↑ Усилитель для наушников на микросхеме BA5415A [2]
Микросхема BA5415A попала в список рекомендуемых для использования в усилителе для наушников волей случая.Наш местный поэт и бард Сергей Алексеевич Круговых, окрыленный очередной поездкой в Друкшяй, занимался увековечиванием своих произведений на персональном компьютере, пожаловался мне на отсутствие гнезда для наушников в его компьютерных активных акустических системах.Кто не в курсе, Друкшяй – живописное место в Белоруссии, куда каждый год, начиная с августа 1967, собираются команды из Таллинна, Риги, Шауляя, Минска, Москвы, Великого Новгорода и других городов. Эти веселые и доброжелательные люди приезжают встретиться и отдохнуть. Традиционным является песенный конкурс «Друкшяйские Зори».Чтобы не вспугнуть озарение поэта, я немедленно приступил к улучшению его рабочего места: приобрел телефонное гнездо, нашел с десяток резисторов (для подбора в качестве токоограничивающих на выходе усилителя) и подарил ему свои вторые наушники ТДС-5. Результаты модернизации превзошли все ожидания – звук в наушниках оказался на редкость замечательным, поэтому я зарисовал схему в свой блокнот (рис. 4).
Рис. 4. Принципиальная схема стереофонического усилителя для наушников на микросхеме BA5415A
Характеристики усилителя на микросхеме ВА5415А фирмы Rohm:Выходная мощность: 3 Вт (4 Ом)Чувствительность: 100…150 мВВходное сопротивление: 47 кОмДиапазон воспроизводимых частот: 20…20000 ГцСопротивление нагрузки: 3…250 ОмКоэффициент нелинейных искажений: 0,06 %Соотношение сигнал/шум: 86 дБ (А)Ток покоя: 30 мА
На входе установлен регулятор громкости – сдвоенный переменный резистор сопротивлением 47 кОм. Коэффициент усиления микросхемы с отрицательной обратной связью может быть выставлен в диапазоне 33…45 дБ изменением резистора R2 (R3) в цепи обратной связи:Ku=20lg[1+44/(R2(R3))],где R2 (R3) – сопротивление внешнего резистора, кОм.Позднее, в Интернете я нашел информацию, что микросхема BA5415A (High – output dual power amplifier) применяется в усилителе для наушников ERGO AMP 1 швейцарской компании Precide с внешним источником питания 15…18 В/0,5 А, регулятором громкости 22 кОм, рис. 5.Внешний адаптер содержит силовой трансформатор, а диодный мост и стабилизированный источник питания (микросхема 7812, конденсаторы 5 х 1000 мкФх25 В = 5000 мкФ) размещены на печатной плате усилителя. Размеры корпуса 20х7х18 см, вес 1,1 кг.
Рис. 5. Внешний вид усилителя для наушников ERGO AMP 1 со снятой крышкой
Усилитель не содержит дефицитных комплектующих, их можно приобрести в магазинах радиотоваров.
Элементная база усилителя для наушников на BA5415A
Печатная плата для усилителя (рис. 6) спроектирована на основе Data Sheet микросхемы BA5415A.
Рис. 6. Размещение элементов на печатной плате
Микросхема стереофонического усилителя BA5415A установлена на небольшой пластине – теплоотводе (рис. 7).
- https://rudatasheet.ru/datasheets/tda2003/
- https://datagor.ru/amplifiers/chipamps/2765-tri-usilitelya-dlya-stereotelefonov-iz-podruchnyh-materialov.html
- https://kavmaster.ru/usilitel-na-mikroskheme-tda2003/
Блок питания
Вступление
Усилитель для сабвуфера делал не из-за отсутствия или экономии денег, а интереса ради. Параллельно со мной делал то же самое мой сын (уже сделал 2 штуки).
