Одним з перших мною був зібраний підсилювач на TDA7294 за запропонованою схемою виробником.
Разом про те, якість відтворення звуку особливо у сфері високих частот мене дуже влаштовувало. У мережі інтернет мою увагу привернула стаття LINCOR, розміщена на сайті datagor.ru. Захоплені відгуки автора про звучання УМЗЧ на TDA7294, зібраного за схемою джерела струму, керованого напругою (ІТУН), мене зацікавили. В результаті мною було зібрано УМЗЧ за наступною схемою.
Схема працює в такий спосіб. Сигнал зі входу IN надходить через прохідний конденсатор C1 на низькоомне плече зворотного зв'язку R1 R3, яке разом з конденсатором C2 утворює ФНЧ, що перешкоджає проникненню наведень і шумів ВЧ в звуковий тракт. Разом з резистором R4 вхідний ланцюг створює перший сегмент ООС, Ку якого дорівнює 2.34. Далі, якби не струмовий датчик R7, коефіцієнт посилення другого ланцюга ставився б відношенням R5/R6 і дорівнював би 45.5. Підсумковий Кубув би близько 100. Однак, струмовий датчик у схемі все-таки є, і його сигнал підсумовуючи падінням напруги на R6, створює часткову ООС по струму. За наших номіналів схеми Ку=15.5.
Характеристики підсилювача при роботі на навантаження 4 Ома:
- Робочий діапазон частот (Гц) – 20-20000;
– напруга живлення (В) – ±30;
– номінальна вхідна напруга (В) – 0.6;
- Номінальна вихідна потужність (Вт) - 73;
- Вхідний опір (Ком) - 9.4;
– THD при 60Вт, трохи більше (%) – 0.01.
На друкованій платі розведений параметричний стабілізатор на 12В, для живлення сервісних ланцюгів 9 та 10 TDA7294 представлений на малюнку.
У положенні «Play!» підсилювач перебуває в розблокованому стані і готовий до роботи щомиті. У положенні "Mute" блокуються вхідні та вихідні каскади мікросхеми, а її споживання знижується до мінімальних чергових струмів. Ємності C11 C12 збільшені вдвічі в порівнянні зі штатними для забезпечення більшої затримки при включенні та запобіганні клацанню АС навіть при тривалому заряді конденсаторів блоку живлення.
Деталі підсилювача
Усі резистори, крім R7 і R8, вугільні або металоплівкові на 0.125-0.25Вт, типу С1-4, С2-23 або МЛТ-0.25. Резистор R7 – дротяний резистор на 5Вт. Рекомендуються білі SQP-резистори в керамічному корпусі. R8 - резистор ланцюга Цобеля, вугільний, дротяний або металоплівковий на 2Вт.
C1 – плівковий, максимально доступної якості, лавсановий або поліпропіленовий. Задовільний результат дасть і К73-17 на 63В. C2 – керамічний дисковий або іншого типу, наприклад К10–17Б. С3 - електроліт максимально доступної якості на напругу не менше 35 В, C4 C7, C8, C9 - плівкові типу К73-17 на 63 В. C5 C6 - електролітичні на напругу не менше 50 В. C11 C12 - будь-які електролітичні напруги не менше 25 В. D1 - будь-який стабілітрон на 12 ... 15 В потужністю не менше 0.5 Вт. Замість мікросхеми TDA7294 можна використовувати TDA7296…7293. У разі використання TDA7296, TDA7295, TDA7293, необхідно відкусити або відігнути і не впаювати 5 ніжку мікросхеми.
Обидві вихідні клеми підсилювача «гарячі», жодна їх не заземлена, т.к. акустична система також є ланкою зворотного зв'язку. АС включається між і .
Нижче представлено компонування плати з видами з боку елементів та провідників, створене за допомогою програми Sprint-Layout_6.0.
Різновидів бюджетних підсилювачів досить багато, і це один із них. Схема дуже проста і містить у своєму складі лише одну мікросхему, кілька резисторів та конденсаторів. Характеристики підсилювача досить серйозні, за таких незначних витрат. Вихідна потужність досягає 100 Вт у максимальній потужності. Абсолютно чистий вихід дорівнює 70 Вт.
Характеристики підсилювача
Докладніші характеристики підсилювача на TDA7294:- Живлення двополярне із середньою точкою від 12 до 40 В.
