Дослідницька робота підсилювача на схемі tda7294. Мікросхема підсилювача TDA7294: опис, dataheet і приклади використання. Блок керування режимами очікування та приглушення
Мікросхема TDA7294, що представляє інтегральний підсилювач низької частоти, дуже популярний серед електронників, як початківців, так і професіоналів. У мережі повно різних відгуків про цю мікросхему. Вирішив і я зібрати підсилювач на ній. Схему я взяв із даташита.
Харчується ця "мікруха" двополярним харчуванням. Для новачків поясню, що мало мати “плюс” і “мінус”.
Потрібне джерело з плюсовим висновком, мінусовим висновком та загальним. Наприклад, щодо загального дроту має бути плюс 30 Вольт, а в іншому плечі мінус 30 Вольт.
Підсилювач TDA7294 досить потужний. Максимальна паспортна потужність 100 Вт, але це з нелінійними спотвореннями в 10% та при максимальній напрузі (залежно від опору навантаження). Надійно можна знімати 70Вт. Таким чином, на свій день народження я прослуховував дві паралельно з'єднані колонки "Радіотехніка S30" на одному каналі TDA 7294. Весь вечір і половину ночі колонки звучали, іноді вводячи їх у перевантаження. Але підсилювач спокійно витримав, хоч і часом перегрівався (через погане охолодження).
Основні характеристикиTDA7294
Напруга, що подається +-10В…+-40В
Піковий вихідний струм до 10А
Робоча температура кристала до 150 градусів.
Вихідна потужність при d=0.5%:
При +-35В та R=8Ом 70Вт
При +-31В та R=6Ом 70Вт
При +-27В та R=4Ом 70Вт
При d=10% і підвищеній напрузі (дивіться) можна досягти і 100Вт, але це будуть брудні 100Вт.
Схема підсилювача на ТДА7294
Наведену схему взято з паспорта, всі номінали збережені. При правильному монтажі та правильно вибраних номіналів елементів підсилювач запускається з першого разу і не вимагає жодних налаштувань.
Елементи підсилювача
Номінали всіх елементів на схемі. Потужність резисторів 0,25 Вт.
Саму "мікруху" слід встановити на радіатор. Якщо радіатор стикається з іншими металевими елементами корпусу, або радіатором є сам корпус, необхідно встановити діелектричну прокладку між радіатором і корпусом TDA7294.
Прокладка може бути силіконова чи слюдяна.
Площа радіатора має становити не менше 500 кв.см., чим більше, тим краще.
Спочатку я збирав два канали підсилювача, тому що джерело живлення дозволяв, але я не правильно підібрав корпус і обидва канали просто не влізли в корпус за габаритами. Намагався я зменшити друковану плату, але нічого не вийшло.
Після повного складання підсилювача я зрозумів, що корпусу не достатньо для охолодження та одного каналу підсилювача. Корпус у мене був радіатором. Коротше кажучи, розкотив губу на два канали.
При прослуховуванні мого пристрою на повну гучність кристал починав перегріватися, але я зменшував рівень гучності і продовжував тестувати. У підсумку, до півночі слухав я музику на помірній гучності, періодично вганяючи підсилювач у перегрів. Підсилювач на ТДА7294 виявився дуже надійним.
РежимSTAND- BY TDA7294
Якщо на 9 ногу подати 3,5В і більше, то мікросхема виходить з режиму сну, якщо подати менше 1,5В, то увійде в сплячий режим.
Для того, щоб пристрій вивести з режиму сну, потрібно 9 ногу через резистор 22 кОм підключити до плюсового виведення (джерела двополярного живлення).
А якщо 9 ногу через той же резистор підключити до виведення GND (джерела двополярного живлення), пристрій увійде в сплячий режим.
Друкована плата, що знаходиться під статтею, розведена так, що нога 9 через резистор 22 ком з'єднана доріжкою з плюсовим виведенням джерела живлення. Отже, при включенні джерела живлення підсилювач відразу ж починає працювати не в сплячому режимі.
РежимMUTE TDA7294
Якщо на ногу 10 TDA7294 подати 3,5В і більше, то пристрій вийде з режиму приглушення. Якщо подати менше 1,5В, то пристрій увійде в режим приглушення.
Фактично це робиться так: через резистор 10 кОм 10 ногу мікросхеми підключаємо до плюсу двополярного джерела живлення. Підсилювач "заспіває", тобто не буде приглушений. На друкованій платі, яка прикріплена до статті, так зроблено за допомогою доріжки. При подачі харчування на підсилювач, він одразу починає співати, без жодних перемичок та тумблерів.
Якщо через резистор 10 кОм 10 ногу ТДА7294 з'єднати з виведенням GND джерела живлення, то наш “усилок” увійде до режиму приглушення.
Джерело живлення.
Джерелом напруги для пристрою послужив зібраний, який себе показав дуже добре. При прослуховуванні одного каналу теплі ключі. Так само теплі та діоди Шоттки, хоч і не встановлені на них радіатори. ІІП без захисту та софтстарту.
Схему цього ІІП багато хто критикує, але вона дуже проста у збірці. Працює вона надійно, без плавного включення. Ця схема дуже підходить електронникам-початківцям через свою простату.
Корпус.
Корпус купили.
Автор статті: Новик П.Є.
