а не 4 Ома — конденсаторы C7 и C14 (2200uF/35V) могут иметь значение 1000uF.

На фланцы обязательно следует прикрутить радиаторы или один общий радиатор, помня, что корпуса микросхем TDA2030A внутренне связаны с массой.

На печатной плате с успехом можно применять микросхемы TDA2040 или TDA2050 без всяких изменений цоколёвки. Плата была разработана таким образом, чтобы ее можно было при необходимости перерезать в месте, обозначенном пунктирной линией, и использовать только одну половину усилителя с микросхемой U1. На место разъемов AR2 (TB2-5) и AR3 (TB2-5) можете впаивать провода напрямую, если аудио разъёмы закреплены на корпусе усилителя.

Печатная плата усилителя готовая с расположением деталей

Корпус и БП

Блок питания берите или с трансформатором плюс выпрямитель, или готовый импульсный, например от ноутбука. Усилитель необходимо питать не стабилизированным напряжением в пределах 12 — 30 В. Максимальное напряжение питания 35 В, до которого естественно лучше не доходить на пару вольт, мало ли что.

Корпус делать с нуля очень хлопотно, так что проще всего подобрать готовую коробку (металл, пластик) или даже готовый корпус от электронного устройства (ТВ тюнер спутниковый, плеер DVD).