↑ Функциональная схема TDA2822M
приведена в документации . Как видно из рис. 1, каждый канал усилителя по структуре близок к типовой схеме Лина. Усилители имеют общие функциональные узлы: цепи задания опорного тока I REF для генераторов стабильного тока (ГСТ) в цепях эмиттеров дифференциальных каскадов, цепь задания смещения R3, D6 на базах ключей Q12, Q13 и цепи поддержания токов покоя I0 CONTROL выходных каскадов усилителя.
Данное решение способствует улучшению стабильности работы усилителя в мостовом режиме. Каждый канал усилителя состоит из дифференциального каскада Q9…Q11 (Q14…Q16), усилителя напряжения Q7 (Q18) и выходного каскада Q1…Q6 (Q18…Q24).
Рис. 1. Функциональная схема TDA2822M из Datasheet
Дифференциальный каскад имеет динамическую нагрузку в виде токового зеркала на элементах Q8, D5 (Q17, D6).
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.
Обратите внимание, что другие цепи встроенной защиты выходного каскада отсутствуют, что сделано из соображений лучшего использования источника питания, к сожалению, в ущерб надежности. Выводы 5 и 8 микросхемы соединяются с общим проводом по переменному току
В этом случае коэффициент передачи усилителя с отрицательной обратной связью составит:
Выводы 5 и 8 микросхемы соединяются с общим проводом по переменному току. В этом случае коэффициент передачи усилителя с отрицательной обратной связью составит:
Ku=20lg(1+R1/R2)= 20lg(1+R5/R4)=39 дБ.
Структурная схема ИС представлена на рис. 2.
Рис. 2. Структурная схема TDA2822M
Экспериментально определено, что сумма сопротивлений резисторов R1+R2 и R5+R4 равна 51,575 кОм. Зная коэффициент усиления, несложно вычислить, что R1=R5=51 кОм, а R2=R4=0,575 кОм.
Чтобы уменьшить коэффициент усиления микросхемы с ООС, обычно последовательно с R2 (R4) включают дополнительный резистор. В данном случае такому схемотехническому приему «мешают» открытые транзисторные ключи на транзисторах Q12 (Q13).
Но даже, если предположить, что ключи не оказывают влияния на коэффициент передачи с обратной связью, маневр по уменьшению коэффициента усиления незначителен – не более 3 дБ; в противном случае не гарантируется устойчивость усилителя, охваченного ООС.
Поэтому можно поэкспериментировать с изменением коэффициента передачи усилителя, учтя, что сопротивление дополнительного резистора лежит в пределах 100…240 Ом.
В завершение
На сайте автора сказано что схема может развивать мощность 280 Ватт, так ли это — нужно экспериментировать. Тем не менее, подобную схему уже много раз собирали в интернете и отзывы очень положительные, схема выдает сочные басы и запас по мощности получается очень большой.
Литература и ресурсы:
- Чем MacBook лучше ультрабука на Windows
- Универсальные ключи для домофонов – современные уникальные отмычки
- Прошивка антирадаров, радар-детекторов, как перепрошить, прошить?
- По самой низкой цене. Радио гарнитуры на голову с одной, двумя гарнитурами, радио петлички Shure
- СУПЕРЗАПРАВКА — Часть 3: обзор лучших принтеров и МФУ 2017 года — Обзоры принтеров и МФУ. Помощь в выборе. — Статьи
- Обзор бюджетного смартфона Meizu M3s
- Роль металлического швеллера в народном хозяйстве
- Двуокись углерода — газообразная и жидкая
- Дополнительные функции холодильников
- Что такое матрица фотоаппарата
← Чем MacBook лучше ультрабука на WindowsПравила поведения учеников в школе →
Архивы
АрхивыВыберите месяц Февраль 2022 (2) Январь 2022 (3) Декабрь 2021 (4) Ноябрь 2021 (2) Октябрь 2021 (6) Апрель 2021 (1) Март 2021 (3) Февраль 2021 (2) Январь 2021 (1) Декабрь 2020 (1) Ноябрь 2020 (1) Октябрь 2020 (1) Сентябрь 2020 (2) Июль 2020 (2) Июнь 2020 (1) Апрель 2020 (1) Март 2020 (3) Февраль 2020 (2) Декабрь 2019 (2) Октябрь 2019 (3) Сентябрь 2019 (3) Август 2019 (4) Июнь 2019 (4) Февраль 2019 (2) Январь 2019 (2) Декабрь 2018 (2) Ноябрь 2018 (2) Октябрь 2018 (3) Сентябрь 2018 (2) Август 2018 (3) Июль 2018 (2) Апрель 2018 (2) Март 2018 (1) Февраль 2018 (2) Январь 2018 (1) Декабрь 2017 (2) Ноябрь 2017 (2) Октябрь 2017 (2) Сентябрь 2017 (4) Август 2017 (5) Июль 2017 (1) Июнь 2017 (3) Май 2017 (1) Апрель 2017 (6) Февраль 2017 (2) Январь 2017 (2) Декабрь 2016 (3) Октябрь 2016 (1) Сентябрь 2016 (2) Август 2016 (1) Июль 2016 (9) Июнь 2016 (3) Апрель 2016 (5) Март 2016 (1) Февраль 2016 (3) Январь 2016 (3) Декабрь 2015 (3) Ноябрь 2015 (4) Октябрь 2015 (6) Сентябрь 2015 (5) Август 2015 (1) Июль 2015 (1) Июнь 2015 (3) Май 2015 (3) Апрель 2015 (3) Март 2015 (2) Январь 2015 (4) Декабрь 2014 (9) Ноябрь 2014 (4) Октябрь 2014 (4) Сентябрь 2014 (7) Август 2014 (3) Июль 2014 (2) Июнь 2014 (6) Май 2014 (4) Апрель 2014 (2) Март 2014 (2) Февраль 2014 (5) Январь 2014 (4) Декабрь 2013 (7) Ноябрь 2013 (6) Октябрь 2013 (7) Сентябрь 2013 (8) Август 2013 (2) Июль 2013 (1) Июнь 2013 (2) Май 2013 (4) Апрель 2013 (7) Март 2013 (7) Февраль 2013 (7) Январь 2013 (11) Декабрь 2012 (7) Ноябрь 2012 (5) Октябрь 2012 (2) Сентябрь 2012 (10) Август 2012 (14) Июль 2012 (5) Июнь 2012 (21) Май 2012 (13) Апрель 2012 (4) Февраль 2012 (6) Январь 2012 (6) Декабрь 2011 (2) Ноябрь 2011 (9) Октябрь 2011 (14) Сентябрь 2011 (22) Август 2011 (1) Июль 2011 (5)
Печатная плата
Теперь расскажу о печатной плате. Развести ее не составит особого труда, поскольку схема почти полностью симметрична по каждому каналу. Нужно стараться максимально отдалить входные и выходные цепи друг от друга — это предотвратит самовозбуждение, множество помех, убережёт от лишних проблем.
Стеклотекстолит можно брать толщиной от 1 до 2х миллиметров, в принципе особой прочности плате и не нужно
После травления дорожки нужно хорошо залудить припоем с канифолью (или флюсом), не игнорируйте этот шаг — это очень важно!. Разводку дорожек для печатной платы я выполнял вручную, на листе бумаги в клеточку с помощью простого карандаша
Так я делал еще с тех времен, когда о SprintLayout и технологии ЛУТ можно было только помечтать. Вот сканированный трафарет рисунка печатной платы для УНЧ:
Разводку дорожек для печатной платы я выполнял вручную, на листе бумаги в клеточку с помощью простого карандаша. Так я делал еще с тех времен, когда о SprintLayout и технологии ЛУТ можно было только помечтать. Вот сканированный трафарет рисунка печатной платы для УНЧ:
Рис. 10. Печатная плата усилителя и расположение компонентов на ней (клик — открыть в полный размер).
Конденсаторы С21, С3, С20, С4 — на плате нарисованной вручную отсутствуют, они нужны для фильтрации напряжения по питанию, я их установил в самом блоке питания.
Спасибо Александру за разводку печатной платы в программе Sprint Layout!
Рис. 11. Печатная плата для УМЗЧ на микросхеме TDA7250 от Александра.
В одной из моих статей я рассказал как изготовить эту печатную плату методом ЛУТ.
- Скачать печатную плату в формате *.lay от Александра — (84 КБ).
- Печатная плата в формате *.lay от Виталия Новака — (35 КБ);
- Печатная плата в формате *.lay6 от Fivist — (50Кб);
- Печатная плата в формате *.lay6 от Patunum — (160 КБ).
Насчет форматов файлов:
- *.lay — файлы для программы Sprint Layout версий 5.0 (2006г.) и 6.0 (2013г.);
- *.lay6 — файлы для Sprint Layout, которые открываются только в программе начиная с 6-й версии.
Насчет соединительных проводов по питанию и на выходе схемы УМЗЧ — они должны быть как можно короче и с поперечным сечением не менее 1,5мм. В данном случае, чем меньше длина и больше толщина проводников, тем меньше потерь тока и наводок в схеме усиления мощности.
В результате получились 4 канала усиления на двух маленьких платках:
Рис. 12. Фото готовых плат УМЗЧ для для четырех каналов усиления мощности.
Схема усилителя мощности НЧ на микросхеме TDA7250
Микросхема TDA7250 в корпусе DIP-20 — это надежный стерео-драйвер для транзисторов Дарлингтона (составные транзисторы с высоким коэффициентом усиления), на основе которого можно построить высококачественный двухканальный стерео-УМЗЧ.
Выходная мощность такого усилителя может достигать и даже превышать 100Вт на канал при сопротивлении нагрузки 4Ом, она зависит от типа используемых транзисторов и напряжения питания схемы.
После сборки экземпляра такого усилителя и первых испытаний, я был приятно удивлен качеством звучания, мощностью и тем как «оживала» музыка издаваемая этой микросхемой в компании с транзисторами КТ825, КТ827. В композициях начали прослушиваться очень мелкие детали, инструменты звучали насыщенно и «легко».
Спалить данную микросхему можно несколькими способами:
- Переполюсовка линий питания;
- Превышение уровня максимально допустимого напряжения питания ±45В;
- Перегрузка по входу;
- Высоким статическим напряжением.
Рис. 1. Микросхема TDA7250 в корпусе DIP-20, внешний вид.
Даташит (datasheet) на микросхему TDA7250 — (135 КБ).
Рис. 2. Схема стерео-усилителя низкой частоты на микросхеме TDA7250 и транзисторах КТ825, КТ827.
Также, для более хорошего понимания того что происходит в микросхеме, не лишним будет привести здесь ее структурную схему из документации:
Рис. 3. Структурная схема интегрального усилителя TDA7250 (block diagram).
На некоторых зарубежных сайтах в схемах усилителей на основе этой микросхемы можно встретить дополнительный резистор на 100К, устанавливаемый между резистором R9 и -Vs (в цепочке для установки тока покоя выходных каскадов — вывод 3).
Если изучить блок-схему TDA7250, то можно понять что этот резистор там не нужен. А вот в цепочке, которая подключена к выводу 8, резистор на 100К необходим, поскольку внутри микросхемы этот вывод подключен к входу операционного усилителя и внешний резистор на 100К задает некоторое необходимое напряжение смещения.
Поэтому внешние цепочки, подключаемые к выводам 3 и 8 микросхемы, не должны быть идентичными — это не ошибка в даташите, как кто-то может подумать.
Для этой схемы УМЗЧ был собран самодельный двуполярный блок питания на +/- 36В, с емкостями 20 000 мкФ в каждом плече (+Vs и -Vs).
Разновидности усилителей мощности для согласующих трансформаторов
Здесь фигурируют такие устройства:
- Входные. Их задача – согласовывать выходное сопротивление входного сигнального источника с идущим после этого каскадом.
- Межкаскадные. Согласовывают это же сопротивление, но предыдущего каскада. При этом идёт входное сопротивление нового каскада.
- Выходные. Нормализуют обозначенное сопротивление, но оконечного каскада с сопротивлением его воздействия.
Входные данные обозначаются буквами:
- Т – первый компонент.
- ВТ – входной сигнал для транзисторных аппаратов.
- Нумерация разработки.
Пример: ТВТ-1 – это входной трансформатор для транзисторных агрегатов с числовым обозначением разработки 1.
Выходные СТ обозначаются так:
- компонент – Т,
- ОТ (оконечный вариант для транзисторных приборов)
- порядковая цифра разработки.
Пример: ТОТ-4 – выходной СТ для устройств с транзисторами, разработка №4.
Межкаскадные виды имеют такие обозначения:
- Т,
- М,
- число – показатель мощности,
- нумерация разработки.
Пример – ТМ15 – 45. Это миниатюрный СТ с каскадами, мощностью 15 А. Разработка №45.
Также существуют выходные модели ТОЛ. Здесь:
- Т – трансформатор,
- О – оконечный,
- Л – ламповый тип.
Они полностью удерживают заданные параметры в спектре от 300 до 10 000 Гц. Их рабочие мощности находятся в диапазоне 0,1…6 В*А. Допустимая неравномерность характеристик на предельных частотах составляет максимум 2 дБ. Наивысший показатель искажений – 5%.
Основные узлы регулируемого блока питания
Трансформаторный источник питания в большинстве случаев выполняется по следующей структурной схеме.
Узлы трансформаторного БП.
Понижающий трансформатор снижает напряжение сети до необходимого уровня. Полученное переменное напряжение преобразуется в импульсное с помощью выпрямителя. Выбор его схемы зависит от схемы вторичных обмоток трансформатора. Чаще всего применяется мостовая двухполупериодная схема. Реже – однополупериодная, так как она не позволяет полностью использовать мощность трансформатора, да и уровень пульсаций выше. Если вторичная обмотка имеет выведенную среднюю точку, то двухполупериодная схема может быть построена на двух диодах вместо четырех.
Двухполупериодный выпрямитель для трансформатора со средней точкой.
Если трансформатор трехфазный (и имеется трехфазная цепь для питания первичной обмотки), то выпрямитель можно собрать по трехфазной схеме. В этом случае уровень пульсаций наиболее низок, а мощность трансформатора используется наиболее полно.
После выпрямителя устанавливается фильтр, который сглаживает импульсное напряжение до постоянного. Обычно фильтр состоит из оксидного конденсатора, параллельно которому ставится керамический конденсатор малой емкости. Его назначение – компенсировать конструктивную индуктивность оксидного конденсатора, который изготовлен в виде свернутой в рулон полоски фольги. В результате получившаяся паразитная индуктивность такой катушки ухудшает фильтрующие свойства на высоких частотах.
Далее стоит стабилизатор. Он может быть как линейным, так и импульсным. Импульсный сложнее и сводит на нет все преимущества трансформаторного БП в нише выходного тока до 2..3 ампер. Если нужен выходной ток выше этого значения, проще весь источник питания выполнить по импульсной схеме, поэтому обычно здесь используется линейный регулятор.
Выходной фильтр выполняется на базе оксидного конденсатора относительно небольшой емкости.
Обобщенная блок-схема импульсного БП.
Импульсные источники питания строятся по другому принципу. Так как потребляемый ток имеет резко несинусоидальный характер, на входе устанавливается фильтр. На работоспособность блока он не влияет никак, поэтому многие промышленные производители БП класса Эконом его не ставят. Можно не устанавливать его и в простом самодельном источнике, но это приведет к тому, что устройства на микроконтроллерах, питающиеся от той же сети 220 вольт, начнут сбоить или работать непредсказуемо.
Дальше сетевое напряжение выпрямляется и сглаживается. Инвертор на транзисторных ключах в цепи первичной обмотки трансформатора создает импульсы амплитудой 220 вольт и высокой частотой – до нескольких десятков килогерц, в отличие от 50 герц в сети. За счет этого силовой трансформатор получается компактным и легким. Напряжение вторичной обмотки выпрямляется и фильтруется. За счет высокой частоты преобразования здесь могут быть использованы конденсаторы меньшей емкости, что положительно сказывается на габаритах устройства. Также в фильтрах высокочастотного напряжения становится целесообразным применение дросселей – малогабаритные индуктивности эффективно сглаживают ВЧ пульсации.
Регулирование напряжения и ограничение тока выполняется за счет цепей обратной связи, на которые подается напряжение с выхода источника. Если из-за повышения нагрузки напряжение начало снижаться, то схема управления увеличивает интервал открытого состояния ключей, не снижая частоты (метод широтно-импульсного регулирования). Если напряжение надо уменьшить (в том числе, для ограничения выходного тока), время открытого состояния ключей уменьшается.
Возможно заинтересует: Как из старого блока питания компьютера сделать зарядное устройство
Обзор платы
Итак, у нашего усилителя 15 Ватт на один канал. На плате все элементы уже подписаны, что сделает работу с усилителем намного проще.
Первое, что бросается в глаза — это то, что наборе к усилителю нет радиатора. Возможно, усилитель не нагревается во время своей работы.
На самой плате находятся два резистора одного номинала. Возле микросхемы есть место для установки перемычки. Поэтому микросхему надо будет спаивать почти в самом конце работы.
Первым делом нужно будет откусить провода, соединить их в перемычку и запаять можно китайским флюсом.
Тестировать усилители будем разные, но на одних и тех же динамиках. Поэтому будем использовать три двойных провода. Один под питание, а остальные два для динамиков.
Чтобы ничего не перепутать, внимательно посмотрите на плату и то, где находятся выходы. Они обозначены надписями OUT1 и 2, рядом с отверстиями будут находиться знаки «плюс» и «минус2.
В нижней части платы показаны еще отверстия для проводки плюс 12 вольт и минус 12 вольт. Минус в этой области есть общий и еще здесь же находится вход звукового сигнала.
Печатная плата
Теперь расскажу о печатной плате. Развести ее не составит особого труда, поскольку схема почти полностью симметрична по каждому каналу. Нужно стараться максимально отдалить входные и выходные цепи друг от друга — это предотвратит самовозбуждение, множество помех, убережёт от лишних проблем.
Стеклотекстолит можно брать толщиной от 1 до 2х миллиметров, в принципе особой прочности плате и не нужно
После травления дорожки нужно хорошо залудить припоем с канифолью (или флюсом), не игнорируйте этот шаг — это очень важно!. Разводку дорожек для печатной платы я выполнял вручную, на листе бумаги в клеточку с помощью простого карандаша
Так я делал еще с тех времен, когда о SprintLayout и технологии ЛУТ можно было только помечтать. Вот сканированный трафарет рисунка печатной платы для УНЧ:
Разводку дорожек для печатной платы я выполнял вручную, на листе бумаги в клеточку с помощью простого карандаша. Так я делал еще с тех времен, когда о SprintLayout и технологии ЛУТ можно было только помечтать. Вот сканированный трафарет рисунка печатной платы для УНЧ:
Рис. 10. Печатная плата усилителя и расположение компонентов на ней (клик — открыть в полный размер).
Конденсаторы С21, С3, С20, С4 — на плате нарисованной вручную отсутствуют, они нужны для фильтрации напряжения по питанию, я их установил в самом блоке питания.
Спасибо Александру за разводку печатной платы в программе Sprint Layout!
Рис. 11. Печатная плата для УМЗЧ на микросхеме TDA7250 от Александра.
В одной из моих статей я рассказал как изготовить эту печатную плату методом ЛУТ.
- Скачать печатную плату в формате *.lay от Александра — (84 КБ).
- Печатная плата в формате *.lay от Виталия Новака — (35 КБ);
- Печатная плата в формате *.lay6 от Fivist — (50Кб);
- Печатная плата в формате *.lay6 от Patunum — (160 КБ).
Насчет форматов файлов:
- *.lay — файлы для программы Sprint Layout версий 5.0 (2006г.) и 6.0 (2013г.);
- *.lay6 — файлы для Sprint Layout, которые открываются только в программе начиная с 6-й версии.
Насчет соединительных проводов по питанию и на выходе схемы УМЗЧ — они должны быть как можно короче и с поперечным сечением не менее 1,5мм. В данном случае, чем меньше длина и больше толщина проводников, тем меньше потерь тока и наводок в схеме усиления мощности.
В результате получились 4 канала усиления на двух маленьких платках:
Рис. 12. Фото готовых плат УМЗЧ для для четырех каналов усиления мощности.
Детали для усилителя мощности
Расскажу подробнее об особенностях деталей усилителя. Перечень радиодеталей для сборки схемы:
| Название | Количество, шт | Примечание |
| TDA7250 | 1 | |
| КТ825 | 2 | |
| КТ827 | 2 | |
| 1,5 кОм | 2 | |
| 390 Ом | 4 | |
| 33 Ом | 4 | мощностью 0,5Вт |
| 0,15 Ом | 4 | мощностью 5Вт |
| 22 кОм | 3 | |
| 560 Ом | 2 | |
| 100 кОм | 3 | |
| 12 Ом | 2 | мощностью 1Вт |
| 10 Ом | 2 | мощностью 0,5Вт |
| 2,7 кОм | 2 | |
| 100 Ом | 1 | |
| 10 кОм | 1 | |
| 100 мкФ | 4 | электролитический |
| 2,2 мкФ | 2 | слюдяной или пленочный |
| 2,2 мкФ | 1 | электролитический |
| 2,2 нФ | 2 | |
| 1 мкФ | 2 | слюдяной или пленочный |
| 22 мкФ | 2 | электролитический |
| 100 пФ | 2 | |
| 100 нФ | 2 | |
| 150 пФ | 8 | |
| 4,7 мкФ | 2 | электролитический |
| 0,1 мкФ | 2 | слюдяной или пленочный |
| 30 пф | 2 |
Катушки индуктивности на выходе УМЗЧ наматываются на каркасе диаметром 10мм и содержат по 40 витков эмалированного медного провода диаметром 0,8-1мм в два слоя (по 20 витков на слой). Чтобы витки не распадались их можно скрепить плавким силиконом или клеем.
Конденсаторы С22, С23, С4, С3, С1, С2 должны быть рассчитаны на напряжение 63В, остальные электролиты — на напряжение от 25В. Входные конденсаторы С6 и С5 — неполярные, пленочные или слюдяные.
Схема усилителя мощности НЧ на микросхеме TDA7250
Микросхема TDA7250 в корпусе DIP-20 — это надежный стерео-драйвер для транзисторов Дарлингтона (составные транзисторы с высоким коэффициентом усиления), на основе которого можно построить высококачественный двухканальный стерео-УМЗЧ.
Выходная мощность такого усилителя может достигать и даже превышать 100Вт на канал при сопротивлении нагрузки 4Ом, она зависит от типа используемых транзисторов и напряжения питания схемы.
После сборки экземпляра такого усилителя и первых испытаний, я был приятно удивлен качеством звучания, мощностью и тем как «оживала» музыка издаваемая этой микросхемой в компании с транзисторами КТ825, КТ827. В композициях начали прослушиваться очень мелкие детали, инструменты звучали насыщенно и «легко».
Спалить данную микросхему можно несколькими способами:
- Переполюсовка линий питания;
- Превышение уровня максимально допустимого напряжения питания ±45В;
- Перегрузка по входу;
- Высоким статическим напряжением.
Рис. 1. Микросхема TDA7250 в корпусе DIP-20, внешний вид.
Даташит (datasheet) на микросхему TDA7250 — (135 КБ).
Рис. 2. Схема стерео-усилителя низкой частоты на микросхеме TDA7250 и транзисторах КТ825, КТ827.
Также, для более хорошего понимания того что происходит в микросхеме, не лишним будет привести здесь ее структурную схему из документации:
Рис. 3. Структурная схема интегрального усилителя TDA7250 (block diagram).
На некоторых зарубежных сайтах в схемах усилителей на основе этой микросхемы можно встретить дополнительный резистор на 100К, устанавливаемый между резистором R9 и -Vs (в цепочке для установки тока покоя выходных каскадов — вывод 3).
Если изучить блок-схему TDA7250, то можно понять что этот резистор там не нужен. А вот в цепочке, которая подключена к выводу 8, резистор на 100К необходим, поскольку внутри микросхемы этот вывод подключен к входу операционного усилителя и внешний резистор на 100К задает некоторое необходимое напряжение смещения.
Поэтому внешние цепочки, подключаемые к выводам 3 и 8 микросхемы, не должны быть идентичными — это не ошибка в даташите, как кто-то может подумать.
Для этой схемы УМЗЧ был собран самодельный двуполярный блок питания на +/- 36В, с емкостями 20 000 мкФ в каждом плече (+Vs и -Vs).