- F вих. - 20-20000 Гц
- Р вих. макс. (Піт. +-40V, Rн = 8 Ом) - 100 Вт.
- Р вих. макс. (Піт. +-35V, Rн = 4 Ом) - 100 Вт.
- До гарм. (Рвих. = 0.7 Р макс.) - 0.1%.
- Uвх – 700 мВ.
Такі підсилювачі відмінно працюють у парі, тому робіть таких двох і у вас вийде простий стерео підсилювач. Докладніші характеристики підсилювача та схем включення можна переглянути в .
Блок живлення для підсилювача бажано вибирати в півтора рази потужніше, тому врахуйте.
Друкована плата підсилювача
Малюнок розташування елементів:
Завантажити у плату у форматі lay:
(завантажень: 1084)
Під час друку виставити масштаб 70%.
Готовий підсилювач
Мікросхему необхідно встановлювати на радіатор, краще з вентилятором, оскільки він буде меншим у розмірах. Робити друковану плату не обов'язково. Можна взяти макетну з великою кількістю отворів та зібрати підсилювач за 30 хвилин.
Я раджу вам зібрати такий простий підсилювач, який добре зарекомендував себе.
Блок живлення
Блок живлення повний за класичною схемою із трансформатором 150 Вт. Рекомендую брати трансформатор з кільцевим сердечником, оскільки він потужніший, менший і випромінює мінімум мережевих перешкод та електромагнітного фону змінної напруги. Фільтруючі конденсатори кожного плеча 10000 мкф.Збирайте свій підсилювач до нових зустрічей!
Оновлено: 27.04.2016
Відмінний підсилювач для дому можна зібрати на мікросхемі TDA7294. Якщо ви не сильні в електроніці, то такий підсилювач ідеальний варіант, він не вимагає тонкого налаштування та налагодження як транзисторний підсилювач і простий у побудові на відміну від лампового підсилювача.
Мікросхема TDA7294 випускається ось уже протягом 20 років і досі не втратила своєї актуальності, і, як і раніше, затребувана в колі радіоаматорів. Для радіоаматора-початківця, ця стаття стане гарною підмогою для знайомства з інтегральними підсилювачами звукової частоти.
У цій статті я намагатимуся докладно розписати пристрій підсилювача на TDA7294. Основний акцент зроблю на стерео підсилювачі, зібраному за звичайною схемою (1 мікросхема на канал) і коротко розповім про мостову схему (2 мікросхеми на канал).
Мікросхема TDA7294 та її особливості
TDA7294 – дітище компанії SGS-THOMSON Microelectronics, ця мікросхема є підсилювачом низької частоти AB класу, і побудована на польових транзисторах.
З переваг TDA7294 можна відзначити наступне:
- вихідна потужність, при спотвореннях 0,3-0,8%:
- 70 Вт для навантаження опором 4 Ом, звичайна схема;
- 120 Вт для навантаження опором 8 Ом, бруківка;
- функція приглушення (Mute) та функція режиму очікування (Stand-By);
- низький рівень шумів, малі спотворення, діапазон частот 20-20000 Гц, широкий діапазон робочих напруг - ±10-40 Ст.