Вступ
Конструювання підсилювача завжди було завданням непростим. На щастя, останнім часом з'явилося багато інтегрованих рішень, що полегшує життя конструкторам-аматорам. Я теж не став собі ускладнювати завдання і вибрав найбільш простий, якісний, з малою кількістю деталей, що не потребує налаштування і підсилювач, що стабільно працює, на мікросхемі TDA7294 від SGS-THOMSON MICROELECTRONICS. Останнім часом в інтернеті поширилися претензії до цієї мікросхеми, які виражалися приблизно в наступному: "мимоволі збуджується, при неправильній розводці; горить, з будь-якого приводу, і т.д.". Нічого подібного. Спалити її можна лише неправильним включенням чи замиканням, а випадків збудження був помічено жодного разу, і у мене. Крім того, вона має внутрішній захист від короткого замикання в навантаженні та захист від перегріву. Також в ній реалізовано функцію приглушення (використовується для запобігання клацанням при включенні) та функцію режиму очікування (коли немає сигналу). Ця ІМС є УНЧ класу АВ. Однією з основних особливостей цієї мікросхеми є застосування польових транзисторів у попередніх та вихідних каскадах посилення. До її переваг відносяться велика вихідна потужність (до 100 Вт на навантаженні опором 4 Ом), можливість роботи в широкому діапазоні напруги живлення, високі технічні характеристики (малі спотворення, низький рівень шуму, широкий діапазон робочих частот і т.д.), мінімум необхідних зовнішніх компонентів та невелика вартість
Основні характеристики TDA7294:
Параметр |
Умови |
Мінімум |
Типове | Максимум | Одиниці |
| Напруга живлення | ±10 | ±40 | У | ||
| Діапазон відтворюваних частот | сигнал 3db Вихідна потужність 1Вт |
20-20000 | Гц | ||
| Довготривала вихідна потужність (RMS) | коеф-т гармонік 0,5%: Uп = ± 35 В, Rн = 8 Ом Uп = ± 31 В, Rн = 6 Ом Uп = ± 27 В, Rн = 4 Ом |
60 60 60 |
70 70 70 |
Вт | |
| Пікова музична вихідна потужність (RMS) тривалість 1 сек. | коеф-т гармонік 10%: Uп = ± 38 В, Rн = 8 Ом Uп = ± 33 В, Rн = 6 Ом Uп = ± 29, Rн = 4 Ом |
100 100 100 |
Вт | ||
| Загальні гармонічні спотворення | Po = 5Вт; 1кГц Po = 0,1-50Вт; 20-20000Гц |
0,005 |
0,1 |
% | |
| Uп = ± 27 В, Rн = 4 Ом: Po = 5Вт; 1кГц Po = 0,1-50Вт; 20-20000Гц |
0,01 |
% | |||
| Температура спрацьовування захисту | 145 | 0 C | |||
| Струм у режимі спокою | 20 | 30 | 60 | мА | |
| Вхідний опір | 100 | кому | |||
| Коефіцієнт посилення за напругою | 24 | 30 | 40 | дБ | |
| Пікове значення вихідного струму | 10 | А | |||
| Робочий діапазон температур | 0 | 70 | 0 C | ||
| Термоопір корпусу | 1,5 | 0 C/Вт | |||
(PDF формат).
Схем включення цієї мікросхеми досить багато, розгляну найпростішу:
Типова схема включення:
Список елементів:
| Позиція | Найменування | Тип | Кількість |
| З 1 | 0,47 мкФ | К73-17 | 1 |
| С2, С4, С5, С10 | 22 мкФ х 50 B | К50-35 | 4 |
| С3 | 100 пФ | 1 | |
| C6, С7 | 220 мкФ х 50 B | К50-35 | 2 |
| C8, С9 | 0,1 мкФ | К73-17 | 2 |
| DA1 | TDA7294 | 1 | |
| R1 | 680 Ом | МЛТ-0,25 | 1 |
| R2…R4 | 22 ком | МЛТ-0,25 | 3 |
| R5 | 10 ком | МЛТ-0,25 | 1 |
| R6 | 47 ком | МЛТ-0,25 | 1 |
| R7 | 15 ком | МЛТ-0,25 | 1 |
Мікросхему необхідно встановити на радіатор площею >600 см2. Будьте уважні, на корпусі мікросхеми не загальний, а мінус живлення! При встановленні мікросхеми на радіатор краще використовувати термопасту. Бажано прокласти між мікросхемою та радіатором діелектрик (слюду, наприклад). Вперше я не надав цьому значення, подумав, а з якого такого переляку я замикатиму радіатор на корпус, але в процесі налагодження конструкції, пінцет, що ненароком впав зі столу, замкнув саме радіатор на корпус. Вибух був класним! Мікросхеми просто рознесло на шматки! Загалом відбувся легким переляком і 10 $ :). На платі з підсилювачем бажано також поставити на живлення потужні електроліти 10000мк х 50в, щоб при піках потужності дроту від блоку живлення не давали напруги провали. Взагалі, чим більша ємність конденсаторів на харчуванні - тим краще, як то кажуть "кашу олією не зіпсуєш". Конденсатор C3 можна забрати (або не ставити), я так і зробив. Як з'ясувалося, саме через нього при включенні перед підсилювачем регулятора гучності (простого змінного резистора) виходив RC ланцюжок, який при збільшенні гучності косив високі частоти, а взагалі він потрібен щоб запобігати збудженню підсилювача при подачі на вхід ультразвуку. Замість C6, C7 я поставив на платі 10000мк х 50в, С8, С9 можна ставити будь-якого близького номіналу - це фільтри живлення, вони можуть стояти в блоці живлення, а можна припаяти їх навісним монтажем, що я і зробив.
