Схема усилителя звука на микросхеме с печатной платой

Да, это старая-добрая К174УН7 (аналог A210K ТBА810AS, LA4420 ), но на ней при небольшой мощности 4 Вт правильными схемотехническими решениями можно получить довольно низкий уровень гармонических искажений, менее 0,1% на 1000Гц. Сначала мне попалась статья «Громов В., Радомский А. Улучшение параметров усилителя на К174УН7.»- Радио. 1986. № 9, 39—41″ , затем я обнаружил материал А. Жаронкина «УМЗЧ с малыми искажениями на ИС К174УН7 Радио, 1987, № 5, стр. 54», осенью, по призыву я покинул столицу с этим маленьким Би-Ампом и кассетной деккой «Sanken». К ним я приделал военные ортогональные колонки крайне оригинальной конструкции. Предварительный усилитель с кроссовером на две полосы были собраны на uA741N. Все платы рисовал от руки нитролаком. Приведённый ниже материал содержит современный вид оконечного усилителя с изготовленного по ЛУТ. В данный момент времени этот усилитель работает у моих соседей. Это плата для ВЧ каналов, в НЧ варианте стоят пластинчатые радиаторы вдвое большего размера, покрывающие всё пространство платы, свободное от электролитических конденсаторов.

Интересная особенность — микросхемы одного и тогоже завода с разностью выпуска в один год имеют разные корпуса и направление маркировки! :laughing: совок.

Сборка усилителя

Схема проверенная и рабочая. Это простой моно усилитель, собран на микросхеме К174УН7. На эту микросхему необходим радиатор. Аналогами микросхемы являются TBA810AS и LA4420. Печатную плату можно сделать с помощью перекиси, этот метод очень доступен. Только для этой платы нужно 200 мл перекиси. Красная линия на печатной плате это ее граница, ее перед травлением нужно стереть. Плату можно питать от аккумуляторов, даже от 4 вольт. Еще в схеме еще регулировка звука с помощью переменного резистора на 40 кОм.

Проверить работу схемы просто. После подключения питания можно дотронуться пальцем до джека (вход усилителя). В динамике (выход усилителя) будет слышен резкий треск с фоновым шумом.

Пайку лучше начинать с проводов и мелких компонентов, например керамических конденсаторов или резисторов.

Микросхему нужно установить на радиатор и припаивать к плате последней.

Время пайки одного вывода за одно прикосновение паяльника не больше пары секунд, затем перерыв.

Если вывод плохо запаялся, подождите пока он остынет, снова нанесите флюс и паяйте. Радиатор немного экранирует тепло, но чтобы перестраховаться, пайка одного контакта не должна быть слишком долгой.

Типовое включение ИС К174УН7

Рис. 1. Схема усилителя звука на основе микросхемы К174УН7.

Эта микросхема получили широкое распостранение во многих радиолюбительских и промышленных конструкциях. Схемы на еге основе отличаются простотой, дешевизной и надежностью.

Несмотря на невысокие электрические параметры и качественные показатели, в большинстве случаев этого бывает достаточно, особенно для малогабаритной и бытовой аппаратуры.

Усилитель, описанный ниже, имеет выходную мощность 4 Вт при напряжении питания 15 В и сопротивлении нагрузки 4 Ом. Входное сопротивление 80 кОм, ток потребления до 500 мА. Чувствительность усилителя около 100 мВ.

Микросхему К174УН7 во всех случаях можно заменить на А210К, МВА810Б.

Как нанести надписи на плату

Макросы деталей наносятся на плату точно так же, как и дорожки. С помощью ЛУТ.

Однако, это нужно делать после травления дорожек и сверления отверстий. Соответственно, макросы должны быть перед нанесением отражены по горизонтали. В прикрепленном файле А4 они уже отражены по горизонтали и готовы к нанесению.

УМЗЧ на 174УН7 с нестандартной схемой включения

Рис. 2. Схема УМЗЧ на 174УН7 с нестандартной схемой включения.

В основном этот усилитель выполнен по стандартной схеме, но нагрузка у него влючается в цепь питания ИМС. За счет этого сэкономлены некоторые навесные элементы. Параметры полностью индентичны вышеописанному усилителю.