Технічні характеристики
| Технічні характеристики мікросхеми TDA7294 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Параметр | Умови | Мінімум | Типове | Максимум | Одиниці |
| Напруга живлення | ±10 | ±40 | У | ||
| Діапазон відтворюваних частот | Сигнал 3 db Вихідна потужність 1Вт |
20-20000 | Гц | ||
| Довготривала вихідна потужність (RMS) | коеф-т гармонік 0,5%: Uп = ±35, Rн = 8 Ом Uп = ±31, Rн = 6 Ом Uп = ±27, Rн = 4 Ом |
60 60 60 |
70 70 70 |
Вт | |
| Пікова музична вихідна потужність (RMS) тривалість 1 сек. | коеф-т гармонік 10%: Uп = ±38, Rн = 8 Ом Uп = ±33, 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, Rн = 4 Ом: Po = 5Вт; 1кГц Po = 0,1-50Вт; 20-20000Гц |
0,01 | 0,1 | % | ||
| Температура спрацьовування захисту | 145 | °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 | °C | ||
| Термоопір корпусу | 1,5 | °C/Вт | |||
Призначення висновків
| Призначення висновків мікросхеми TDA7294 | |||
|---|---|---|---|
| Виведення мікросхеми | Позначення | Призначення | Підключення |
| 1 | Stby-GND | «Сигнальна земля» | «Загальний» |
| 2 | In- | Інвертуючий вхід | Зворотній зв'язок |
| 3 | In+ | Неінвертуючий вхід | Вхід аудіосигналу через розділовий конденсатор |
| 4 | In+Mute | «Сигнальна земля» | «Загальний» |
| 5 | N.C. | Не використовується | – |
| 6 | Bootstrap | «Вольтодобавка» | Конденсатор |
| 7 | +Vs | Живлення вхідного каскаду (+) | |
| 8 | -Vs | Живлення вхідного каскаду (-) | |
| 9 | Stby | Режим очікування | Блок керування |
| 10 | Mute | Режим приглушення | |
| 11 | N.C. | Не використовується | – |
| 12 | N.C. | Не використовується | – |
| 13 | +PwVs | Живлення вихідного каскаду (+) | Плюсова клема (+) блоку живлення |
| 14 | Out | Вихід | Вихід аудіосигналу |
| 15 | -PwVs | Живлення вихідного каскаду (-) | Мінусова клема (-) блоку живлення |
Зверніть увагу. Корпус мікросхеми пов'язаний з мінусом живлення (висновки 8 та 15). Не забувайте про ізоляцію радіатора від підсилювача або ізоляцію мікросхеми від радіатора, встановивши її через термопрокладку.
Також хочу зауважити, що у моїй схемі (як і в датасіті) немає поділу вхідних та вихідних «земель». Тому в описі та на схемі визначення «загальний», «земля», «корпус», GND слід сприймати як поняття одного штибу.
Відмінність у корпусах
Мікросхема TDA7294 випускається двох видів – V (вертикальний) та HS (горизонтальний). TDA7294V, маючи класичне вертикальне виконання корпусу, першою зійшла з конвеєра і досі є найбільш поширеною та доступною.
Комплекс захисту
Мікросхема TDA7294 має низку захистів:
- захист від перепадів напруги живлення;
- захист вихідного каскаду від короткого замикання чи перевантаження;
- тепловий захист. При нагріванні мікросхеми до 145 С включається режим приглушення (Mute), а при 150 С включається режим очікування (Stand-By);
- захист висновків мікросхеми від електростатичних розрядів
Підсилювач потужності на TDA7294
Мінімум деталей в обв'язці, проста друкована плата, терпіння та свідомо придатні деталі дозволять вам легко зібрати недорогий УМЗЧ на TDA7294 з чистим звучанням і гарною потужністю для домашнього використання.
Ви можете підключити підсилювач безпосередньо до лінійного виходу звукової карти комп'ютера, т.к. номінальна вхідна напруга підсилювача 700 мВ. А рівень номінального напруги лінійного виходу звукової карти регламентується не більше 0,7–2 У.
Структурна схема підсилювача
На схемі представлений варіант підсилювача стерео. Структура підсилювача за бруківкою аналогічна - також дві плати з TDA7294.
- А0. Блок живлення
- А1. Блок управління режимами Mute та Stand-By
- A2. УМЗЧ (лівий канал)
- A3. УМЗЧ (правий канал)
Зверніть увагу на підключення блоків. Неправильне розведення проводів усередині підсилювача може спричинити додаткові перешкоди. Щоб максимально мінімізувати шуми, дотримуйтесь кількох правил:
- Живлення до кожної плати підсилювача потрібно підводити окремим джгутом.
- Проводи живлення повинні бути свиті в кіску (джгут). Це дозволить компенсувати магнітні поля, створювані струмом, що протікає по провідникам. Беремо три дроти («+», «-», «Загальний») і плетемо з них кіску з легким натягом.
- Уникайте "земляних петель". Це така ситуація, коли загальний провідник, з'єднуючи блоки, утворює замкнутий контур (петлю). Підключення загального дроту має йти послідовно від вхідних роз'ємів до регулятора гучності, від нього до плати УМЗЧ і далі вихідні роз'єми. Бажано використовувати ізольовані від корпусу роз'єми. А для вхідних ланцюгів також екрановані дроти в ізоляції.