Плата:
Я особисто не дуже люблю використовувати готові плати, з однієї простої причини - важко знайти такі самі за розміром елементи. Але в підсилювачі розведення може сильно впливати на якість звуку, тому Вам вирішувати, яку плату вибрати. Оскільки я збирав підсилювач одразу на 5-6 каналів, відповідно плата одразу на 3 канали:
У векторному форматі (Corel Draw 12)
Блок живлення підсилювача, фільтр НЧ та ін.
Блок живлення
Чомусь блок живлення підсилювача викликає багато питань. Насправді, саме тут все досить просто. Трансформатор, діодний міст та конденсатори - це основні елементи блоку живлення. Цього достатньо для збирання найпростішого блоку живлення.
Для живлення підсилювача потужності стабілізація напруги не має значення, а важливі ємності конденсаторів по живленню, чим більше - тим краще. Важливою є також товщина проводів від блока живлення до підсилювача.
Мій блок живлення реалізований за наступною схемою:
Живлення +-15В призначене для живлення операційних підсилювачів у попередніх каскадах підсилювача. Можна обійтися без додаткових обмоток і діодних мостів, запитавши модуль стабілізації від 40В, але стабілізатору доведеться гасити великий перепад напруги, що призведе до значного нагрівання мікросхем стабілізаторів. Мікросхеми стабілізаторів 7805/7905 – імпортні аналоги наших КРЕН.
Можливі варіації блоків А1 та А2:
Блок A1 – фільтр для придушення перешкод живлення.
Блок А2 - блок стабілізованої напруги +-15В. Перший альтернативний варіант - простий у реалізації, для живлення слаботочних джерел, другий - якісний стабілізатор, але вимагає точного підбору комплектуючих (резисторів), інакше отримаєте перекіс плечей "+" і "-", що дасть потім перекіс нуля на операційних підсилювачах.
Трансформатор
Трансформатор блоку живлення для стерео підсилювача на 100Ват повинен бути приблизно 200Ват. Оскільки я робив підсилювач на 5 каналів, мені знадобився більш потужний трансформатор. Але мені не треба було викачувати всі 100Ват, та й усі канали не можуть одночасно відбирати потужність. Мені попався на ринку трансформатор TESLA (нижче на фото) ват так на 250 - 4 обмотки дротом 1,5 мм по 17В і 4 обмотки по 6,3В. Поєднавши їх послідовно я отримав потрібну напругу, правда довелося трохи відмотати дві обмотки на 17В, щоб отримати сумарну напругу двох обмоток ~27-30В, оскільки обмотки були зверху - особливої праці це не склало.
Відмінна річ – тороїдальний трансформатор, такі використовуються для живлення галогенок у світильниках, на ринках та магазинах їх повно. Якщо конструктивно два таких трансформатора покласти один на інший - випромінювання буде взаємно компенсуватися, що зменшить наведення на підсилювачі елементи. Погано те, що вони мають одну обмотку на 12В. У нас на радіоринку можна зробити такий трансформатор на замовлення, але це задоволення буде пристойно. В принципі, можна купити 2 трансформатори на 100-150Ват і перемотати вторинні обмотки, кількість витків вторинної обмотки треба буде збільшити приблизно в 2-2,4 рази.
Діоди / діодні мости
Можна купити імпортні діодні збирання зі струмом 8-12А, це значно спрощує конструкцію. Я використовував імпульсні діоди КД 213, причому робив окремо мостом на кожне плече, щоб дати запас по струму для діодів. При включенні відбувається заряд потужних конденсаторів, кидок струму при цьому дуже суттєвий, при напрузі 40 В і ємності 10000 мкФ струм зарядки такого конденсатора становить ~10 А відповідно по двох плечах 20А. При цьому трансформатор та випрямні діоди короткочасно працюють у режимі короткого замикання. Пробій діодів по струму дасть неприємні наслідки. Діоди були встановлені на радіатори, але я не виявив нагрівання самих діодів – радіатори були холодні. Для усунення перешкод з харчування, рекомендують паралельно кожному діоду в мосту, встановлювати конденсатор ~0,33мкф тип К73-17. Правда, робити цього не став. У ланцюгу +-15В можна застосувати мости типу КЦ405 на струм 1-2А.
Конструкція
Готова конструкція.
Найзанудніше заняття – корпус. Як корпус я взяв старий слим корпус від персонального комп'ютера. Довелося його трохи вкоротити по глибині, хоч це було непросто. Вважаю, що корпус вийшов вдалим – блок живлення знаходиться в окремому відсіку і можна ще 3 канали посилення засунути в корпус вільно.
Після польових випробувань, з'ясувалося, що не зайве поставити вентилятори на обдув радіаторів, незважаючи на те, що радіатори мають значні розміри. Довелося надирявити корпус знизу та зверху, для гарної вентиляції. Вентилятори підключені через 100Ом підстроювальний резистор 1Вт на найменші обороти (див. рисунок).
Блок підсилювача
Мікросхеми стоять на слюді та термопасті, гвинти теж треба ізолювати. Радіатори та плата прикручені до корпусу через діелектричні стійки.
