Полный усилитель на микросхемах. Часть 1. Усилитель мощности звуковой частоты на TDA2006, TDA2030, TDA2040, TDA2050, LM1875

Не мечтай, действуй!


В настоящем проекте мы построим простой усилитель мощности звуковой частоты на популярной микросхеме
LM1875
. Чтобы конструкция стала законченной, снабдим его регулятором громкости и тембра, а также устройством защиты акустических систем. Ознакомимся с представленными материалами, соберем базовые узлы и насладимся звучанием собственного усилителя… Через некоторое время проведем серию экспериментов по улучшению звука, извлекаемого с помощью усилителя.

В первой части проекта мы, не мудрствуя лукаво, соберем «студенческий» усилитель Питера Смита.

↑ Немного истории

На рис. 1 изображена принципиальная схема усилителя, которую в свое время собирал каждый увлеченный студент радиотехнической специальности. На юбилейной (30 лет со дня окончания ВУЗа) встрече выпускников Новгородского политехнического института в мае 2009 года мы обсуждали этот усилитель, а главным образом танцы, в озвучивании и которых он принимал самое непосредственное участие .


Рис. 1. Принципиальная схема высококачественного усилителя звуковой частоты С. Батя и В. Середы [1]Параметры усилителя мощности следующие:
Номинальная выходная мощность (Rн=4 Ом, Кг=0,7 %), Вт = 20 Рабочий диапазон частот при неравномерности частотной характеристики ±0,5 дБ, Гц = 20…20000 Чувствительность при номинальной выходной мощности и входном сопротивлении 10 кОм, В = 1 Относительный уровень помех, дБ = -86

Усилитель выполнен по топологии Лина, ставшей классической и состоит из дифференциального входного каскада на транзисторах VT1, VT2, усилителя напряжения VT3 и двухтактного выходного каскада VT4 – VT9. Выбрана неинвертирующая схема включения. Резистор R1 определяет входное сопротивление, а резисторы R6 и R7 образуют делитель цепи отрицательной обратной связи, задающий усиление по переменному току: Ku=1+R7/R6=11 (20,83дБ).

По постоянному току коэффициент передачи равен единице, от аудиоусилителя не требуется усиление постоянного напряжения. Но встречаются авторы, скажем Е.С. Алешин, которые утверждают, что усилитель должен иметь нижнюю границу усиливаемых частот от постоянного тока (0 Гц). Для разделения цепей передачи постоянного и переменного тока установлен конденсатор С3. Входная цепь R1, C1 и цепь обратной связи R6, C3 образуют фильтры верхних частот. Поскольку частоты среза этих фильтров близки, вместе они определяют нижнюю границу воспроизводимого усилителем диапазона частот. В нашем случае:


Оптимальной результирующей частотой среза будет частота, на порядок ниже слышимой человеком, а именно – 1…3 Гц. В цепи коллектора усилителя напряжения VT3 имеется схема «вольтодобавки» R10, R11, C5, создающая положительную обратную связь на нижних частотах, и позволяющая улучшить форму отрицательной полуволны усиливаемого сигнала. В коллектор VT3 включен также конденсатор С4, формирующий требуемую амплитудно-частотную характеристику на высоких частотах. Обычно такой конденсатор включают между базой и коллектором каскада усилителя напряжения. За счет эффекта Миллера его емкость оказывается небольшой – несколько десятков пикофарад. Включение конденсатора С4 между коллектором и общим проводом потребовало на порядок увеличить его емкость.

Выходной каскад выполнен на составном эмиттерном повторителе – тройке, причем в отрицательном плече применена схема Шиклаи, позволяющая использовать мощные транзисторы одинаковой структуры. Поскольку в то время был дефицит всего, транзисторы мы покупали на радиорынке Автово в Ленинграде (теперь Санкт – Петербург). Помню, в первый раз приобрел транзисторы у любезного молодого человека в пиджаке и при галстуке. По приезде в Новгород выяснилось, что все транзисторы имеют пробой между коллектором и эмиттером, хотя и не паяные. В следующий раз мне не удалось заглянуть в глаза этому жулику, но опыт пришел быстро. На радиорынке я приметил мужика, у которого тряслись руки, и внешний вид был не столь фешенебельный, как у предыдущего. Зато все приобретенные транзисторы оказались просто замечательными, да еще с военной приемкой!