Список деталей для БП TDA7294:
Придбавши трансформатор, зверніть увагу, що на ньому пишуть значення напруги, що діє, – U Д, і, заміривши вольтметром ви також побачите діюче значення. На виході після випрямляючого містка конденсатори заряджаються до амплітудної напруги – U А. Амплітудна і напруга, що діє, пов'язані наступною залежністю:
U А = 1,41 × U Д
Згідно характеристик TDA7294 для навантаження опором 4 Ом оптимальна напруга живлення ±27 вольт (U А). Вихідна потужність при такому напрузі буде 70 Вт. Це оптимальна потужність для TDA7294 – рівень спотворень становитиме 0,3–0,8 %. Збільшувати харчування підвищення потужності немає сенсу т.к. рівень спотворень зростає лавиноподібно (див. графік).
Обчислюємо необхідну напругу кожної вторинної обмотки трансформатора:
U Д = 27 ÷ 1,41 ≈ 19 В
У мене трансформатор із двома вторинними обмотками, з напругою на кожній обмотці 20 вольт. Тому на схемі я позначив клеми живлення як ±28 В.
Для отримання 70 Вт на канал, враховуючи ККД мікросхеми 66%, вважаємо потужність трансформатора:
P = 70 ÷ 0,66 ≈ 106 ВА
Відповідно для двох TDA7294 це 212 ВА. Найближчий стандартний трансформатор із запасом буде на 250 ВА.
Тут доречно заявити, що потужність трансформатора порахована для чистого синусоїдального сигналу, реального музичного звуку можливі поправки. Так, Ігор Рогов стверджує, що для підсилювача потужністю 50 Вт достатньо буде трансформатора на 60 ВА.
Високовольтна частина БП (до трансформатора) збирається на друкованій платі 35×20 мм, можна і навісним монтажем:
Низьковольтна частина (А0 за структурною схемою) зібрана на друкованій платі 115×45 мм:
Усі плати підсилювача доступні в одному.
Цей блок живлення для TDA7294 розрахований на дві мікросхеми. Для більшої кількості мікросхем доведеться замінити діодний міст і збільшити ємність конденсаторів, що спричинить зміну габаритів плати.
Блок управління режимами Mute та Stand-By
Мікросхема TDA7294 має режим очікування (Stand-By) та режим приглушення (Mute). Управління цими функціями відбувається через висновки 9 та 10 відповідно. Режими будуть включені поки що на цих висновках напруга відсутня або вона менша за +1,5 В. Щоб «розбудити» мікросхему достатньо подати на висновки 9 і 10 напруга більша за +3,5 В.
Для одночасного управління всіма платами УМЗЧ (особливо актуально для мостових схем) та економії радіодеталей є сенс зібрати окремий блок управління (А1 за структурною схемою):
Список деталей для блоку керування:
- Діод (VD1). 1N4001 чи аналогічний.
- Конденсатори (C1, C2). Полярні електролітичні, вітчизняні K50-35 або імпортні, 47 мкФ 25 Ст.
- Резистори (R1-R4). Звичайні малопотужні.
Друкована плата блоку має розміри 35×32 мм:
Завдання блоку управління забезпечити безшумне включення та відключення підсилювача за рахунок режимів Stand-By та Mute.
Принцип роботи є наступним. При включенні підсилювача разом з конденсаторами блоку живлення заряджається і конденсатор C2 блоку управління. Як тільки він зарядиться, режим Stand-By вимкнеться. Трохи довше заряджається конденсатор C1, тому режим Mute вимкнеться у другу чергу.
При відключенні підсилювача від мережі першим розряджається C1 конденсатор через діод VD1 і включає режим Mute. Потім розряджається конденсатор C2 та встановлює режим Stand-By. Мікросхема замовкає, коли конденсатори блоку живлення мають заряд близько 12 вольт, тому ніяких клацань та інших звуків не чути.
Підсилювач на TDA7294 за звичайною схемою
Схема включення мікросхеми неінвертуюча, концепція відповідає оригінальній з даташиту, лише змінено номінали компонентів для покращення звукових характеристик.
Список деталей:
- Конденсатори:
- C1. Плівковий, 0,33-1 мкф.
- С2, С3. Електролітичні, 100-470 мкФ 50 Ст.
- С4, С5. Плівкові, 0,68 мкФ 63 Ст.
- С6, С7. Електролітичні, 1000 мкФ 50 Ст.
- Резистори:
- R1. Змінний здвоєний з лінійною характеристикою.
- R2-R4. Звичайні малопотужні.
Резистор R1 здвоєний, т.к. стерео підсилювач. Опір не більше 50 ком з лінійною, а не логарифмічною характеристикою для плавного регулювання гучності.