Вхідні ланцюги
Дуже хотілося цього не робити, тільки в надії, що це все тимчасово.
Після навішування цих кишок, у колонках з'явився невеликий гул, мабуть із "землею" щось стало не так. Мрію про той день, коли я викину це все з підсилювача і використовуватиму його тільки як підсилювач потужності.
Плата суматора, фільтра НЧ, фазообертача
Блок регулювання
Результат
Ззаду вийшло красивіше, хоч ти його розгорни попою вперед... :)
Вартість конструкції.
| TDA 7294 | $25,00 |
| конденсатори (потужні елетроліти) | $15,00 |
| конденсатори (інші) | $15,00 |
| роз'єми | $8,00 |
| Кнопка увімкнення | $1,00 |
| діоди | $0,50 |
| трансформатор | $10,50 |
| радіатори з кулерами | $40,00 |
| резистори | $3,00 |
| змінні резистори + ручки | $10,00 |
| галетник | $5,00 |
| корпус | $5,00 |
| операційні підсилювачі | $4,00 |
| стабілізатори напруги | $2,00 |
| Усього | $144,00 |
Так, недешево щось вийшло. Швидше за все чогось не врахував, просто купувалося, як завжди, набагато більше, адже довелося ще експериментувати, та й спалив я 2 мікросхеми і підірвав один потужний електроліт (всього цього я не враховував). Це розрахунок підсилювача на 5 каналів. Як видно дуже недешево вийшли радіатори, я використав недорогі, але масивні кулера для процесорів, на той час (півтора року тому) вони були дуже хороші для охолодження процесорів. Якщо врахувати, що ресивер початкового рівня можна купити за 240 $, то можна і задуматися - а чи треба Вам це :), правда, там стоїть підсилювач нижчої якості. Підсилювачі такого класу коштують близько 500 $.
Список радіоелементів
| Позначення | Тип | Номінал | Кількість | Примітка | Магазин | Мій блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| DA1 | Аудіо підсилювач | TDA7294 | 1 | До блокноту | ||
| C1 | Конденсатор | 0.47 мкф | 1 | К73-17 | До блокноту | |
| С2, С4, С5, С10 | 22 мкФ х 50 B | 4 | К50-35 | До блокноту | ||
| С3 | Конденсатор | 100 пФ | 1 | До блокноту | ||
| C6, С7 | Електролітичний конденсатор | 220 мкФ х 50 B | 2 | К50-35 | До блокноту | |
| C8, С9 | Конденсатор | 0.1 мкФ | 2 | К73-17 | До блокноту | |
| R1 | Резистор | 680 Ом | 1 | МЛТ-0.25 | До блокноту | |
| R2-R4 | Резистор | 22 ком | 3 | МЛТ-0.25 | До блокноту | |
| R5 | Резистор |
Досить проста, повторити її зможе навіть людина, не дуже сильна в електротехніці. УНЧ на цій мікросхемі буде ідеальним для використання у складі акустичної системи домашнього комп'ютера, телевізора, кінотеатру. Перевага його в тому, що не потрібно тонке налагодження та налаштування, як у випадку з транзисторними підсилювачами. А що говорити про відмінність від лампових конструкцій - габарити набагато менше.
Не потрібна висока напруга для живлення анодних ланцюгів. Звичайно, є нагрівання, як і в лампових конструкціях. Тому в тому випадку, якщо планується використання підсилювача протягом тривалого часу, краще встановити крім алюмінієвого радіатора ще й хоча б невеликий вентилятор для здійснення примусового обдування. Без нього на мікроскладанні TDA7294 схема підсилювача буде працювати, але велика ймовірність переходу на захист за температурою.
Чому TDA7294?
Ця мікросхема користується великою популярністю вже понад 20 років. Вона завоювала довіру у радіоаматорів, так як у неї дуже високі характеристики, підсилювачі на її основі прості, повторити конструкцію зможе будь-який, навіть радіоаматор-початківець. Підсилювач на мікросхемі TDA7294 (схема наведена у статті) може бути як монофонічним, так і стереофонічним. Внутрішній пристрій мікросхеми складається з підсилювача звукової частоти, побудований на цій мікросхемі, відноситься до класу АВ.
Переваги мікросхеми
Переваги використання мікросхеми для:
1. Дуже велика потужність на виході. Порядку 70 Вт, якщо навантаження має опір 4 Ом. У разі застосовується звичайна схема включення мікросхеми.
2. Близько 120 Вт при навантаженні 8 Ом (у бруківці).
3. Дуже низький рівень сторонніх шумів, спотворення несуттєві, частоти, що відтворюються, лежать у діапазоні, що повністю сприймається людським вухом — від 20 Гц до 20 кГц.
4. Живлення мікросхеми може проводитися від джерела постійної напруги 10-40 В. Але є невеликий недолік - необхідно використовувати двополярне джерело живлення.
Варто звернути увагу на одну особливість - коефіцієнт спотворень при цьому не перевищує 1%. На мікроскладанні TDA7294 схема підсилювача потужності настільки проста, що навіть дивно, як вона дозволяє отримати таке якісне звучання.