Список используемых деталей

УМЗЧ с малыми искажениями на ИС К174УН7

В настоящее время по-прежнему остро стоит проблема миниатюризации звуковоспроизводящей аппаратуры при одновременном улучшении ее технических характеристик. Один из путей ее решения — широкое внедрение интегральных микросхем (ИС). К сожалению, не всегда их применение гарантирует высокое качество. Например, усилители мощности, построен-ные на основе ИС К174УН7 имеют сравнительно высокий (до 10 % при выходной мощности 4,5 Вт) коэффициент гармоник. В разное время радиолюбите-лями предлагались схемные решения, позволяющие снизить искажения до 1…2 %, однако этого недостаточно для высококачественных усилителей 3Ч.
Автору статьи удалось довести этот параметр до 0,07…0,08 % на частоте 1000 Гц. Снижение искажений достигнуто введением дополнительного усилительного каскада и цепи ООС (см. рисунок). Напряжение ООС снимается с делителя, образованного резистором R10 (нижнее плечо) и резистором сопротивлением 4…6 кОм (верхнее плечо), находящимся внутри ИС и включенным между выводами 6 и 12.

Дополнительный усилительный каскад позволяет снизить искажения, вносимые ИС, поскольку дает возможность увеличить глубину ООС, повысив сопротивление резистора R10. Неизбежное снижение коэффициента усиления ИС компенсируется дополнительным каскадом усиления.

Дальнейшее снижение нелинейных искажений достигнуто включением цепи ООС (конденсатора С8) между выводом 6 ИС и точкой соединения резисторов R4, R5 коллекторной нагрузки транзистора VT1. При этом сам транзистор оказывается охваченным параллельной ООС по напряжению, и на его базу поступает разность входного и выходного сигналов. Входное же сопро-тивление усилителя становится равным сопротивлению резистора R1, т. е. 15 кОм. Для коллекторной цепи транзистора напряжение ООС является вольтодобавкой, увеличивающей эффективное сопротивление резистора R5 в несколько раз, что резко повышает коэффициент усиления дополнительного каскада.

При указанных на схеме номиналах элементов коэффициент усиления микросхемы DA1 составляет 4…6, а каскада на транзисторе VT1 — 10…12. Резистором R3 устанавливают симметричное ограничение полуволн сигнала при изменении напряжения питания в пределах 5…15 В. С целью снижения (в 2…Зраза) коэффициента гар-моник на частотах выше 6000 Гц в предлагаемом устройстве в 8 раз. по сравнению с типовой схемой включения, уменьшена емкость конденсатора С4, что может привести к самовозбуждению отдельных экземпляров усилителя. В этих случаях следует пойти на компромисс и несколько увеличить емкость упомянутого конденсатора. По-иному (опять же по сравнению с типовой схемой) включена нагрузка. Связано это со стремлением сократить число конденсаторов. Дополнительно введенная цепь R7C2 обеспечивает фильтрацию напряжения питания и уменьшает (в 1,5…2 раза) искажения, обусловленные его нестабильностью.

При макетировании описанного усилителя было установлено, что существенное влияние на коэффициент гармоник оказывает последовательность подключения выводов деталей к общему проводу. Она должна быть такой (от входа к выходу): R3, R6, вывод 9 DA1 СЗ. С4, R9, С9, вывод 10 DA1. С 10. Конденсатор С2 следует соединить с общим проводом в той точке, где к нему подключен резистор R3. Важно также, чтобы были соединены в одной точке выводы резисторов R1—R3 и базы VT1.

Для измерения параметров усилителя использовались генератор сигналов звуковой частоты ГЗ-107

и измеритель нелинейных искажений
С6-5
. При напряжении питания
12
и
15 В
, сопротивлении нагрузки
4 Ом
и выходном напряжении
3
и
4,3 В
коэффициент гармоник на частоте 1000 Гц составил соответственно
0,07
и
0,1 %
. Измеренное на нагрузке отношение сигнал/шум равно 79 дБ относительно номинального уровня выходного напряжения 3 В.

При напряжении питания 12 В и выходном 3 В АЧХ усилителя в диапазоне 1000…16 000 Гц

горизонтальна, а на частотах 63 и 100 Гц имеет спад соответственно 6 и 2,5 дБ, что обусловлено влиянием конденсатора С9. При увеличении его емкости до
10000 мкФ
АЧХ усилителя горизонтальна вплоть до 20 Гц.
А. ЖАРОНКИН
Полный текст статьи с печатными платами