Ланцюг R2C1 є фільтром верхніх частот (ФВЧ), пригнічує частоти нижче 7 Гц, не пропускаючи їх на вхід підсилювача. Резистори R2 і R4 повинні бути рівними для забезпечення стійкої роботи підсилювача.
Резистори R3 і R4 організують ланцюг негативного зворотного зв'язку (ООС) і задають коефіцієнт посилення:
Ку = R4 ÷ R3 = 22 ÷ 0,68 ≈ 32 дБ
Згідно з датаситом коефіцієнт посилення повинен лежати в межах 24-40 дБ. Якщо менше, то мікросхема буде самозбуджуватись, якщо більше – виростуть спотворення.
Конденсатор C2 бере участь у ланцюзі ООС, краще взяти з більшою ємністю, щоб знизити його вплив на низькі частоти. Конденсатор C3 забезпечує збільшення напруги живлення вихідних каскадів мікросхеми - "вольтодобавка". Конденсатори C4, C5 усувають наведення проводи, що вносяться, а C6, C7 доповнюють ємність фільтра блоку живлення. Усі конденсатори підсилювача, крім C1, повинні бути із запасом за напругою, тому беремо на 50 Ст.
Друкована плата підсилювача одностороння, досить компактна – 55 х 70 мм. При її розробці була мета розвести «землю» зіркою, забезпечити універсальність і зберегти мінімальні габарити. Думаю, це одна з найменших плат для TDA7294. Ця плата розрахована під установку однієї мікросхеми. Для стерео варіанта, відповідно, знадобиться дві плати. Їх можна встановити поряд або одну над іншою як у мене. Докладніше про універсальність розповім трохи пізніше.
Радіатор, як бачите, вказаний на одній платі, а друга аналогічна кріпиться до нього зверху. Фотографії будуть трохи далі.
Підсилювач на TDA7294 за бруківкою
Мостова схема - це поєднання двох звичайних підсилювачів з деякими поправками. Таке схемотехнічне рішення розраховане для підключення акустики опором не 4, а 8 Ом! Акустика підключається між виходами підсилювачів.
Відмінностей від звичайної схеми всього два:
- вхідний конденсатор C1 другого підсилювача підключається до землі;
- додано резистор зворотного зв'язку (R5).
Друкована плата також є комбінацією з підсилювачів за звичайною схемою. Розмір плати – 110 х 70 мм.
Універсальна плата для TDA7294
Як ви вже помітили, вищезгадані плати, по суті, однакові. Наступний варіант друкованої плати підтверджує універсальність. На цій платі можна зібрати стерео-підсилювач 2×70 Вт (звичайна схема) або моно підсилювач 1×120 Вт (мостова). Розмір плати – 110 х 70 мм.
Зверніть увагу. Для використання цієї плати в мостовому варіанті необхідно встановити резистор R5, а перемичку S1 встановити в горизонтальному положенні. На малюнку ці елементи зображені пунктиром.
Для звичайної схеми резистор R5 не потрібен, а перемичку необхідно встановити у вертикальному положенні.
Складання та налагодження
Складання підсилювача не викличе особливих труднощів. Як такий налагодження підсилювач не вимагає і запрацює відразу за умови, що все зібрано правильно і мікросхема бракована.
Перед першим включенням:
- Переконайтеся в правильному монтажі радіодеталей.
- Перевірте правильність підключення проводів живлення, не забувайте, що на моїй платі підсилювача «земля» знаходиться не по центру між плюсом та мінусом, а з краю.
- Переконайтеся, що мікросхеми ізольовані від радіатора, якщо ні, перевірте відсутність контакту радіатора із «землею».
- Подавайте живлення по черзі на кожен підсилювач, тому є шанс не спалити відразу всі TDA7294.
Перше включення:
- Навантаження (акустику) не підключаємо.
- Входи підсилювачів замикаємо на землю (замкнути X1 з X2 на платі підсилювача).
- Подаємо харчування. Якщо із запобіжниками в БП все нормально і нічого не задимилося, то запуск вдався.
- Мультиметром перевіряємо відсутність постійної та змінної напруги на виході підсилювача. Допускається незначна постійна напруга, трохи більше ±0,05 вольта.
- Відключаємо живлення та перевіряємо на нагрівання корпус мікросхеми. Будьте уважні, конденсатори в БП довго розряджаються.