Призначення висновків мікросхеми
А тепер докладніше про те, які висновки є у TDA7294. Перша ніжка – це «сигнальна земля», що з'єднується із загальним проводом усієї конструкції. Висновки «2» і «3» — інвертуючий та неінвертуючий входи відповідно. «4» висновок також є «сигнальною землею», поєднаною із загальним дротом. П'ята ніжка у підсилювачах звукової частоти не використовується. «6» ніжка – це вольт-добавка, до неї підключається електролітичний конденсатор. "7" і "8" висновки - плюс і мінус живлення вхідних каскадів відповідно. Ніжка "9" - режим очікування, використовується в блоці керування.
Аналогічно: «10» ніжка – режим приглушення, також застосовується при конструюванні підсилювача. "11" і "12" висновки не використовуються в конструкції підсилювачів звукової частоти. З "14" виводу знімається вихідний сигнал і подається на акустичну систему. "13" і "15" висновки мікросхеми - це "+" і "-" для підключення живлення вихідного каскаду. На мікросхемі TDA7294 схема нічим не відрізняється від запропонованих у статті, доповнюється вона тільки що з'єднується із входом.
Особливості мікроскладання
При конструюванні підсилювача звукової частоти потрібно звертати увагу на одну особливість - мінус живлення, а це ніжки "15" і "8", електрично пов'язані з корпусом мікросхеми. Тому необхідно ізолювати його від радіатора, який у будь-якому випадку використовуватиметься в підсилювачі. Для цього необхідно використовувати спеціальну термопрокладку. Якщо використовується бруківка підсилювача на TDA7294, звертайте увагу на варіант виконання корпусу. Він може бути вертикального чи горизонтального типу. Найбільш поширеним є варіант виконання, що позначається як TDA7294V.
Захисні функції мікросхеми TDA7294
У мікросхемі передбачено кілька видів захисту, зокрема, від перепаду напруги живлення. Якщо раптом зміниться напруга живлення, мікросхема піде в режим захисту, отже, не буде електричного пошкодження. Вихідний каскад також має захист від перевантажень та короткого замикання. Якщо корпус пристрою нагрівається до температури 145 градусів, відключається звук. При досягненні 150 градусів відбувається перехід у режим очікування. Усі висновки мікросхеми TDA7294 захищені від електростатики.
Підсилювач потужності
Просто доступно кожному, а найголовніше — дешево. Буквально за кілька годин ви можете зібрати дуже добрий підсилювач звукової частоти. Причому більшість часу ви витратите те що, щоб здійснити травлення плати. Структура всього підсилювача складається з блоків живлення та управління, а також 2 каналів УНЧ. Намагайтеся якнайменше проводів використовувати в конструкції підсилювача. Дотримуйтесь простих рекомендацій:
1. Обов'язковою умовою є підключення джерела живлення проводами до кожної плати УЗЧ.
2. Зв'яжіть дроти живлення в джгут. За допомогою цього вдасться трохи компенсувати магнітне поле, яке створюється електричним струмом. Для цього необхідно взяти всі три дроти живлення — «загальний», «мінус» і «плюс», з невеликим натягом сплести їх в одну кіску.
3. У жодному разі не використовуйте в конструкції так звані «земляні петлі». Це випадок, коли загальний провід, що з'єднує всі блоки конструкції, замикається у петлю. Провід маси необхідно підводити послідовно, починаючи від вхідних далі до плати УЗЧ, і повинен закінчуватися на вихідних роз'ємах. Вкрай важливо вхідні ланцюги підключати за допомогою екранованих проводів в ізоляції.
Блок керування режимами очікування та приглушення
У цій мікросхемі є приглушення. Здійснювати управління функціями необхідно за допомогою висновків «9» та «10». Вмикання режиму відбувається в тому випадку, якщо на цих ніжках мікросхеми немає напруги або воно менше півтора вольт. Щоб увімкнути режим, необхідно подати на ніжки мікросхеми напруга, значення якого перевищує 3,5 В. Щоб керування платами підсилювача відбувалося одночасно, що актуально для схем, побудованих на кшталт мосту, збирається один блок управління для всіх каскадів.
Коли підсилювач вмикається, у блоці живлення заряджаються всі конденсатори. У блоці керування також один конденсатор накопичує заряд. При накопиченні максимально можливого заряду відбувається вимкнення режиму очікування. Другий конденсатор, який застосовується в блоці управління, відповідає за функціонування режиму приглушення. Він заряджається трохи пізніше, тому режим приглушення відключається другим.
Напевно, будь-який радіоаматор знайомий із мікросхемою: проста схема, хороша якість звуку, невисока ціна. Нещодавно я вирішив подивитись з іншого боку, знову натрапивши на статтю про підсилювач «MF-1» від Lincor.
Це моя перша стаття, вона призначена початківцям любителям гарного звуку. Також представлений креслення ПП та варіант виготовлення корпусу підсилювача.
Знайомство з мене пройшло не дуже гладко. На той час траплялося дуже багато підробок. Горіли вони іноді одразу при першій подачі харчування, а якщо й запускалися, видавали не звук, а щось віддалено нагадуюче, через що хотілося облити плату бензином і підпалити позбутися цього УНЧ і ніколи про нього не згадувати. Може виною тому послужила ще й моя недосвідченість, а може топологія плати власного виготовлення розміром 35×45 мм (при спогаді про ту плату в автора пробігають по тілу мурашки).