Я не меломан и не аудиофил, но музыку люблю, часто слушаю. Слухом не обделен, в тоже время, я не понимаю людей, которые начинают читать сотые доли нелинейных искажений, говорить о направленности проводов и слышимости верхних частот чуть ли ни ультразвукового диапазона. Все это фигня и называется словом – «болезнь». Не все люди наделены идеальным слухом, поэтому у каждого свой потолок. Главное в музыке, что бы она доставляла удовольствие. Если Вам нравится звучание вашей магнитолы, акустики, усилителя, то вот Вам и счастье. Теперь осталось только сделать усилитель и блок питания к нему (преобразователь напряжения).
Усилитель для сабвуфера на TDA7294 (мостовая схема)
Почему TDA7294? Очень дешево для начинающих, хорошие параметры. Усилитель очень прост в изготовлении. Печатных плат полно в Интернете. Я делал свою печатку под свой корпус. Не
зацикливайтесь на поисках идеальной платы. Берите ту, которая устраивает Вас по конструкции и размерам. Работать будут практически любые платы, в которых не допущены ошибки. Желательно, что бы земля сходились в одной точке, но если это не так, то не факт, что схема не будет работать или возбуждаться. На моей плате 1 и 4 выводы микросхемы подходят к земле не по отдельности, а соединены последовательно. Все работает без проблем. Если вы впервые собираете такие схемы, то лучше всего собрать типовую схему включения. Все схемы типа Сырицо и другие самоделки могут не пойти, так как они подгонялись авторами под себя и под свои детали. Типовая схема включения не критична к применяемым деталям и при правильном монтаже начинает работать сразу. Конденсаторы по питанию не обязательно большой емкости. 2200 мкФ за уши. Большим минусом схемы является тепловыделение, поэтому радиатор побольше. Я применил то, что было под рукой (оказался маловат), сильно греется, пришлось ставить три вентилятора 50х50 мм (теперь радиатор слегка теплый). Если есть возможность, лучше ставить большой радиатор, не надеясь на вентиляторы, так как вентиляторы могут отказать. Они в компьютерах то недолго работают, а в багажнике и подавно загнутся раньше времени. Еще одна прописная истина – микросхемы на радиатор только через изоляционные прокладки и желательно термопаста.
Моя печатная плата рабочая на все 100%. Делалась утюжной технологией. Если кто будет ее повторять, то пропаяйте дорожки питания и выход на динамик.
Пару слов про кроссовер. Схема из сайта Шихатова. Схема объяснений не требует. У меня не пошла микросхема 544УД2 и ее зарубежный аналог (поменял несколько микросхем). Возбуждалась на частоте около 1 МГц. Поменял ее на УД6 и все стало нормально. Переменники используйте хорошие иначе не миновать треска в динамике.
Конструкция корпуса у каждого своя, я делал по старой проверенной технологии из фольгинированного текстолита. Стоит он недорого, хорошо обрабатывается, корпус получается крепкий и красивый. Покрашен антигравием. Разъем под питание и динамик самодельный, использовал часть мощного реле. Усилитель представляет собой законченную конструкцию. При 35 вольтах выдает 180 Вт неискаженного сигнала (по осциллографу).
PS: Для меня усилитель обошелся дешево, но если у вас нет запаса деталей и Вам придется все покупать, то это будет представлять определенную сумму денег. Вначале посчитайте затраты, а потом беритесь за работу. В любом случаи данный усилитель идеально подходит для начального уровня.
Схема включения и описание микросхемы TDA7294, даташит (datasheet), внешний вид и структурная схема интегрального усилителя НЧ.
В микросхеме предусмотрена защита выходного каскада от короткого замыкания, термозащита (переключение усилителя при перегреве при чрезмерных нагрузках на пониженную мощность), защита от скачков напряжения, режим отключения (Standby), режим включения/отключения входного сигнала (Mute), а также защита от «щелчка» при включении/выключении.
Несколько советов по выбору радиатора охлаждения.
Расчёт радиатора пассивного охлаждения сопряжён со сложными вычислениями и измерениями. Результаты зависят от множества переменных, а значения некоторых из них радиолюбителю могут быть неизвестны.
Однако есть несколько простых правил, которые позволяют обеспечить надёжное охлаждение любых компонентов электронной аппаратуры.
- Нужно обеспечить хороший контакт полупроводникового элемента с радиатором. Для этого желательно хорошо выровнять контактируемую поверхность радиатора и применить теплопроводную пасту КПТ-8 или любую другую. Когда нет ничего подходящего, можно использовать силиконовую смазку.
- При использовании изоляционных прокладок между микросхемой и радиатором, использование теплопроводной пасты обязательно.
- Лучше всего выбирать радиаторы чёрного цвета с матовой поверхностью.
- Снижение температуры на 10ºС увеличивает ресурс микросхемы вдвое.
- Не стоит поднимать температуру радиатора выше 60… 65ºС, а температуру корпуса микросхемы выше 80… 85ºС.
Ориентировочно, необходимую площадь радиатора можно определить при помощи калькулятора, скачав последний из «Дополнительных материалов» к этой статье. Для данного УНЧ, необходимая площадь радиатора – 310см² и более.
Микросхема TDA7294 и ее особенности
TDA7294 – детище компании SGS-THOMSON Microelectronics, эта микросхема представляет собой усилитель низкой частоты AB класса, и построена на полевых транзисторах.
Из достоинств TDA7294 можно отметить следующее:
- выходная мощность, при искажениях 0,3–0,8 %:
- 70 Вт для нагрузки сопротивлением 4 Ом, обычная схема;
- 120 Вт для нагрузки сопротивлением 8 Ом, мостовая схема;
- функция приглушения (Mute) и функция режима ожидания (Stand-By);
- низкий уровень шумов, малые искажения, диапазон частот 20–20000 Гц, широкий диапазон рабочих напряжений — ±10–40 В.
Технические характеристики
| Технические характеристики микросхемы TDA7294 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Параметр | Условия | Минимум | Типовое | Максимум | Единицы |
| Напряжение питания | ±10 | ±40 | В | ||
| Диапазон воспроизводимых частот | Cигнал 3 dbВыходная мощность 1Вт | 20-20000 | Гц | ||
| Долговременная выходная мощность (RMS) | коэф-т гармоник 0,5%:Uп = ±35 В, Rн = 8 ОмUп = ±31 В, Rн = 6 ОмUп = ±27 В, Rн = 4 Ом | 606060 | 707070 | Вт | |
| Пиковая музыкальная выходная мощность (RMS), длительность 1 сек. | коэф-т гармоник 10%:Uп = ±38 В, Rн = 8 ОмUп = ±33 В, Rн = 6 ОмUп = ±29 В, Rн = 4 Ом | 100100100 | Вт | ||
| Общие гармонические искажения | Po = 5Вт; 1кГцPo = 0,1–50Вт; 20–20000Гц | 0,005 | 0,1 | % | |
| Uп = ±27 В, Rн = 4 Ом:Po = 5Вт; 1кГцPo = 0,1–50Вт; 20–20000Гц | 0,01 | 0,1 | % | ||
| Температура срабатывания защиты | 145 | °C | |||
| Ток в режиме покоя | 20 | 30 | 60 | мА | |
| Входное сопротивление | 100 | кОм | |||
| Коэффициент усиления по напряжению | 24 | 30 | 40 | дБ | |
| Пиковое значение выходного тока | 10 | А | |||
| Рабочий диапазон температур | 70 | °C | |||
| Термосопротивление корпуса | 1,5 | °C/Вт |
Назначение выводов
| Назначение выводов микросхемы TDA7294 | |||
|---|---|---|---|
| Вывод микросхемы | Обозначение | Назначение | Подключение |
| 1 | Stby-GND | «Сигнальная земля» | «Общий» |
| 2 | In- | Инвертирующий вход | Обратная связь |
| 3 | In+ | Неинвертирующий вход | Вход аудиосигнала через разделительный конденсатор |
| 4 | In+Mute | «Сигнальная земля» | «Общий» |
| 5 | N.C. | Не используется | – |
| 6 | Bootstrap | «Вольтодобавка» | Конденсатор |
| 7 | +Vs | Питание входного каскада (+) | Плюсовая клемма (+) блока питания |
| 8 | -Vs | Питания входного каскада (-) | Минусовая клемма (-) блока питания |
| 9 | Stby | Режим ожидания | Блок управления |
| 10 | Mute | Режим приглушения | |
| 11 | N.C. | Не используется | – |
| 12 | N.C. | Не используется | – |
| 13 | +PwVs | Питания выходного каскада (+) | Плюсовая клемма (+) блока питания |
| 14 | Out | Выход | Выход аудиосигнала |
| 15 | -PwVs | Питания выходного каскада (-) | Минусовая клемма (-) блока питания |
Обратите внимание. Корпус микросхемы связан с минусом питания (выводы 8 и 15)
Не забывайте про изоляцию радиатора от корпуса усилителя или изоляцию микросхемы от радиатора, установив ее через термопрокладку.
Также хочу заметить, что в моей схеме (как и в даташите) нет разделения входных и выходных «земель». Поэтому в описании и на схеме определения «общий», «земля», «корпус», GND следует воспринимать как понятия одного толка.
Отличие в корпусах
Микросхема TDA7294 выпускается двух видов – V (вертикальный) и HS (горизонтальный). TDA7294V, имея классическое вертикальное исполнение корпуса, первой сошла с конвейера и до настоящего времени является наиболее распространённой и доступной.
Комплекс защит
Микросхема TDA7294 имеет ряд защит:
- защита от перепадов напряжения питания;
- защита выходного каскада от короткого замыкания или перегрузки;
- тепловая защита. При нагреве микросхемы до 145 °С включается режим приглушения (Mute), а при 150 °С включается режим ожидания (Stand-By);
- защита выводов микросхемы от электростатических разрядов.
Первый запуск и испытания
Для начала стоит проверить правильность монтажа, прозвонить соседние дорожки на замыкание. Если всё собрано правильно – подаём на плату питание, подключив динамик, а вход сигнала оставив неподключенным. Регулятор громкости при этом желательно повернуть в минимальное положение, чтобы вход микросхемы замыкался в землёй. Подаём на плату питание, сразу же должен загореться светодиод.
Теперь аккуратно поворачиваем регулятор громкости, должен быть слышен небольшой треск в динамике, ведь вход теперь «висит в воздухе». Это означает, что микросхема работает – теперь можно подавать на вход музыку, например, с плеера, телефона или компьютера. Подключать такой усилитель можно к любым колонкам сопротивлением 4-16 Ом, чем ниже будет сопротивление динамика, тем больше будет выходная мощность, соответственно и нагрев микросхемы. Удачной сборки!
Скачать печатную плату
Скачано: 711, размер: 15.7 KB, дата: 25.Фев.2019
Готовые УМЗЧ звука
Микросхемы усилители PDF инструкции. Там есть и данный усилитель
Заключение для данных схем. Без каких-либо изменений схемы рис.1 описанный полный усилитель можно использовать и как автомобильный суперкласса, и как домашний комплекс среднего класса (в стационарных условиях рекомендую повысить напряжение питания до 18 В). TDA1555Q — находка для ремонтников он заменит любой из сгоревших УЗ как в импортных, так и в отечественных магнитолах, магниторадиолах, музыкальных центрах и других устройствах. Можно рекомендовать его и для модернизации морально устаревшие усилители (например, в Маяках серий 240, 242, 246, телевизорах и др.).
Электрическая схема включения микросхемы TDA2030.
Оконечные усилители собраны по типовой схеме. На чертеже изображён один из каналов оконечного усилителя.
C1, C8 – 100mkF
C2, C4, C7 – 0,22mkF
C3 – 1mkF
C5 – 47mkF
C6* – 15… 82pF
R1, R5 – 22k
R2 – 1Ω
R3 – 1k
R6 – 680R
R7* – 2k
FU1, FU2 – 1A
VD1, VD2 – КД208
Назначение элементов схемы.
С3 – разделительный.
R5, R6, C5 – цепь отрицательной обратной связи по переменному току, которая определяет коэффициент усиления, где R5 и R6 делитель напряжения, а C5 – разделительный. Уменьшение номинала R6 увеличивает коэффициент усиления, а увеличение наоборот.
VD1, VD2 – защищают выходной каскад от пробоя при работе на индуктивную нагрузку.
C1, C2, C7, C8 – блокировочные.
R2, C4 – цепь, предотвращающая самовозбуждение.
R7*, C6* – эта цепочка устанавливается в случае самовозбуждения (опционально).
R3 – балластный резистор, ограничивающий мощность подводимую у телефонам (наушникам).
FU1, FU2 – предохранители, защищающие блок питания от перегрузки при замыкании в цепи нагрузки или выходе микросхемы из строя.
Как сделать усилитель сабвуфера самостоятельно
Усилители сабвуфера находят свое применение в основном в сфере музыкальных мероприятий и развлечений, где качество звука имеет первостепенное значение в таких процессах, как создание и запись живой музыки. Итак, в этом руководстве мы рассмотрим пошаговые действия создания схемы усилителя сабвуфера с использованием популярной микросхемы аудио усилителя TDA2003.
Основным компонентом этой схемы является ИС усилителя звука TDA2003 мощностью 10 Вт. Данный прибор является усилителем мощности общего назначения, который используется в схемах проектирования стерео или моно аудио. TDA2003 может гарантированно обеспечить звуковые колонки заявленной мощностью при выходном токе до 3,5 А, а также способен выдерживать токи более высокого значения, вплоть до 5 А в течение короткого времени без каких-либо повреждений.
Сборка простой схемы усилителя сабвуфера на TDA2003
Компоненты оборудования
Для сборки этого проекта вам потребуются следующие детали:
| № | КОМПОНЕНТ | ЗНАЧЕНИЕ | КОЛИЧЕСТВО |
| 1 | Усилитель звука IC | TDA2003 | 1 |
| 2 | Динамик | 16 Ом | 1 |
| 3 | Аудиоразъем (штекер) | 3,5 мм | 1 |
| 4 | Плата усилителя сабвуфера | — | 1 |
| 5 | Потенциометр | 100 кОм | 1 |
| 6 | Конденсаторы | 470 мкФ, 2,2 мкФ, 250 пФ | 3 |
| 7 | Пленочный конденсатор | 1,8 мкФ/250 В | 1 |
| 8 | Паяльник | 45 Вт — 65 Вт | 1 |
| 9 | Паяльная проволока с флюсом | — | 1 |
| 10 | Резистор | 2.2 Ом, 220 Ом | 2 |
| 11 | Батарея постоянного тока | 12 В | 1 |
| 12 | Крепление батареи | — | 1 |
| 13 | Смартфон / ПК | — | 1 |
Усилитель сабвуфера — принципиальная схема
Заключение
Усилитель сабвуфера работает по следующему принципу. Аудиовход берется с такого устройства, как смартфон. Здесь конденсатор развязки 2,2 мкФ (C3) используется для блокировки любого сигнала постоянного тока, пропуская к микросхеме только переменный ток поступающий к входному контакту IN + IC усилителя TDA2003.
Выходной сигнал аудио усилителя IC затем проходит через фильтрующий конденсатор (C2), чтобы отфильтровать любой остаточный шум из выходного сигнала IC, прежде чем позволить ему перейти к выходу. Выходной аудио сигнал можно принимать на любой громкоговоритель с соответствующим сопротивлением.
Обычно такой усилитель используется в таких устройствах, как системы домашнего кинотеатра, чтобы динамики могли воспроизводить музыку с высокими басами без шума и в высоком качестве.
Скачать: Даташит
Предыдущая запись Что такое электролитические конденсаторы
Следующая запись Блок питания L200
↑ Усилитель для наушников на микросхеме BA5417
Также как и предыдущая, микросхема BA5417 предназначена для построения усилителей для радиоприемников и кассетных плееров с напряжением питания от 6 до 15 В. Схема усилителя для наушников изображена на рис. 8.
Рис. 8. Усилитель для наушников на микросхеме BA5417
В микросхеме BA5417 мое внимание привлекло наличие отдельных общих сигнальных «земель» в каждом из каналов (выводы 14 и 15 микросхемы), а также силового общего провода (вывод 7 микросхемы), что позволяет надеяться на лучшие характеристики усилителя. Коэффициент передачи схемы с обратной связью (43…47 дБ) определяется отношением резисторов внутри микросхемы и внешних резисторов:
Коэффициент передачи схемы с обратной связью (43…47 дБ) определяется отношением резисторов внутри микросхемы и внешних резисторов:
Ku=20lg[1+30000/(45+R1(R2))], где R1 (R2) — сопротивление резистора, Ом.
Конденсаторы С5 и С6 работают в цепях «вольтодобавки», имеются цепи Зобеля (R3, C9 и R4, C10) для предотвращения самовозбуждения при реактивном характере нагрузки.
Микросхема снабжена входом Stand by, при напряжении на нем выше 3,5 В включается рабочий режим, а при напряжении менее 1,2 В усилитель переходит в режим малого энергопотребления (20 мкА).
Характеристики усилителя на микросхеме ВА5417:
Выходная мощность: 3,5 Вт (4 Ом) Чувствительность: 20…50 мВ Входное сопротивление: 33 кОм Диапазон воспроизводимых частот: 20…20000 Гц Сопротивление нагрузки: 3…250 Ом Коэффициент нелинейных искажений (Rн=32 Ом, Рвых=0,25 Вт): 0,08% Соотношение сигнал/шум: 85 дБ (А) Ток покоя: 22 мА
Следует помнить, что величины емкостей оксидных конденсаторов в схеме влияют на время установления режимов работы усилителя по постоянному току после включения питания. При номиналах конденсаторов, указанных на схеме (рис.
Детали усилителя для наушников на BA5417
DA1 — Микросхема BA5417, корпус HSIP15 — 1 шт., R1, R2 — Рез.-0,25-160 Ом — 2 шт., R3, R4 — Рез.-0,5-2,2 Ом — 2 шт., R5, R6 — Рез.-0,25-1,0 кОм — 2 шт., R7, R8 — Рез.-0,5-1,5 Ом — 2 шт., C1, C2 — Конд.10/25V 0511 +105°C — 2 шт., C3, C4 — Конд.330/25V 0812 +105°C — 2 шт., C5, C6, C8 — Конд.100/25V 0812 105°C — 3 шт., C7, C11, C12 — Конд.1000/25V 1321 (1021) +105°C — 3 шт., C9, C10 — Конд.0,15/63V К73-17 — 2 шт., Вилка 3к. на плату PLS-3 2,54 — 1 шт., Джампер JP-2 для штыревых линеек и соединителей, шаг 2,54 мм — 1 шт., Печатная плата 70×50 мм — 1 шт.
На рис. 9 представлено размещение деталей на печатной плате усилителя на микросхеме BA5417.
Рис. 9. Расположение элементов на печатной плате усилителя
Попробуйте изготовить два блока питания, чтобы на практике оценить его влияние на звучание усилителя.