- Через змінний резистор (R1 за схемою) подаємо звуковий сигнал. Включаємо підсилювач. Звук повинен з'явитися з невеликою затримкою, а при вимиканні відразу пропадати, це характеризує роботу блоку керування (A1).
Висновок
Сподіваюся, ця стаття допоможе вам зібрати якісний підсилювач на TDA7294. Насамкінець представляю кілька фотографій у процесі складання, не звертайте уваги на якість виконання плати, старий текстоліт нерівномірно протруївся. За результатами складання були зроблені деякі редагування, тому плати у файлі.lay трохи відрізняються від плат на фотографіях.
Підсилювач виготовлявся для гарного знайомого, він вигадав і реалізував такий оригінальний корпус. Фотографії стерео підсилювача на TDA7294 у зборі:
На замітку: Усі друковані плати зібрані в одному файлі. Для перемикання між "друками" натисніть на вкладках як показано на малюнку.
список файлів
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 |
Блок живлення
Хоч як дивно, але у багатьох проблеми починаються вже тут. Дві найпоширеніші помилки:
- Однополярне харчування
- орієнтування на напругу вторинної обмотки трансформатора (діюче значення).
Трансформатор- повинен мати ДВІ ВТОРИННІ ОБМОТКИ. Або одна вторинна обмотка з відведенням від середньої точки (зустрічається дуже рідко). Отже, якщо у вас трансформатор з двома вторинними обмотками, їх необхідно з'єднати як показано на схемі. Тобто. початок однієї обмотки з кінцем інший (початок обмотки позначається чорною точкою, схемою це показано). Переплутаєте, нічого не працюватиме. Коли з'єднали обидві обмотки, перевіряємо напругу в точках 1 і 2. Якщо там напруга дорівнює сумі напруг обох обмоток, то ви з'єднали все правильно. Точка з'єднання двох обмоток і буде "спільною" (земля, корпус, GND, називайте як хочете). Це перша поширена помилка, як бачимо: обмоток має бути дві, а чи не одна.
Тепер друга помилка: У датасіті (тех. опис мікросхеми) на мікросхему TDA7294 вказано: для навантаження 4Ома рекомендується живлення +/-27. Помилка в тому, що люди часто беруть трансформатор із двома обмотками 27В, ЦЬОГО РОБИТИ НЕ МОЖНА!Коли ви купуєте трансформатор, на ньому пишуть чинне значення, і вольтметр вам теж показує чинне значення. Після того, як напруга випрямляється, ним заряджаються конденсатори. А заряджаються вони вже до амплітудного значенняяке в 1.41 (корінь з 2ух) рази більше чинного значення. Отже, щоб на мікросхемі була напруга 27В, то обмотки трансформатора повинні бути на 20В (27/1,41 = 19,14 т.к. на таку напругу трансформатори не роблять, то візьмемо найближче: 20В). Суть ясна.
Тепер про потужність: щоб TDA видала свої 70Вт, їй необхідний трансформатор потужністю мінімум 106Вт (ККД у мікросхеми 66%), бажано більше. Наприклад, для стерео підсилювача на TDA7294 дуже добре підійде трансформатор потужністю 250Вт.
Випрямний місток- Тут зазвичай питань не виникає, але все ж таки. Я особисто вважаю за краще ставити випрямні мости, т.к. не треба возитися з 4-ма діодами, так зручніше. Місток повинен мати наступні характеристики: зворотна напруга 100В, прямий струм 20А. Ставимо такий місток і не паримося, що одного "прекрасного" дня він згорить. Такого містка вистачає на дві мікросхеми та ємність конденсаторів у БП 60"000мкФ (коли конденсатори заряджаються, через місток проходить дуже високий струм)
Конденсатори- Як видно, у схемі БП використовується 2 типи конденсаторів: полярні (електролітичні) та неполярні (плівкові). Неполярні (С2, С3) необхідні придушення ВЧ перешкод. По ємності ставте що буде: від 0,33 до 4мкФ. Бажано ставити наші К73-17, досить непогані конденсатори. Полярні (С4-С7) необхідні придушення пульсації напруги, та й до того ж віддають свою енергію при піках навантаження підсилювача (коли трансформатор може забезпечити необхідний струм). По ємності досі люди сперечаються, скільки все ж таки потрібно. Я на досвіді зрозумів, що на одну мікросхему достатньо 10000 мкФ в плече. Напруга конденсаторів: вибирайте самі, залежно від живлення. Якщо у вас трансформатор на 20В, то пряма напруга буде 28,2В (20 х 1,41 = 28,2), конденсатори можна поставити на 35В. З неполярними те саме. Начебто б нічого не пропустив...
У результаті у нас вийшов БП, що містить 3 клеми: "+", "-" і "загальний" З БП закінчили, переходимо до мікросхеми.
Напруга живлення
Є такі екстремали, що запитують TDA7294 від 45В, потім дивуються: а що горить? Світиться тому, що мікросхема працює на межі. Зараз тут мені скажуть: "У мене +/-50В і все працює, не гони!!!", відповідь проста: "Врубай на максимальну гучність і засік час секундоміром"
Якщо у вас навантаження 4 Ома, оптимальне харчування буде +/- 27В (обмотки трансформатора на 20В)
Якщо у вас навантаження 8 Ом, оптимальне харчування буде +/- 35В (обмотки трансформатора на 25В)
З такою напругою живлення мікросхема працюватиме довго і без глюків (у мене витримувала КЗ виходу протягом хвилини, і нічого не згоріло, як справи з цим у товаришів екстремалів я не знаю, вони мовчать)
І ще: якщо ви все-таки вирішили зробити напругу живлення більшою за норму, то не забувайте: від спотворень ви все одно нікуди не подінетесь Більше 70Вт (напруга живлення +/-27В) з мікросхеми вичавлювати марно, т.к. слухати цей скрегіт неможливо!
Ось графік залежності спотворень (THD) від вихідної потужності (Pout): 
Як бачимо, при вихідний потужності 70Вт спотворення в районі 0,3-0,8% - це цілком прийнятно і слух непомітно. При потужності 85Вт спотворення вже 10%, це вже хрип і скрегіт, загалом слухати звук за таких спотворень неможливо. Звідси виходить, що збільшуючи напругу живлення, ви збільшуєте вихідну потужність мікросхеми, а користь то? Все одно після 70Вт слухати неможливо!!! Так що прийміть до уваги, плюсів тут немає.
Схеми включення – оригінальна (звичайна)
C1- Краще ставити плівковий конденсатор К73-17, ємність від 0,33мкФ і вище (чим більше ємність, тим менше послаблюється низька частота, тобто всіма улюблені баси).
С2- Краще ставити 220мкФ 50В - знову ж таки, баси стануть кращими
С3, С4- 22мкФ 50В - визначають час включення мікросхеми (що більша ємність, тим довша тривалість включення)
С5- ось він, конденсатор ПІС (як його підключати я написав у пункті 2.1 (у самому кінці). Його теж краще взяти 220мкФ 50В (відгадайте з 3-х разів...баси будуть краще)
С7, С9- Плівкові, номінал будь-який: 0,33мкФ та вище на напругу 50В і вище
С6, С8- Можна не ставити, у нас у БП уже стоять конденсатори
R2, R3- Визначають коефіцієнт посилення. За замовчуванням він дорівнює 32 (R3/R2), краще не міняти
R4, R5- По суті та сама функція, що й у C3, С4
На схемі є незрозумілі клеми VM та VSTBY – їх необхідно підключити до ПЛЮСУ живлення, інакше нічого працювати не буде.
Схеми включення - бруківка
Схема теж взята з даташиту: 
По суті ця схема представляє собою 2 простих підсилювача, з тією лише різницею, що колонка (навантаження) включена між виходами підсилювача. Є ще кілька нюансів, про них трохи пізніше. Така схема може використовуватися, коли у вас навантаження 8Ом (Оптимальне харчування мікросхем +/-25В) або 16Ом (Оптимальне харчування +/-33В). Для навантаження 4Ома робити бруківку безглуздо, мікросхеми не витримають струм - результат думаю відомий.
Як я сказав вище, бруківка схема збирається з двох звичайних підсилювачів. При цьому вхід другого підсилювача підключається до землі. Ще прошу звернути увагу на резистор який підключений між 14-ю "ногою" першої мікросхеми (на схемі: вгорі) і 2-ою "ногою" другої мікросхеми (на схемі: внизу). Це резистор зворотного зв'язку, якщо його не підключити, підсилювач не працюватиме.
Ще тут змінені ланцюги Mute (10-а "нога") та Stand-By (9-я "нога"). Це не важливо, робіть так, як вам подобається. Головне, щоб на лапах Mute і St-By була напруга більше 5В, тоді мікросхема працюватиме.
Пара слів про функції Mute та Stand-By
Mute - По суті, ця функція мікросхеми дозволяє відключити вхід. Коли виведення Mute (10я лапа мікросхеми) напруга від 0В до 2,3В виробляється ослаблення вхідного сигналу на 80дБ. При напрузі на 10й лапі більше 3,5В послаблення не відбувається
- Stand-By - Переведення підсилювача на черговий режим. Ця функція вимикає живлення вихідних каскадів мікросхеми. При напрузі на 9-му виведенні мікросхеми більше 3 вольт, вихідні каскади працюють у своєму нормальному режимі.
Реалізувати керування цими функціями можна двома способами:
В чому різниця? По суті своїй ні в чому робіть так, як вам зручно. Я особисто вибрав перший варіант (роздільне управління)
Висновки обох схем мають бути підключені або до "+" живлення (у цьому випадку мікросхема включена, звук є), або до "загального" (мікросхема вимкнена, звуку немає).
Друкована плата
Ось друкована плата для формату TDA7294 Sprint-Layout: завантажити .
Плата намальована із боку доріжок, тобто. під час друку треба дзеркати (для лазерно-прасного методу виготовлення друкованих плат)
Друковану плату я робив універсальну, на ній можна зібрати як просту схему, так і бруківку. Для перегляду потрібна програма Sprint Layout.
Пробіжимося по платі і розберемо що до чого належить:
Основна плата(в самому верху) - містить 4 простих схеми з можливістю об'єднання їх у бруківки. Тобто. на цій платі можна зібрати або 4 канали, або 2 мостові канали, або 2 простих канали і один бруківки. Універсал одним словом.
Зверніть увагу на резистор 22к обведений червоним квадратом, його необхідно впаювати якщо ви плануєте робити бруківку схеми, так само необхідно впаяти вхідний конденсатор, як показано на розводці (хрестик і стрілочка). Радіатор можна купити в магазині Чіп та Діп, продається там такий 10х30см, плата робилася якраз під нього.
Плата Mute/St-By- Так вийшло, що для цих функцій я зробив окрему плату. Все підключати за схемою. Mute (St-By) Switch - це перемикач (тумблер), на розведенні показано які контакти замикати, щоб мікросхема працювала.
Сигнальні дроти від плати Mute/St-By на основній платі підключатимуть так: 
Провід живлення (+V та GND) підключати до блоку живлення.
Конденсатори можна поставити 22мкФ 50В (не 5 штук у ряд, а одну штуку. Кількість конденсаторів залежить від кількості мікросхем, керованих цією платою)
Плати БП.Тут все просто, впаюємо місток, електролітичні конденсатори, підключаємо дроти, НЕ ПУТАЄМО ПОЛЯРНІСТЬ!
Сподіваюся, збірка не викличе труднощів. Друкована плата перевірена, чи все працює. При правильному збиранні підсилювач запускається відразу.
Підсилювач не заробив з першого разу
Ну що ж, буває. Відключаємо підсилювач від мережі та починаємо шукати помилку у монтажі, як правило у 80% випадків помилка у неправильному монтажі. Якщо нічого не знайдено, то знову вмикаємо підсилювач у мережу, беремо вольтметр і перевіряємо напруги:
- Почнемо з напруги живлення: на 7-ій та 13-ій лапі повинен бути "+" живлення; На 8-ій та 15-ій лапах має бути "-" харчування. Напруги повинні бути однакової величини (принаймні, розкид повинен бути не більше 0,5В).
- На 9 і 10 лапах має бути напруга більше 5В. Якщо напруга менша, ви помилилися в платі Mute/St-By (переплутали полярність, тумблер не так поставили)
- При замкнутому на землю вході, на виході підсилювача має бути 0В. Якщо там напруга більша за 1В, то тут уже щось із мікросхемою (можливо шлюб або ліва мікросхема)
Якщо всі пункти гаразд, то мікросхема має працювати. Перевірте рівень гучності джерела звуку. Я коли тільки зібрав цей підсилювач, вмикаю його в мережу ... звуку немає ... через 2 секунди все заграло, знаєте чому? Момент включення підсилювача припав на паузу між треками, ось так буває.
(С) Михайло aka ~ D " Evil ~ Санкт-Петербург, 2006р.