Після прочитання було ухвалено рішення про складання за такими критеріями:
1) чистий край без регулятора гучності (підсилювач працює у зв'язці з ПК, з нього ж і регулюється звук),
2) 2 канали посилення за схемою подвійне моно (були 2 трансформатора від РОЗУМ Вега,
3) нижчий коеф. взаємного проникнення каналів та гарне стерео),
4) примусове охолодження за допомогою 2х комп'ютерних кулерів та вентиляторів на малих оборотах,
5) і все це обов'язково у корпусі у вигляді закінченої конструкції, яку не соромно викласти на Датагор.
Мій варіант ПП
Корпусом послужив, хоч як це дивно, саморобний підсилювач мого сусіда, колишнього радіоаматора, зібраний у корпусі невідомого лабораторного приладу. Усилок було виставлено на сходову площадку, т.к. був йому вже без потреби, а на сміття викидати шкода. Про цей корпус я згадав, коли вирішив зібрати «MF-1».
У процесі доопрацювання корпусу використовувалися прості та недорогі деталі:
Кутник алюмінієвий 15х15 х 1 мм, купив у «ХоумЦентрі».
Болти М3 з потайним капелюшком, гайки.
Металеві проставки із різьбленням М3.
І ось що в нас вийшло:
Трансформатори та фільтр
Випрямлячі
Оконечники з кулерами
Настала черга панелей. Т.к. охолодження у нас вентилятором, повітря має кудись виходити і звідкись заходити. Насамперед почав пиляти задню панель з отвором для виходу повітря:
Все робилося за допомогою дриля, електролобзика, гравера та надфілів. Тепер вирізаємо грати з корпусу комп'ютерного БП, зачищаємо краї отвору:
Тепер беремо паяльну кислоту, паяльник потужністю не менше 100 Вт і припаюємо грати до панелі в кількох місцях:
Розташовуємо на панелі вхідні та вихідні роз'єми, ОБОВ'ЯЗКОВО ізолюючи їх від корпусу:
Припаюємо виведення екранування корпусу до панелі. Це буде ЄДИННЕ місце з'єднання корпусу із загальним проводом живлення.З'єднуємо корпус із земляними контактами вхідних роз'ємів через резистори 1-2 Вт номіналом 1,5-2 Ом. Ці заходи потрібні для того, щоб не схопити «земляну петлю», яка гадитиме нам у вигляді тла 50 Гц.
Задня панель на місці:
Тепер переносимо ланцюг Цобеля з плати на вихідні роз'єми РОЗУМ. На платі їй зовсім місце, т.к. вона (ланцюг) є резонансною системою:
Тепер справа за передньою панеллю. На ній розташований лише перемикач живлення. Сама панель з алюмінію, за нею впритул розташована фальшпанель з в міру м'якого пластику, на якому можна закріпити будь-що гвинтами М3 з потайними головками. Кнопку використав від старої мертвої касетної деки Wilma-104-Stereo:
Панель кріпиться на бляшанках за допомогою болтів під шестигранник. Ось і все, підсилювач готовий!
Підсумки
Про звук я написав коментар ще в темі про:Хлопці, я не впізнав! Не думав що колись скажу таке, але це так! Приємний м'який бас, виразні високі (тепер я розрізняю перкусію і бавовни в долоні на треках, які знаю напам'ять), і все це задоволення на саморобних трисмугових ЗЯ з басовиками на 8".
Усіх, кого відштовхує підвищений рівень ВЧ, хочу заспокоїти: на слух це відчувається не як підйом високих, як підвищення якості джерела, збільшення «прозорості».
І я й досі не відмовляюся від своїх слів. За кілька місяців підсилювач мені анітрохи не набрид, як у мене часто буває. Звук не дратує, хочеться слухати все і багато, не важливо, на малій чи високій гучності.
До речі, про малу гучність. Є у цього УНЧ приємна особливість: на будь-якому рівні гучності слухач не відчуває нестачі НЧ, що можна порівняти з використанням ТКРГ, тільки з плавним (правильним) регулюванням і без завалу СЧ.
У моєму варіанті плата трохи перероблена. Вибір режимів "mute" і "standby" викинуть через непотрібність, основний банк ємності конденсаторів перенесений ближче до МС.
Живлення 2×23 В. У випрямлячі використовуються діоди КД213Б. Електроліти зашунтовані ємністю 100 нФ, вторинки трансформатора – 47 нФ.
Кожна МС ізольована від радіаторів слюдяною пластиною, а радіатори в свою чергу заземлені на корпус.
Усі дроти скручені між собою з метою зменшення перешкод.
Фона не чути навіть з відкритим входом навіть впритул динаміка. Мета, так би мовити, досягнута!
Далі в планах просвердлити отвори для забору повітря в правій частині нижньої кришки корпусу, зробити пристрій регулювання обертів вентилятора з контролем температури радіаторів, можна вбудувати підсилювач з регулятором тембрів, та й пофарбувати корпус.
Підсилювач, складання якого ми сьогодні описуватимемо, незважаючи на відносну простоту, забезпечує досить високі параметри. Звичайно, «мікросхемні» прилади мають низку обмежень, тому підсилювачі на «розсипусі» можуть забезпечити вищі показники. У той же час, обрана нами схема має низку переваг:
- вона досить проста;
- коштує дешевше;
- практично не потребує налагодження;
- швидко збирається (буквально за вечір);
- за якістю перевершує багато підсилювачів 70-х-80-х років, і її цілком достатньо більшості застосувань (та й сучасні системи до 300 доларів можуть їй поступитися);
- такий варіант підсилювача універсальний (підходить і початківцю, і досвідченому радіоаматору).
