Я бы сказал, что это просто супер простой усилитель, содержащий все четыре элемента и выдающий мощность 40 Вт на два канала!
4 детали и 40 Вт х 2 выходной мощности Карл! Это находка для автолюбителей, так как питается усилитель от 12 Вольт, полный диапазон от 8 до 18 Вольт. Его можно запросто встраивать в сабвуферы или акустические системы.
Все сегодня доступно благодаря использованию современной элементной базы. А именно микросхеме - TDA8560Q.
Это микросхема фирмы «PHILIPS». Ранее была в ходу TDA1557Q, на которой можно также собрать стерео усилитель с выходной мощностью 22 Вт. Но её в последствии модернизировали, обновив выходной каскад и появилась TDA8560Q с выходной мощностью 40 Вт на канал. Также аналогом является TDA8563Q.
Схема автомобильного усилителя на микросхеме
На схеме микросхема, два входных конденсатора и один фильтрующий. Фильтрующий конденсатор указан с минимальной емкостью 2200 мкФ, но лучшем решением будет взять 4 таких конденсатора и запараллелить, так вы обеспечите более стабильную работу усилителя на низких частотах. Микросхему нужно обязательно устанавливать на радиатор, чем больше, тем лучше.Сборка простого усилителя
Также можно увеличить в схеме число компонентов, повышающих надежность при эксплуатации, но не принципиально.
Тут добавилось ещё пять деталей, объясню для чего. Два резистора на 10 К Ом уберут фон, если к схеме идут длинные провода. Резистор 27 К Ом и конденсатор 47 мкФ дают плавный пуск усилителя без щелчков. А конденсатор 220 пF отфильтрует высокочастотные помехи идущие по проводам питания. Так что я рекомендую доработать схему этими узлами, лишним не будет.
Хочу ещё добавить, что усилитель развивает полную мощность только на нагрузке 2 Ома. На 4 Ом будет где-то порядка 25 Вт, что тоже очень неплохо. Так что нашу советскую акустику раскачает.
Низковольтное, однополярное питание дает дополнительные плюсы: использование в автомобильной акустике, дома же можно питать от старого компьютерного блока питания.
Минимальное количество компонентов позволяет встраивать усилитель в замен старому, вышедшему из строя, на микросхеме других марок.
Микросхема LM1875 это высококачественный монофонический усилитель мощности низкой частоты, отдающий в нагрузку 25 Ватт. Выходной каскад работает в классе АВ. LM1875 отличается высокими звуковыми параметрами. Динамический диапазон – 90 дБ. нелинейные искажения – 0.015%, полоса воспроизводимых частот 20 – 20000 Гц. Микросхема предназначена для использования в бытовых аудиосистемах, для питания широкополосной акустики или маломощного сабвуфера.
Популярны две стандартные схемы включения LM1875. Типовая – она описана в даташите на микросхему и мостовая. Усилитель на двух LM1875 включенных по мостовой схеме способен развивать до 50 Ватт на выходе.
В этот раз мы предлагаем вам собрать усилитель по стандартной схеме. Маленькая печатная плата, минимальное количество деталей, высокое качество звука – настоящий Gainclone. Дополнительно на плате установлен диодный мост и два электролитических конденсатора большой емкости. Для питания вам нужно будет только подключить трансформатор с двумя обмотками, по 18В каждая.
Технические характеристики
Напряжение питания ±8В … ±25В
Выходная мощность 25Вт
Коэффициент нелинейных искажений при 20Вт* 0.015%
Отношение сигнал/шум 90Дб
*После 20Вт у LM1875 её довольно низкий коэффициент гармоник резко возрастает, поэтому 20Вт это значение максимальной выходной мощности для качественного усилителя.
Схема подключения
Внешний вид
Схему, проект в KiCad можно скачать в разделе техническая документация.
Это открытый проект! Лицензия, под которой он распространяется – Creative Commons - Attribution - Share Alike license. Проект выполнен в KiCad. Любые файлы доступны для скачивания.
Операционник LM386 является отличным базисом для построения усилителей звука. Тем не менее, существует огромное количество схем с участием LM386, но не все они позволяют создать действительно качественный звуковой усилитель.
В этом материале будет продемонстрировано, как создать отличный звуковой усилитель на основе LM386. При этом в таком устройстве можно реализовать возможность усиления басов.
Прежде чем приводить готовые схемы усилителей звука, стоит сначала взглянуть на сам компонент LM386. Он является достаточно универсальным операционным усилителем. Для создания рабочего усилителя требуется только пара сопротивлений и конденсаторов. Микросхема имеет опции для регулировки усиления и повышения баса, а также может быть преобразована в генератор, способный генерировать синусоидальные волны или прямоугольные волны. Существует три разновидности LM386, каждая с разными номинальными значениями мощности: LM386N-1 (0,325 Вт), LM386N-3 (0,700 Вт), LM386N-4 (1,00 Вт). Фактическая выходная мощность, которую вы получите, будет зависеть от вашего напряжения питания и импеданса громкоговорителя. В документации на LM386 есть графики, которые подробнее расскажут вам об этом. В данном случае прикладывалось напряжение питания 9 В, но вы можете питать этот усилитель напряжением от 4 В и до 12 В. Распиновка LM386 показана на схеме ниже.
ОУ LM386 берет входной аудиосигнал и повышает его напряжение в лимитах от 20 до 200 раз. Это число еще именуется как коэффициент усиления по напряжению. Изменение усиления может быть реализовано подсоединением 10 мкФ конденсатора между выводами 1 и 8. При отсутствии конденсатора между выводами 1 и 8 коэффициент усиления будет установлен на 20. При задействовании конденсатора 10 мкФ коэффициент усиления будет установлен на 200. Коэффициент усиления можно изменить на любое значение между 20 и 200 за счет включения сопротивления (или потенциометра) последовательно с конденсатором.
Теперь, когда мы узнали кое-что о LM386, давайте начнем с создания «голого» усилителя на основе LM386 с минимальным числом элементов, требуемых для его работы. Таким образом, потом вы можете сравнить его с усилителем с более качественным звучанием, который мы соберем позже. Принципиальная и макетная схемы подключения показаны ниже.
На приведенной выше схеме подключения заземление аудиовхода соединено с заземленим аудиовыхода. Выходное заземление «шумит» и вызывает искажение входного сигнала при подключении таким образом. Звуковое входное заземление чувствительно к любым помехам, и любой шум, получаемый усилителем, увеличивается через усилитель. Ставьте целью как можно дальше размещать входную землю отдельно от других путей заземления. Например, вы можете подключить заземление для источника питания, входа и выхода непосредственно к контакту заземления (контакт 4) LM386 следующим образом:
Подключение этого типа должно звучать лучше, чем первая схема, но вы, вероятно, все равно заметите какой-то шум. Мы исправим это в следующей схеме, добавив развязывающие конденсаторы и пару RC-фильтров.
Несколько элементов в этой схеме заставляют ее звучать лучше. Конденсатор емкостью 470 пФ между положительным входным сигналом и землей нужен для фильтрации различных помех, полученных с аудиовходамов. Конденсаторы 100 мкФ и 0.1 мкФ между положительными и отрицательными линиями питания нужны для развязки питания. Конденсатор 100 мкФ отфильтровывает низкочастотный шум, а конденсатор 0.1 мкФ будет фильтровать высокочастотный шум. Емкость 0.1 мкФ между выводами 4 и 6 требуется для дополнительной развязки источника питания от операционника. Резистор 10 КОм и конденсатор 10 мкФ, идущие последовательно, между линией 7 и заземлением нужны для развязки входного аудиосигнала. Вот так это выглядит на макете.
Завершающим этапом построения качественного усилителя звука на LM386 является добавление возможности усиления басов. Усиление басов – это в основном простой фильтр нижних частот, и он удаляет большую часть шума, не убираемого развязывающими конденсаторами. Все, что вам нужно для схемы усиления баса – это конденсатор 0.033 мкФ и потенциометр 10 КОм последовательно между линиями 1 и 5.
Схему можно по-быстрому протестировать, подключив какое-нибудь устройство вывода звука. Простой способ подключения аудиовхода в такой схеме - это отрезать 3.5-мм аудиоразъем от старого набора наушников и подключить его к выводам на макетной плате. Таким образом, на основе LM386 можно самостоятельно, быстро и недорого собрать качественный усилитель звука с возможностью усиления басов. LM3886 - безусловно, один из лучших звуковых усилителей, но есть усилители и с более лучшими характеристиками. После экспериментов с LM386 можно начать создание проектов TDA2003, а затем плавно перейти на TDA2050.
Собираем УНЧ 50Вт на LM3886.
В этой статье мы с вами рассмотрим схему усилителя звуковой частоты, реализованную на микросхеме LM3886. Несмотря на свою простоту, данный УНЧ обладает хорошими техническими характеристиками и обладает довольно-таки не плохим звучанием. За основу была взята схема стандартного включения, указанная в даташите на эту микросхему, с последующим внесением незначительных изменений.
И так, рассмотрим принципиальную схему одного канала усилителя, изображенную на рисунке ниже:
Согласно даташита данная микросхема способна отдать в нагрузку 4 Ома мощность до 68 Ватт при напряжении питания 2х28 вольт, 38 Ватт на 8-омную нагрузку при Uпит 2х28 вольт, и 50 Ватт на 8-омную нагрузку при Uпит = 2х35 вольт. Собственно, все технические характеристики вы сможете найти в файле даташита, ссылка на скачивание которого находится в самом конце статьи.
По поводу выходной катушки, она намотана проводом ПЭВ-2 диаметром 0,4…0,5 мм непосредственно на корпус одноваттного резистора 10 Ом (R7, согласно вышеуказанной схемы), количество витков - 15. После намотки провода катушку можно облагородить, применив термоусадочную трубку.
Вместо полярного электролитического конденсатора С2 можно поставить неполярный.
Внешний вид собранной платы усилителя изображен на следующем фото:
Для крепления микросхемы к радиатору использована паста КПТ, слюда, и изолирующие пластмассовые втулки (смотрите следующее фото):
На следующем фото вы видите внешний вид платы со стороны проводников:
Работа плат усилителя проверялась на испытательном стенде:
В испытательном стенде применен понижающий трансформатор мощностью 105 Ватт, напряжение вторичной обмотки 2 х 24 вольта, но реально нужно ставить трансформатор более мощный, Ватт на 180…200. В качестве блока питания использована самая простая схема, импортная диодная сборка, установленная на небольшой радиатор, четыре конденсатора по 10000 микрофорад каждый на рабочее напряжение 50 вольт, предохранители по плюсу и минусу выходного напряжения.
Во время испытания усилителя выявились следующие нюансы:
При отключенном кабеле входного сигнала в динамиках прослушивается еле слышный фон в виде гудения, при подключении на вход кабеля от источника сигнала этот небольшой фон пропадает.
Если микросхемы LM3886 изолированы от радиатора с помощью пасты КПТ, слюды, и изолирующих втулок, заземление радиатора ведет к устранению фона при отключенном кабеле входного сигнала.
17.12.2017.
По просьбе читателей нарисовал печатную плату вышеуказанного проекта. Лейка выполнена для одностороннего фольгированного стеклотекстолита, размер 35 х 58 mm. Разница заключается в примененных разъемах для подвода питания и выхода усилителя, а так же устранил SMD резистор на 22k, идущий с 8-й ноги микросхемы. И еще один нюанс, по питанию в схеме стоят конденсаторы 220 mF, в шаблоне нарисовал для 1000 mF. Если будете запитывать усилитель напряжением больше 24-0-24V, ставите конденсаторы на 35...50V. Лейка выглядит следующим образом:
Размер файла-архива для скачивания материалов по усилителю на LM3886 - 0,65 Mb.
Микросхема LM3886 относится к семейству Overture, разработанному фирмой "National Semiconductor". С ее помощью можно получить 100 Вт мгновенной пиковой синусоидальной мощности, т.е. 180 Вт звуковой.
Гармонические искажения — не более 0,06% в диапазоне частот 20 Гц...20 кГц. Типичное подавление пульсаций напряжения питания составляет 120 дБ, поэтому конструкция сетевого блока также не представляет никаких проблем.
Отношение сигнал/шум — в диапазоне 98...120 дБ. Таким образом, с помощью этой ИМС можно достичь хорошего качества звуковоспроизведения.
Микросхема LM3886
ИМС имеет следующие системы защиты:
- от перенапряжения;
- от перегрузки (короткого замыкания выхода на "землю" или на питание);
- от перегрева.
Защита от перенапряжения срабатывает при токе нагрузки, превышающем 4 А. Посредством этого можно избавиться от перегрузок, вызываемых индуктивной нагрузкой.
Тепловая защита включается при повышении температуры ЧИПа до 165°С и отключается при ее опускании ниже 155°С.
Принципиальная схема
Принципиальная схема усилителя приведена на рис.1. Схема состоит из ИМС и цепи обратной связи. Громкоговоритель подключается на выход через цепочку R7-L1.
Рис. 1. Принципиальная схема усилителя мощности низкой частоты на микросхеме LM3886 (68 Вт).
Для достижения больших мощностей необходимо высокое напряжение питания, и его должны выдерживать электролитиеские конденсаторы фильтра.
Вывод 8 микросхемы используется для включения режима "Mute". В нормальном режиме работы на него подается через R6 отрицательное напряжение. Величину резистора R6 можно вычислить по формуле:
где I 8 >0,5 мА.
Конструкция и детали
Печатная плата усилителя приведена на рис.2, а схема размещения деталей на ней — на рис.3. Резисторы R7 и R8 мощностью 2 Вт класс точности 1%. Для изготовления выходной индуктивности L1 необходимо намотать 12 витков провода диаметром 0,5...0,6 мм с эмалевой изоляцией на трубку или карандаш такой же толщины, как и R7.
Затем в нее вставляется резистор - так, чтобы он нигде не прикасался к ней(чтобы не повредить изоляцию). Емкость конденсатора C2 можно увеличить для лучшей передачи низких частот.
Глубина обратной связи задается резистором R4. Режим Mute включается при размыкание переключателя S1. Для сетевого трансформатора желательно использовать тороид. Напряжение вторичной обмотки - 2x25 В.
Выпрямительный мостик должен быть рассчитан на номинальный ток — как минимум, 6 А. Выпрямленное напряжение без нагрузки ±35÷38В. Емкость электролитических конденсаторов C5, C4 4700÷10000 мкФ, допустимое напряжение — не меньше 50 В. Конденсаторы желательно зашунтировать плЈночным конденсаторами Јмкости (0,1 - 1 мкФ) в непосредственной близости от выводов микросхемы.
Рис. 2. Печатная плата усилителя на микросхеме LM3886.
Рис. 3. Размещение деталей на печатной плате усилителя.
Внимание! ИМС необходимо установить на радиатор. Внутренняя защита микросхемы эффективна только тогда, когда выделяющееся тепло рассеивается радиатором соответствующих размеров.
Относительно высокое напряжение на оконечных транзисторах (5,2 В) и ток покоя около 38 мА существенно увеличивают теплоотдачу. Размеры радиатора можно определить, руководствуясь графиками на рис.4.
В правой части рисунка приведены графики зависимости выделяющейся мощности от суммарного напряжения (для некоторых значений импеданса громкоговорителей). Этим мощностям соответствуют температуры радиатора Т с. При заданной темпетуре среды Т А, из таблицы в левой части можно определить необходимое тепловое сопротивление радиатора.
Рис. 4. Тепловое сопротивление радиатора.
Пример. Пусть суммарное значение напряжения питания равно 80 В, импеданс громкоговорителя — 8 Ом. По графикам этим значениям соответствует выделяемой мощности Р D =40 Вт, т.е. Т С =102°С. Пусть максимальная температура среды Т А равна 25°С.
Тогда для теплового сопротивления радиатора по таблице получаем 1,9 °/Вт. Если усилитель должен надежно работать при максимальной температуре 40°С, это значение уменьшается до 1,6.
При 50°С будет нужен уже очень большой радиатор (пластина примерно 30x30 см толщиной 5 мм). У современных ребристых или игольчатых радиаторов тепловое сопротивление меньше, чем у гладкой пластины, и можно обойтись гораздо меньшим по размерам радиатором.
Проблему охлаждения можно решить, используя радиатор длиной 150 мм и шиной 95 мм, имеющий 16 ребер. Радиатор на плату необходимо устанавливать обязательно так, чтобы между ребрами могли свободно протекать воздушные потоки. Поэтому он должен располагаться снаружи корпуса на задней стенке. Поскольку корпус и у этой ИМС также находится под напряжением питания, радиатор необходимо изолировать от корпуса усилителя (если он металлический).
Может возникнуть вопрос: поскольку размеры радиатора достаточно велики, не лучше ли использовать для охлаждения небольшой вентилятор?
Однако шум постоянно включенного даже малошумящего вентилятора будет мешать прослушиванию тихих музыкальных пассажей. Некоторые фирмы используют в мощных усилителях вентиляционное охлаждение, однако включение вентилятора происходит при определенном уровне входного сигнала.
Поскольку в этом случае вентилятор не мешает тихим музыкальным мелодиям (отключается), такое решение имеет право на существование. Однако при усилении речи возникают акустические помехи из включения и выключения вентилятора при резком изменении громкости.
Для получения высокого качества звуковоспроизведения, на входы микросхемы должно попадать как можно меньше помех. Поскольку в проводах питания неизбежно имеются большие пульсации тока, которые могут легко передаваться на вход усилителя, входные провода и провода питания должны быть расположены как можно дальше друг от друга.
Загрузка...