Интегральные микросхемы 1468 (Teledyne), 3571, 3572, 3573 (BurrBrown), 8510, 8515, 8520, 8530 (Intersil), OPA502, OPA511, OPA512 (Burr-Brown), PA01, PA07, PA07A,РА10, РА10А, PA12, PA12A, PA73 (Apex) с идентичными схемами и различными параметрами выполнены в корпусах ТО-3 с 8 выводами. Представляют собой мощные операционные усилители и предназначены в частности для использования в качестве усилителей мощности НЧ в звуковоспроизводящей аппаратуре высокого класса с двухполярным питанием. Некоторые из основных параметров микросхем следующие:

Uccmin Uccmax Icc0 ΔF Rвых Pвых Кг Ку,напр.
1468 ±10V ±45V 25mA 20Hz-20KHz 120W 0,08% 110dB
3571 ±10V ±40V 21mA 20Hz-20KHz 50W 0,06% 92dB
3572 ±10V ±45V 21mA 20Hz-20KHz 60W 0,08% 88dB
3573 ±10V ±50V 25mA 20Hz-20 KHz 60W 0,08% 88dB
8510 ±10V ±25V 20mA 20Hz-20KHz 50W 0,08% 113dB
8515 ±10V ±30V 20mA 20Hz-20 KHz 50W 0,08% 113dB
8520 ±12V ±50V 18mA 20Hz-20KHz 60W 0,08% 98dB
8530 ±12V ±50V 18mA 20Hz-20KHz 60W 0,08% 98dB
ОРА502 ±10V ±45V 40mA 20Hz-20KHz 60W 0,08% 103dB
ОРА511 ±10V ±45V 30mA 20Hz-20KHz 60W 0,06% 102dB
OPA512 ±10V ±45V 25mA 20Hz-20KHz 50W 0,06% 110dB
PA01 ±10V ±28V 20mA 20Hz-20KHz 50W 0,05% 113dB
PA07 ±12V ±50V 18mA 20Hz-20KHz 60W 0,06% 98dB
PA07A ±12V ±50V 18mA 20Hz-20KHz 60W 0,06% 98dB
РА10 ±10V ±45V 15inA 20Hz-20KHz 60W 0,05% 110dB
РА10А ±10V ±50V 15mA 20Hz-20KHz 60W 0,05% 110dB
РА12 ±10V ±45V 25mA 20Hz-20KHz 120W 0,8% 110dB
PA12A ±10V ±50V 25mA 20Hz-20KHz 120W 0,8% 110dB
РА73 ±10V ±30V 20mA 20Hz-20KHz 50W 0,8% 113dB

Микросхемы ОРА502, OPA511 и ОРА512 выпускаются в двух модификациях (с суффиксами ВМ и SM, например ОРА502ВМ и OPA502SM),которые имеют идентичные параметры и отличаются температурным диапазоном (-40°С-+85°С для ВМ и -55°C-+125°C для SM). В микросхемы встроена защита выхода от короткого замыкания в нагрузке, от повышения напряжения питания и термозащита (150°С). Для получения максимальной выходной мощности микросхемы необходимо установить на соответствующий теплоотвод (радиатор).

A1034, AN7108, CXA1005P, CXA1034P, KA22132

Интегральные микросхемы А1034 (NEC), AN7108 (Matsushita), СХА1005Р и СХА1034Р (Sony), KA22132 (Samsung) с идентичными схемами и параметрами выполнены в корпусах DIP с 16 выводами Представляют собой двухканальные усилители воспроизведения, корректоры тона и усилители мощности низкой частоты. Предназначены для использования в малогабаритных кассетных магнитофонах (плэйерах) высокого класса. Контуры частотной коррекции обеспечивают при воспроизведении АЧХ согласно стандарту NAB для магнитной ленты FeO. Микросхемы позволяют осуществлять электронную регулировку громкости посредством переменного резистора VOLUME. Основные параметры микросхем (выходные параметры для одного канала) следующие:

Uccmin Uccmax Icc0 ΔF Rвых Pвых Кг Ку,напр.
1,5 V 6 V 2 mA 15Hz-20KHz 32Ω (4,5V/32Ω) 0,1W 0,01% 68dB

В микросхемы встроена защита выхода от короткого замыкания в нагрузке и от повышения напряжения питания. Для получения максимальной выходной мощности нет необходимости в теплоотводе (радиаторе).

A2000V, A2005V, DBL1032-D, LM2005, TDA2004A, TDA2005S, TDA2005M,
μPC2005

Интегральные микросхемы A2000V и A2005V (RFT), DBL1032-D (GoldStar), LM2005 (National Semiconductor), TDA2004A,TDA2005S,TDA2005M(SGS-Thomson), μРС2005 (NEC) с идентичными схемами и различными параметрами выполнены в корпусах SIP1 с 11 выводами. Представляют собой двухканальные (стереофонические) усилители мощности низкой частоты и предназначены для использования в магнитофонах (в том числе автомобильных), электрофонах, другой аудиоаппаратуре среднего и высокого классов. Возможно так же подключение микросхем без использования положительной обратной связи, что позволяет применить меньшее количество навесных элементов. Для получения удвоенной выходной мощности на том же сопротивлении нагрузки, при том же напряжении питания, микросхемы можно подключать по мостовой схеме. Микросхема TDA2005M разработанна специально для использования в мостовой схеме. Некоторые из основных параметров микросхем (выходные параметры — для одного канала; для TDA2005M — в мостовой схеме) следующие:

Uccmin Uccmax Icc0 ΔF Rвых Pвых Кг Ку,напр.
A2000V 4V 18V 30mA 40Hz-20KHz 6,25W 0,25% 84dB
A2005V 4V 18V 75mA 40Hz-20KHz 6,5W 0,22% 85dB
DBL1032-D 8V 18V 65mA 35Hz-20KHz 10W 0,2% 90dB
LM2005 8V 18V 65mA 35Hz-20KHz 10W 0,2% 90dB
TDA2004A 8V 18V 65mA 35Hz-20KHz 10W 0,2% 90dB
TDA2005S 8V 18V 65mA 40Hz-20KHz 10W 0,2% 90dB
TDA2005M 8V 18V 75mA 35Hz-20KHz 3,2Ω 22W 1% 50dB
μРС2005 8V 18V 65mA 40Hz-20KHz 9,5W 0,2% 90dB

В микросхемы встроена защита выхода от короткого замыкания в нагрузке, от повышения напряжения питания и термозащита (145 С) Для получения максимальной выходной мощности микросхемы необходимоустановить на теплоотвод (радиатор)

A2030H, A2030V, K174УH19, L165, LM1875, 0PA544, TDA2006H, TDA2006V, TDA2030H, TDA2030V, TDA2030AH, TDA2030AV, TDA2040H, TDA2040V.ТDА2050Н,
ТDА2050V,ТDА2051Н,ТDА2051V,μРС1238
Интегральные микросхемы А2030Н и A2030V (RFT), К174УН19 (СНГ),LM1875 (National Semiconductor),L165, TDA2006H, TDA2006V,TDA2030H,TDA2030V, TDA2030AH, TDA2030AV, TDA2040H, TDA2040V, TDA2050H,TDA2050V,TDA2051H и TDA2051V(SGS-Thomson„ OPA544 (Burr-Brown),(μРС1238 (NEC) с идентичными схемами и различными параметрами выполнены в корпусах ТО-220 с 5 выводами сформованными в два ряда, параллельно плоскости корпуса. У микросхем с суффиксом V выводы согнуты перпендикулярно плоскости корпуса.

Представляют собой усилители мощности низкой частоты и предназначены для использования в магнитофонах, электрофонах, другой аудиоаппаратуре среднего и высокого классов с двухполярным питанием. Диоды D1 и D2 защищают выходные транзисторы микросхем от бросков обратного напряжения, индуцированного холостым обратным ходом катушки громкоговорителя. Возможно так же подключение микросхем в схеме с однополярным питанием. Для получения удвоенной выходной мощности на том же сопротивлении нагрузки, при том же напряжении питания, микросхемы можно подключать по мостовой схеме. Некоторые из основных параметров микросхем следующие:

Ucmin Uccmax Icc0 ΔF Rвых Pвых Кг Ку
А2030Н ±6V ±18V 60mA 30Hz-20KHz 16W 0,1% 84dB
A2030V ±6V ±18V 60mA 30Hz-20KHz 16W 0,25% 84dB
К174УН19 ±6V +18V 56mA 30Hz-20KHz 15W 0,1% 84dB
L165 ±6V ±18V 60mA 30Hz-20KHz 12W 0,1% 80dB
LM1875 ±6V ±18V 60mA 30Hz-20KHz 16W 0,1% 84dB
ОРА544 ±10V +35V 24mA 20Hz-140KHz 30W 0,05% 90dB
TDA2006H ±6V ±15V 40mA 20Hz-20KHz 12W 0,2% 75dB
TDA2006V ±6V ±15V 40mA 20Hz-20KHz 12W 0,2% 75dB
TDA2030H ±6V ±18V 40mA 10Hz-20KHz 18W 0,2% 90dB
TDA2030V ±6V ±18V 40mA 10Hz-20KHz 18W 0,2% 90dB
TDA2030AH ±6V ±22V 50mA- 40Hz-20KHz 18W 0,2% 80dB
TDA2030AV ±6V ±22V 50mA 40Hz-20KHz 18W 0,2% 80dB
TDA2040H ±2,5V ±20V 45mA 40Hz-20KHz 2ZW 0,5% 80dB
TDA2040V ±2,5V ±20V 45mA 40Hz-20KHz 22W 0,5% 80dB
TDA2050H ±2,5V ±25V 55mA 40Hz-20KHz 35W 0,5% 80dB
TDA2050V ±2,5V ±25V 55mA 40Hz-20KHz 35W 0,5% 80dB
TDA2050H ±2,5V ±25V 55mA 40Hz-20KHz 40W 0,5% 80dB
TDA2050V ±2,5V ±25V 55mA 40Hz-20KHz 40W 0,5% 80dB
μРС1238 ±6V ±28V 60mA 30Hz-20KHz 16W 0,1% 84dB

В микросхемы встроена защита выхода от короткого замыкания в нагрузке и термозащита (150°С). Для получения максимальной выходной мощности микросхемы необходимо установить на теплоотвод (радиатор).

AN272

Интегральная микросхема AN272 фирмы Matsushita выполнена в корпусе SIP2 с 10 выводами и представляет собой усилитель мощности низкой частоты. Предназначена для использования в магнитофонах, электрофонах, телевизионных и радиоприемниках, другой аудиоаппаратуре среднего класса с двухполярным питанием. Некоторые из основных параметров микросхемы следующие: Uccmin ±8 V Uccmax ±17 V Pвых(±10V/8n) 5 W Icc0(Uвх=0) 20 mA Rвх 180KΩ Ку,напр. 80dB ΔF 40Hz-18KHz Кг(Pвых=0,5W,f=1KHz) 0,13% Rвыхnom 8Ω В микросхему встроена защита выхода от короткого замыкания в нагрузке. Для получения максимальной выходной мощности микросхему необходимо установить на теплоотвод (радиатор).

AN274, AN374, AN374P

Интегральные микросхемы AN274, AN374 и AN374P фирмы Matsushita выполнены в корпусах ТО-100 с 10 выводами(AN274 и AN374) и SIL с 7 выводами (AN374P). Представляют собой усилители мощности низкой частоты и предназначены для использования в магнитофонах, электрофонах, телевизорах и радиоприемниках, другой аудиоаппаратуре низкого класса. Микросхемы AN374, и AN374P идентичны по параметрам отличаются цоколевкой. Типовая схема подключения (для AN274 и AN374)приведена на рисунке 1, для AN374 — на рисунке 2.

Некоторые из основных параметров микросхем следующие:

AN274 AN374
Uccmin 6V 6V
Uccmax 16 V 16 V
Pвых(10V/8Ω) 1,3 W 1 W
Icc0(Uвх=0) 8 mA 8 mA
Rвх 150КΩ 150КΩ
Ку,напр. 72dB 72dB
ΔF 50Hz-17KHz 50Hz-17KHz
Кг(Pвых=0,lW,f=lKHz) 0,1% 0,15%
Rвыхnom

В микросхемах отсутствует защита выхода от короткого замыкания в нагрузке. Для получения максимальной выходной мощности микросхемы нет необходимости устанавливать на теплоотвод (радиатор).

AN313

Интегральная микросхема AN313 фирмы Matsushita выполнена в корпусе TABS6 с 16 выводами и представляет собой двухканальный (стерео)усилитель мощности низкойчастоты. Предназначена дляиспользования в магнитофонах, электрофонах, телевизионных и радиоприемниках, другой аудиоаппаратуре среднего класса. Некоторые из основных параметров микросхемы (выходные параметры для одного канала) следующие: Uccmin 12 V Uccmax 20 V Pвых(16V/8Ω) 3 W Icc0(Uвх.=0) 40 mA Rвх. 150KΩ Ку,напр. 76dB ΔF 40Hz-18KHz Кг(Pвых=0,2W, f=lKHz) 0,15% Rвыхnom 8Ω

В микросхему встроена защита выхода от короткого замыкания в нагрузке. Для получения максимальной выходной мощности микросхему необходимо установить на теплоотвод (радиатор).

AN315

Интегральная микросхема AN315 фирмы Matsushita выполнена в корпусе SIP2 с ll выводами и представляет собой усилитель мощности низкой частоты. Предназначена для использования в магнитофонах, электрофонах, телевизионных и радиоприемниках, другой аудиоаппаратуре среднего класса. Некоторые из основных параметров микросхемы следующие: Uccmin 9 V Uccmax 18 V Pвых(13V/4Ω) 5,5 W Icc0(Uвх=0) 28 mA Rвх 120КΩ Ку,напр. 76dB ΔF 40Hz-18KHz Кг(Pвых==0,5W, f=lKHz) 0,1% Rвыхnom 4Ω

В микросхему встроена защита выхода от короткого «замыкания в нагрузке. Для получения максимальной выходной мощности микросхему необходимо установить на теплоотвод (радиатор).

AN7102S

Интегральная микросхема AN7102S (Matsushita) выполнена в корпусеDIP с 16 выводами и представляет собой двухканальный усилитель воспроизведения, корректор тона и усилитель мощности низкой частоты. Предназначена для использования в малогабаритных кассетных магнитофонах (плэйерах) высокого класса. Контуры частотной коррекции обеспечивают при воспроизведении АЧХ согласно стандарту NAB для магнитной ленты FeO. Основные параметры микросхемы (выходные параметры для одного канала) следующие: Uccmin 1,5 V Uccmax 4,5 V Pвых(3V/32Ω) 75 mW Icc0(Uвх=0) 2 mA Ку,напр. 68dB ΔF 15Hz-20KHz Uвхmax 10 mV Кг(Pвых=1mW, f=1KHz) 0,01% Uвх0 14mV Rвыхnom 32Ω

В микросхему встроена защита выхода от короткого замыкания в нагрузке и от повышения напряжения питания. Для получения максимальной выходной мощности нет необходимости в теплоотводе (радиаторе).

AN7106K

Интегральная микросхема AN7106K (Matsushita) выполнена в корпусе DIP с 24 выводами и представляет собой двухканальный усилитель воспроизведения, корректор тона и усилитель мощности низкой частоты. Предназначена для использования в малогабаритных кассетных магнитофонах (плэйерах) высокого класса. Контуры частотной коррекции обеспечивают при воспроизведении АЧХ согласно стандарту NAB для магнитной ленты FeO. Основные параметры микросхемы (выходные параметры для одного канала) следующие: Uccmin 1,5 V Uccmax 4,5 V Pвых(3V/32Ω) 140 mW Icc0(Uвх=0) 6 mA Ку,напр. 62dB ΔF 15Hz-20KHz Uвхmax 10 mV Кг(Pвых=10mW, f=1KHz) 0,01% Uвх0 10mV Rвыхnom 32Ω

В микросхему встроена защита выхода от короткого замыкания в нагрузке и от повышения напряжения питания. Для получения максимальной выходной мощности нет необходимости в теплоотводе (радиаторе).

AN7112, КА2212, LA4140, ТА7313АР

Интегральные микросхемы AN7112 (Matsushita),КА2212 (Samsung), LA4140(Sanyo) и ТА7313АР (Toshiba) с идентичными схемами и параметрами выполнены в корпусах SIL с 9 выводами. Представляют собой усилители мощности низкой частоты и предназначены для использования в кассетных магнитофонах, телевизионных и радиоприемниках, другой аудиоаппаратуре низкого класса. Основные параметры микросхем следующие: Uccmin 4 V Uccmax 14 V Pвых(9V/l6Ω) 0,5 W Icc0(Uвх=0) 12 mA Ку,напр. 62dB ΔF 40Hz-18KHz Кг(Pвых=20mW, f=lKHz) 0,1% Rвыхnom 8Ω

В микросхемы встроена защита выхода от короткого замыкания в нагрузке. Для получения максимальной выходной мощности нет необходимости в теплоотводе(радиаторе).

AN7116

Интегральная микросхема AN7116 фирмы Matsushita выполнена в корпусе SIL с 9 выводамии представляет собой усилитель мощности низкой частоты. Предназначена для использования вмагнитофонах, электрофонах, телевизионных и радиоприемниках, другойаудиоаппаратуре низкого класса. Некоторые из основных параметров микросхемы следующие: Uccmin 3 V Uccmax 9 V Pвых(6V/4Ω) 0,77 W Icc0(Uвх=0) 13 mA Rвх 100KΩ Ку,напр. 42dB ΔF 40Hz-17KHz Кг(Pвых=0,lW, f=lKHz) 0,2% Rвыхnom 4Ω

В микросхему встроена защита выхода от короткого замыкания в нагрузке. Для получения максимальной выходной мощности нет необходимости в теплоотводе (радиаторе).

AN7117

Интегральная микросхема AN7117 фирмы Matsushita выполнена в корпусе SIL с 9 выводами и представляет собой усилитель мощности низкой частоты. Предназначена для использования вмагнитофонах, электрофонах, телевизионных и радиоприемниках, другой аудиоаппаратуре низкого класса. Некоторый из основных параметров микросхемы следующие: Uccmin 3 V Uccmax 9 V Pвых(9V/4Ω) 0,66 W Icc0(Uвх=0) 8 mA Rвых 150КΩ Ку,напр. 66dB ΔF 40Hz-17KHz Кг(Pвых=0,lW, f=lKHz) 0,15% Rвыхnom 4Ω

В микросхему встроена защита выхода от короткого замыкания в нагрузке. Для получения максимальной выходной мощности нет необходимости в теплоотводе (радиаторе).

AN7118, AN7118S

Интегральные микросхемы AN7118 и AN7118S фирмы Matsushita выполнены в корпусах DIP с 16 выводами (AN7118) и mini-DIP с 18 выводами (AN7118S) и представляют собой двухканальные (стерео) усилители мощности низкой частоты с идентичными параметрами и схемами, но различными цоколевками. Предназначены для использования в кассетных магнитофонах низкого класса с батарейным питанием. Типовая схема подключения для AN7118 приведена на рис.1, для AN7118S- на рис.2.Некоторые из основных параметров микросхем (выходные параметры для одного канала) следующие: Uccmin 1,5 V Uccmax 4,5 V Pвых(3V/4Ω) 0,13 W Icc0(Uвх=0) 8 mA Rвыхn 120КΩ Ку,напр. 66dB ΔF 30Hz-18KHz Кг(Pвых=0,01W, f=lKHz) 0,2% Rвыхnom 4Ω

В микросхемы встроена защита выхода от короткого замыкания в нагрузке. Для получения максимальной выходной мощности нет необходимости в теплоотводе (радиаторе).

AN7120

Интегральная микросхема AN7120 фирмы Matsushita выполнена в корпусе TABS5 с 14 выводами и представляет собой усилитель мощности низкой частоты. Предназначена для использования в магнитофонах, электрофонах, телевизионных и радиоприемниках, другой аудиоаппаратуре среднего класса. Некоторые из основных параметров микросхемы следующие: Uccmin 6 V Uccmax 18 VPвых(9V/4Ω) 2,1 W Icc0(Uвх=0) 27 mA Rвх 150KΩ Ку,напр. 66dB ΔF 40Hz-18KHz Кг(Pвых=0,5W, f=lKHz) 0,5% Rвыхnom 4Ω

В микросхему встроена защита выхода от короткого замыкания в нагрузке. Для получения максимальной выходной мощности микросхему необходимо установить на теплоотвод (радиатор).

AN7133

Интегральная микросхема AN7133 фирмы Matsushita выполнена вкорпусе SDIP с 24 выводами и представляет собой двухканальный (стереофонический) усилитель мощности низкой частоты. Предназначена для использования в магнитофонах, электрофонах, телевизионных и радиоприемниках, другой аудиоаппаратуре среднего класса. В микросхему встроена защита выхода от короткого замыкания в нагрузке. Для получения максимальной выходной мощности микросхему необходимо установить на теплоотвод (радиатор). Некоторые из основных параметров микросхемы(выходные параметры для одного канала) следующие: Uccmin 10 V Uccmax 20 V Pвыхmax 2,1 W Icc0(Uвх=0) 22 mARвыхn 120KΩ Ку,напр. 68dB ΔF 30Hz-18KHz Кг(Pвых=0,2W, f=lKHz) 0,15% Rвыхnom 4Ω

AN7139, AN7143, AN7147, AN7148, AN7149N, AN7168, AN7169, AN7176, AN7178, HA1377, HA1377A, HA1398, HA13108, K1075УH1, M5160L, M51601L

Интегральные микросхемы AN7139,AN7143,AN7147,AN7148,AN7149N,AN7168, AN7169,AN7176,AN7178 (Matsushita),HA1377,HA1377A,HA1398,HA13108 (Hitachi), К1075УН1(СНГ), M5160L и M51601L (Mitsubhishi) выполнены в корпусах SIP1 с 12 выводами и представляют собой двухканальные (стереофонические) усилители мощности низкой частоты с идентичными схемами (цоколевками) и различными параметрами. Предназначены для использования в магнитофонах, электрофонах, телевизионных ирадиоприемниках, другой аудиоаппаратуре среднего и высокого классов. Некоторые из основных параметров микросхем (выходные параметры для одного канала) следующие:

Uccmin Uccmax Icc0 ΔF Rвых Pвых Кг Ку,напр.
AN7139 9V 24V 30mA 40Hz-20KHz 3.5W 0,2% 62dB
AN7143 4,3V 24V 30mA 40Hz-20KHz 2W 0,2% 62dB
AN7147 8V 24V ЗОтА 40Hz-20KHz ЗΩ 5,8W 0,2% 62dB
AN7148 9V 24V 30mA 40Hz-20KHz 3,5W 0,2% 62dB
AN7149N 9V 24V 30mA 40Hz-20KHz 3,5W 0,2% 62dB
AN7168 8V 24V 30mA 40Hz-20KHz 5,7W 0,2% 62dB
AN7169 12V 24V 30mA 40Hz-20KHz 5,8W 0,2% 62dB
AN7176 12V 24V 30mA 40Hz-20KHz 7,5W 0,2% 62dB
AN7178 9V 24V 30mA 40Hz-20KHz 2,8W 0,2% 62dB
НА1377 8V 18V 30mA 40Hz-20KHz 5,8W 0,2% 62dB
НА1377А 8V 18V 30mA 40Hz-20KHz 7W 0,2% 62dB
НА1398 8V 18V 30mA 40Hz-20KHz 5,8W 0,2% 62dB
НА13108 9V 18V 30mA 40Hz-20KHz 5,5W 0,2% 62dB
К1075УН1 9V 18V 50mA 40Hz-20KHz 3,5W 0,23% 42dB
M5160L 12V 30V 40mA 30Hz-20KHz 7,5W 0,2% 62dB
M51601L 5V 18V 25mA 30Hz-20KHz 4,5W 0,2% 62dB

В микросхемы встроена защита выхода от короткого замыкания в нагрузке, от повышения напряжения питания и термозащита. Для получения максимальной выходной мощности микросхемы необходимо установить на теплоотвод (радиатор).

На главную

Радио для всех ©
Научно-популярный образовательный ресурс

↑ Недостатки схемы и пути ее усовершенствования

Основными недостатками схемы Лина в классическом исполнении являются недостаточный коэффициент усиления без отрицательной обратной связи при оставляющих желать лучшего значениях полосы пропускания и скорости нарастания выходного напряжения. Хотя гармонические искажения на частоте 1 кГц и не превышают одного процента, выше частоты 1 кГц значение искажений увеличиваются в четыре раза на каждую октаву прироста частоты сигнала. Интермодуляционные искажения оказываются в три раза выше нелинейных, поэтому данная схема демонстрирует лишь самый начальный уровень качественного звука, нуждаясь в доработках. В дальнейшем эта типовая схема УМЗЧ подвергалась множеству усовершенствований, касающихся всех узлов: дифференциального каскада, усилителя напряжения и выходного каскада.
Существенного улучшения характеристик дифференциального каскада удается добиться заменой резистивного квазигенератора тока (R4) транзисторным. Примерно на порядок повышаются стабильность, быстродействие, усиление, подавление синфазного сигнала и помех по цепям питания. Следующим шагом повышения линейности и динамических характеристик входного дифференциального каскада является использование отражателей тока и токовых зеркал в коллекторной нагрузке (вместо резисторов R2, R3). По существу, токовое зеркало уравновешивает две несимметричные цепи прохождения тока, обеспечивая значительное улучшение линейности и повышая подавление синфазного сигнала, а также коэффициент ослабления пульсаций.

Замена резистивной нагрузки (R10, R11) в каскаде усиления напряжения VT3 транзисторным генератором стабильного тока дает такой же порядок улучшения характеристик, как в дифференциальном каскаде. Для увеличения коэффициента усиления на постоянном токе используется схемотехнический прием – буферный эмиттерный повторитель; для увеличения частоты основного полюса – каскодная схема. Увеличения глубины общей обратной связи в звуковом диапазоне частот без повышения частоты среза всего усилителя добиваются двухполюсной коррекцией в каскаде усиления напряжения. Выходной каскад (рис. 1) работает в классе АВ и выполнен на тройках транзисторов по квазикомплементарной схеме. Применение тройки транзисторов вместо желательной двойки вызвано в первую очередь малыми значениями коэффициентов передачи транзисторов при невысоком сопротивлении нагрузки (акустической системы, Rн=4 Ом).

Улучшения работы выходного каскада добиваются применением специально разработанной для целей звуковоспроизведения элементной базы:

— комплементарных транзисторов (например,
2SC3281/2SA1302
фирмы Toshiba), мощных комплементарных многоэмиттерных транзисторов (аббревиатура LAPT,
2SC3284/2SA1303
фирмы Sanken); — мощных биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT, например,
GT20D201/GT20D101
фирмы Toshiba); — полевых транзисторов (
2SK1058/2SJ162
) и других полупроводниковых приборов.

Важным усовершенствованием можно считать выпуск интегральных схем усилителей мощности звуковой частоты, который существенно упростил применение при характеристиках, сравнимых с параметрами устройств на дискретных компонентах. В качестве примера на рис. 2 изображена упрощенная схема интегрального усилителя мощности TDA2050

компании
STMicroelectronics
[2]. Подобную схему имеют усилители мощности
TDA2006, TDA2030, TDA2040
и другие [3-7].


Рис. 2. Функциональная схема интегрального усилителя мощности звуковой частоты TDA2050

Для повышения входного сопротивления дифференциальный каскад (ДК) выполнен на составных эмиттерных повторителях VT4, VT5 и VT9,VT10. Оптимальный выбор режима работы по постоянному току и применение p-n-p транзисторов, имеющих меньшее объемное сопротивление базы по сравнению с транзисторами противоположной структуры, позволило получить незначительный уровень шума (типовое напряжение шумов, приведенное к входу, в диапазоне частот от 22 Гц до 22 кГц составляет не более 5 мкВ).

В коллекторной нагрузке ДК установлено токовое зеркало VT7, VT8, в цепи эмиттеров включен источник тока VT6. Каскад усиления напряжения также выполнен по составной схеме на транзисторах VT11, VT13, что позволило получить высокий коэффициент усиления без обратной связи, более 80 дБ. Конденсатор С2 осуществляет однополюсную частотную коррекцию. Для увеличения запаса по фазе каскад усиления напряжения и выходной каскад охвачены еще одной цепью частотной коррекции через конденсатор С1 (так называемая инклюзивная частотная коррекция).

Выходной каскад микросхемы (VT18, VT20 и VT15, VT16, VT21) выполнен по квазикомплементарной схеме, характерной для усилительной техники семидесятых годов прошлого столетия. Инклюзивная частотная коррекция помогает выровнять фазовые характеристики несимметричных плеч выходного каскада, в результате чего получен приемлемый баланс между технологичностью изготовления микросхемы (читай: ценой) и реализованными достаточно высокими техническими характеристиками.

↑ Интегральные схемы TDA2006, TDA2030, TDA2040, TDA2050, LM1875

Все указанные в заголовке микросхемы располагаются в удобном корпусе ТО220, имеющем пять выводов и отверстие для крепления к радиатору. Схема подключения внешних элементов дана на рис. 3, в табл. 1 приведены значения элементов и технические характеристики УМЗЧ.


Рис. 3. Базовая схема включения одноканальных интегральных схем усилителей мощности звуковой частоты

Таблица 1:

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 4 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Для любых предложений по сайту: [email protected]