- Дивіться характеристики - які пристрої можна створити на її основі
Основні параметри підсилювача Hi-Fi на мікросхемі TDA7294
Відразу зазначимо, що мікросхема стійко працювала на активне навантаження 2-24 Ома, на активний опір 4 Ома, при ємнісному навантаженні +/- 15 мкФ, а також при індуктивному навантаженні +/- 1,5 мГн. Причому на ємнісному та індуктивному навантаженні спотворення залишалися малими. Варто сказати, що величина спотворень залежить від джерела живлення (особливо на ємнісному навантаженні).
Безпосередньо з результатами вимірювань ви можете ознайомитись у наведеній нижче таблиці:
| Параметр | Значення | Умови вимірювання |
| Рвых.макс, Вт (довготривала синусоїдальна) | 36 | Напруга живлення +- 22В, Rн = 4 Ома |
| Діапазон частот за рівнем -3 дБ | 9 Гц-50 кГц | Rн = 8 Ом, Uвих = 4 В |
| Кг, % (програмою RMAA 5.5) | 0,008 | Rн = 8 Ом, Рвих = 16 Вт, f = 1 кГц |
| Чутливість, В | 0,5 | Рвых.макс = 50 Вт, Rн = 4 Ом, Uіп = +/-27 В |
Підсилювач Hi-Fi на мікросхемі TDA7294: схема та її опис
Детальна схема підсилювача Hi-Fi на мікросхемі TDA7294
Схема даного підсилювача - це майже повторення схеми включення, запропонованої виробником. І це невипадково - хто краще знає, як її включати. І, напевно, не буде жодних несподіванок через нестандартне включення або режим роботи.
Відразу відзначимо - ніяких 80-ти ват (і тим більше 100 Вт) від неї не отримаєш. Реально 40–60, але це будуть чесні довготривалі вати. У короткочасному імпульсі можна отримати набагато більше, але це вже буде потужність РМРО, до речі, теж чесна (80-120 Вт). У «китайських» ватах це буде кілька тисяч. Якщо когось цікавить - тисяч п'ять. Тут все залежить від джерела живлення.
І не забувайте, що для стереопідсилювача потрібен вдвічі потужніший блок живлення (при розрахунку за пропонованою програмою все враховується автоматично).
Важливо!Обов'язково має бути запобіжник як мінімум у первинній обмотці трансформатора! Пам'ятайте, що висока напруга є небезпечною для життя, а коротке замикання може призвести до пожежі! І ще: у ланцюг «землі» запобіжник вмикати не можна!
Від імпульсного джерела схема теж працює, але тут високі вимоги пред'являються до самого джерела: малі пульсації, можливість віддавати струм до 10 ампер без проблем, сильних «просідань» і зривів генерації. Пам'ятайте, що високочастотні пульсації пригнічуються мікросхемою набагато гірше, тому рівень спотворень може підвищитися в 10–100 разів, хоча «на вигляд» там усе гаразд. Хороше імпульсне джерело, придатне для Hi-Fi аудіо, це складний і недешевий пристрій, тому виготовити «старомодний» аналоговий блок живлення буде найчастіше простіше і дешевше.
Друкована плата та складання підсилювача на мікросхемі TDA7294
Друкована плата одностороння та має розміри 65х70 мм:
Плата розведена з урахуванням усіх вимог, що висуваються до розведення високоякісних підсилювачів. Вхід розлучений максимально далеко від виходу, і укладений в «екран» із розділеної землі – вхідний та вихідний. Доріжки живлення забезпечують максимальну ефективність конденсаторів, що фільтрують (при цьому довжина висновків конденсаторів С10 і С12 повинна бути мінімальна). У цій експериментальній платі ми встановили клемники для підключення входу, виходу та живлення. Місце під них передбачено (може дещо заважати конденсатор С10), але для стаціонарних конструкцій краще всі ці дроти припаяти, адже так надійніше.
Широкі доріжки крім низького опору мають ще ту перевагу, що важче відшаровуються при перегріві. Та й при виготовленні «лазерно-прасним» методом якщо десь і не «продрукується» квадрат 1х1 мм, то не страшно. Все одно провідник не обірветься. Крім того, широкий провідник краще тримає важкі деталі (а тонкий може просто відклеїтись від плати).
На платі лише одна перемичка. Вона лежить під висновками мікросхеми, тому її потрібно монтувати першою, а під висновками залишити достатньо місця, щоби не замкнуло.
При монтажі застосовувалися такі компоненти:
- резистори потужністю 0,12 Вт (крім R9);
- конденсатори С9, С10, С12 К73-1763В;
- конденсатори С4 К10-47В 6,8 мкФ 25В.
Електроліти підійдуть будь-які сучасні. На платі нанесено полярність підключення всіх електролітичних конденсаторів та діода. Діод - будь-який малопотужний, що витримує зворотну напругу не менше 50 Вольт (наприклад 1N4001-1N4007). Високочастотні діоди краще не задіяти.
У кутах плати передбачено місце для отворів кріпильних гвинтів М3. Можна кріпити плату тільки за корпус мікросхеми, але все ж таки надійніше ще й прихопити гвинтами.
Мікросхему обов'язково встановити на радіатор площею щонайменше 350 см2. Краще більше. У принципі, у неї вбудований тепловий захист, але долю краще не спокушати. Навіть якщо передбачається активне охолодження, все одно радіатор повинен бути досить масивним: при імпульсному тепловиділенні, що характерно для музики, тепло ефективніше відбирається теплоємністю радіатора (тобто велика холодна залізка), ніж розсіюванням у навколишнє середовище.
Металевий корпус мікросхеми з'єднаний із «мінусом» живлення. Звідси виникають два способи встановлення її на радіатор:
- Через ізолюючу прокладку. При цьому радіатор може бути електрично з'єднаний із корпусом.
- Безпосередньо, при цьому радіатор обов'язково електрично ізольований від корпусу.
Другий варіант забезпечує найкраще охолодження, але потребує акуратності (наприклад, не можна демонтувати мікросхему при включеному живленні).
В обох випадках потрібно використовувати теплопровідну пасту, причому в 1-му варіанті вона повинна бути нанесена між корпусом мікросхеми і прокладкою, так і між прокладкою і радіатором.
Друковану плату у форматі Sprint-Layout 4.0, схему у форматі pdf та розташування деталей на платі у форматі gif ви знайдете в архіві нижче:
Налагодження підсилювача Hi-Fi на мікросхемі TDA7294
Як показує практика, 90% всіх проблем з апаратурою складає її «неналагодженість». Тобто, спаявши чергову схему, і не зумівши її налагодити, радіоаматор ставить на ній хрест, і оголошує схему поганий. Тому налагодження - це найважливіший (і найчастіше найскладніший) етап створення електронного пристрою.
Правильно зібраний підсилювач налагодження не потребує. Але, оскільки ніхто не гарантує, що всі деталі абсолютно справні, при першому включенні потрібно бути обережними.
Перше включення проводиться без навантаження та з відключеним джерелом вхідного сигналу (краще взагалі закоротити вхід перемичкою). Добре в ланцюг живлення (і в «плюс», і в «мінус» між джерелом живлення і самим підсилювачем) включити запобіжники порядку 1А. Короткочасно (приблизно 0,5 сек.) подаємо напругу живлення і переконуємось, що струм, що споживається від джерела, невеликий (запобіжники не згоряють). Зручно, якщо джерело є світлодіодні індикатори. При відключенні від мережі світлодіоди продовжують горіти щонайменше 20 секунд: конденсатори фільтра довго розряджаються маленьким струмом спокою мікросхеми.
Якщо споживаний мікросхемою струм великий (більше 300 мА), то причин може бути багато:
- КЗ у монтажі;
- поганий контакт у «земляному» дроті від джерела;
- переплутані «плюс» та «мінус»;
- висновки мікросхеми стосуються перемички;
- несправна мікросхема;
- неправильно впаяні конденсатори С11, С13;
- несправні конденсатори С10-С13.
Наявність на виході змінної напруги свідчить про проблеми з мікросхемою чи ланцюгами С7R9, С3R3R4, R10. На жаль, найчастіше звичайні тестери не можуть виміряти високочастотну напругу, яка з'являється при самозбудженні (до 100 кГц), тому найкраще використовувати осцилограф.
Якщо і тут все гаразд, підключаємо навантаження, ще раз перевіряємо на відсутність збудження вже з навантаженням і все можна слухати!
Але краще все ж таки провести ще один тест. Справа в тому, що наймерзкішим видом збудження підсилювача є «дзвін» (коли збудження з'являється лише за наявності сигналу, причому за його певної амплітуди). Головна проблема в тому, що його важко виявити без осцилографа та звукового генератора (та й усунути непросто), а звук псується колосально через величезні спотворення інтермодуляції. На слух це зазвичай сприймається як «важкий» звук, тобто без будь-яких додаткових призвуків (оскільки частота дуже висока), тому слухач і не знає, що у нього підсилювач збуджується. Просто послухає та вирішить, що мікросхема «погана», і «не звучить». При правильному збиранні підсилювача та нормальному джерелі живлення такого бути не повинно.
Графічне зображення «дзвону» підсилювача
Однак іноді подібні спотворення бувають, і ланцюг С7R9 таки бореться з ними. Але в нормальній мікросхемі все добре і за відсутності С7R9. Нам траплялися екземпляри мікросхеми з дзвоном. Вони проблема вирішувалася запровадженням ланцюга С7R9 (тому ми його й застосовуємо, хоч у даташите її немає). Якщо подібна гидота має місце навіть за наявності С7R9, то можна спробувати її усунути, «погравши» з опором (його можна зменшити до 3 Ом), але ми не радили б використовувати таку мікросхему. Це однозначно якийсь шлюб, і хто знає, що у ній ще вилізе.
Як ми зазначали вище, "дзвін" можна побачити тільки на осцилографі, а це обладнання є далеко не у всіх радіоаматорів. Хоча якщо хочете добре займатися радіоелектронікою, постарайтеся такі прилади мати або хоча б десь ними користуватися. Щоб завжди отримувати якісний звук потрібно обов'язково перевірятися на приладах. Пам'ятайте, «дзвін» - це підступна річ, яка може зіпсувати звучання тисяч способів.
Перегляньте ще один метод складання підсилювача Hi-Fi на мікросхемі TDA7294 ви можете у наведеному нижче відео: