Усилитель на микросхеме серии LM

LM3886: правильная схема и печатная плата

Встречайте усилитель мощности на основе вероятно самых известных интегральных микросхем для УМЗЧ — LM3886. Изначально хотелось создать усилитель мощности, который обеспечил бы хороший звук при прослушивании при относительно низкой цене. В то же время интересовала простота конструкции. Предполагалось, что это будет только оконечный усилитель без предварительного усилителя или селектора, потому что всё итак управляется с компьютера или DVD.

Почему решено сделать усилитель на микросхеме LM3886? Конечно из-за того, что его долго запускать не нужно — он работает сразу в отличие от транзисторных УМЗЧ. Выбор был TDA7294, LM3875, LM3886, LM4780. Сразу отклоним TDA7294 из-за худших параметров. В итоге выбрана LM3886 из-за более легкого отвода тепла от небольшой площади (2 вместо 1 с той же поверхностью контакта с радиатором) и немного большей мощности, чем у LM3875.

  • Схема усилителя на 3886
  • Схема электропитания
  • Первый запуск УНЧ
  • Корпус и сборка
  • Прослушивание

Схема усилителя на 3886

Он сделан на элементах среднего класса. Конденсаторы Panasonic FC с низким ESR (63 В) и WIMA (100 В). Резисторы Vishay с допуском 1% и 0,1%. Собрано все на печатной текстолитовой плате.

LM3886 печатная плата правильная

Все сделано в соответствии с примечанием к применению из даташита (за исключением конденсаторов на входе усилителя — емкость была увеличена до 1 мкФ).

В качестве охлаждения использовались 2 радиатора от сгоревшего процессора с вентиляторами.

Схема электропитания

Использовались 2 тороидальных трансформатора 24V 40VA / 28V 120VA для питания УНЧ. Далее 2 диодных моста с 8х MUR860. Они довольно быстрые и долговечные, но доступные по цене. Затем в БП есть 4x 6800 мкФ / 50 В Nippon (2 штуки на плечо питания). Это был компромисс в отношении цены и качества. Дополнительно припаяйте в дорожках толстые провода, чтобы уменьшить риск их повреждения. При незагруженном источнике питания выход составляет 39 В, а при высокой нагрузке напряжение падает до 37 В, так что это вполне неплохо. Питание идёт через кабели с двойной изоляцией диаметром 2,5 мм.

Первый запуск УНЧ

Для первого запуска корпус не нужен. Первое включение через токоограничитель. После осмотра и включения усилитель сразу запустился. На выходе практически нет постоянной составляющей. Потом для теста подключите старый динамик и MP3-плеер. Усилитель звучал довольно неплохо. После некоторого времени игры можно считать схему собранной и заняться коробкой.

ЛМ3886 действительно прекрасно подходит для создания акустического усилителя. Возможно она не дает большой мощности, но у неё динамичный звук с хорошим басом, со свежими высокими частотами. Если что, можете отказаться от входного сопротивления и емкости. Как известно, в аудио-аппаратуре многое зависит от выбора элементов и их количества. Эта емкость в мосту не так уж и нужна. Вентиляторы тоже не нужны, потому что эти микросхемы не сильно нагреваются. Ток покоя настолько мал, что без сигнала радиаторы остывают.

Ограничив количество компонентов, можно сократить пути прохождения сигнала, что очень желательно для аудио. Превосходные результаты достигаются при удалении блока питания в отдельный корпус, но это кто как предпочитает. Советуем четко отделить кабели питания и выпрямительные мосты от усилителей. Важно чтобы в обратной связи был резистор хорошего качества, который припаян прямо к выводам микросхемы.

Корпус и сборка

В качестве корпуса использовался старый магнитофон, потому что он имел правильные размеры и хорошую вентиляцию. Сняв все лишнее, пришло время вырезать вентиляционные отверстия сзади и высверлить все места под винты. Вентиляционные отверстия были подточены напильником, но они так и не выглядели идеально, поэтому накрыл их матерчатыми кусками.

На задней панели установлены позолоченные клеммы для бананов / динамиков — они удобны и выглядят красиво. Также на задней панели находится гнездо предохранителя на 6 А (меньшие по размеру не выдерживают скачок тока источника питания) и выключатель питания. Входной сигнал пропускается через экранированные кабели.

Следующим шагом — сделать переднюю панель. Вначале клей и кусочки пластика начали покрывать все лишние отверстия. Затем автомобильная шпаклевка. Оставлен только выключатель и индикатор. Остальное отшлифовали наждачной бумагой в порядке 80-180-400-600. Получился довольно хороший эффект.

Управление охлаждением УНЧ — схема

Два вентилятора 12 В с питанием от блока питания меньшего номинала 9 В работают в режиме охлаждения. Они не производят шума, но в будущем планируется изменить напряжение на ещё более тихое.

Прослушивание

На данный момент усилитель мощности работает со старыми колонками JVC и CD-плеером той же компании.

  • Усилитель звучит очень красиво. У него чистый и динамичный бас, его не слишком много или слишком мало — просто правильно, как надо.
  • Он не заглушает остальную часть спектра, как в некоторых конструкциях, и опускается довольно низко по АЧХ.
  • Средний диапазон чистый и одинаково динамичный. Высокие частоты чистые, а не звонкие или приглушенные.
  • Гитары агрессивны, барабаны не исчезают на заднем плане. На большой громкости практически нет искажений.
Читайте также:
Самодельный усилитель звука для дома

Думаю он звучит намного лучше, чем УМЗЧ на STK, который есть дома, или несколько других усилителей, которые слышал у друзей. Звук действительно динамичный и сочный. Эффект стерео отлично различим — легко определить где гитарист или солист.

LM386, KA386, КР1438УН2 – «чемпион» среди аудиоусилителей

Разговор пойдёт об очень распространённой интегральной схеме (ИС) звукового усилителя мощности LM386, производимой компанией National Semiconductor (сейчас полностью входит в состав Texas Instruments) [1] .

Действительно, напряжение питания микросхемы может быть в пределах 4…12 В, а потребляемый ток покоя составляет всего 4 мА, что является идеальным для большинства аудиопроектов, получающих питание от батарей. Усилитель развивает выходную мощность 0,5 Вт при напряжении питания 9 В и сопротивлении нагрузки 8 Ом. Если добавить, что Кус. этой интегральной МС может быть легко выбран от 20 до 200 с помощью двух внешних элементов, а её выходное напряжение автоматически устанавливается равным половине напряжения питания, то станет ясно, почему в течение многих лет эта микросхема сохраняет популярность.

Заголовок проекта отражает сказанное – как микросхема, так и наборы на её основе чрезвычайно востребованы радиолюбителями, в этом смысле аудиоусилитель LM386 действительно чемпион. См., например,

Предлагаю ознакомиться с возможностями массовой микросхемы LM386 и предложить мои варианты её применения.

Содержание / Contents

  • 1 Характеристики, функциональная схема и выбор внешних элементов усилителей на ИС LM386
  • 2 Усилительные схемы на ИС LM386
    • 2.1 Усилитель с коэффициентом усиления 200
    • 2.2 Усилитель с минимальным количеством внешних элементов и коэффициентом усиления 20
    • 2.3 Усилитель с коэффициентом усиления 50
    • 2.4 Усилитель с подъёмом низких частот
    • 2.5 Принципиальная схема усилителя для АМ радиоприёмника
  • 3 Другие варианты применения микросхемы LM386
    • 3.1 Усилитель на LM386 с гнездом для подключения наушников
    • 3.2 Переговорное устройство на LM386
    • 3.3 Генератор синусоидальных сигналов с малыми искажениями на LM386
    • 3.4 Генератор прямоугольных импульсов на LM386
  • 4 Универсальный усилитель на ИС LM386
    • 4.1 Детали универсального усилителя и монтажная плата
  • 5 Итог
  • 6 Файлы
  • 7 Список источников

↑ Характеристики, функциональная схема и выбор внешних элементов усилителей на ИС LM386

Усилитель мощности звуковой частоты LM386 применяется в портативной радиоэлектронной аппаратуре.

Аналогом LM386 является KA386 фирмы Samsung, отечественный аналог – КР1438УН2. У российских любителей интегральная схема LM386 стала популярна с падением «железного занавеса», до этого времени тогда ещё советские электронщики облюбовали в качестве массового усилителя микросхему К157УД1, предназначенную для применения в аппаратуре магнитной записи.

На рис. 1 изображена функциональная схема LM386. На ней транзисторы структуры p-n-p VT1, VT2 и VT5, VT6 образуют дифференциальный усилитель, в котором каждый из входов соединён с общим проводом через резисторы R1 и R2, собственно и определяющие типовое входное сопротивление 50 кОм.

Нагрузкой дифференциального усилителя является токовое зеркало на транзисторах VT3, VT4, а выход (транзистор VT5) соединён с входом усилителя напряжения VT7, включённого по схеме с общим эмиттером. В цепь коллектора VT7 последовательно включены диоды VD1, VD2, служащие для создания смещения на базах выходного каскада, и источник тока Io.

Усилитель мощности работает в классе АВ и выполнен на транзисторах VT8 – VT10, включённых по схеме с общим коллектором, поэтому коэффициент усиления выходного каскада по напряжению близок к единице.

Обратите внимание, что для минимизации падения напряжения на транзисторах выходного каскада и получения максимальной выходной мощности в схеме не предусмотрены элементы защиты от перегрузок.

Резисторы R2 и R3 задают ток транзисторов дифференциального усилителя. Точка соединения резисторов R2 и R3 выведена на внешний вывод микросхемы (вывод 7), предназначенный для подключения внешнего фильтрующего конденсатора.

Эмиттеры транзисторов дифференциального каскада VT2 и VT5 включены несколько нестандартно: не соединены вместе, а содержат резисторы отрицательной обратной связи. Два из них — R4 и R5 последовательно включены между эмиттерами VT2 и VT5, а третий — R6, подключён к эмиттеру VT5 и выходу выходного каскада (эмиттеры VT8, VT9).

Коэффициент усиления по напряжению при таком включении равен удвоенному отношению сопротивления R6 к сумме сопротивлений резисторов, установленных между эмиттерами транзисторов VT2 и VT5 (R4 + R5):

Вывод эмиттера VT5 и точка соединения резисторов R4, R5 выведены на внешние выводы микросхемы (выводы 1 и 8 соответственно) и предназначены для установки требуемого коэффициента усиления, который может варьироваться в диапазоне от 20 до 200. Если закоротить выводы 1 и 8 по переменному току с помощью внешнего конденсатора, то в выражении (1) сопротивление внутреннего резистора R5 принимаем равным нулю, и полное усиление по напряжению составит 200.

Включив между выводами 1 и 8 последовательную цепочку, состоящую из резистора и конденсатора, можем варьировать коэффициент усиления от 20 до 200:

где Rвн – сопротивление внешнего резистора, кОм.

Ёмкость внешнего конденсатора Свн должна быть выбрана такой, чтобы в рабочем диапазоне частот его сопротивление переменному току было много меньше, чем Rвн. При Rвн=0 получаем Ku=200; при Rвн=∞ получаем Ku=20, а при Rвн=680 Ом коэффициент усиления Ku=50.

Читайте также:
Как сделать усилитель звука для наушников?

Для получения требуемой амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) можно включать комплексные элементы как между выводами 1 и 8, так и между выводами 1 и 5 микросхемы.

Элементы формирования требуемой АЧХ можно включать не только между указанными выводами, но и общим проводом [2]. Например, можно установить между выводом 1 и общим проводом цепочку, состоящую из оксидного конденсатора и внешнего резистора Rвн.

Интересно, что в этом случае удаётся получить коэффициент усиления порядка 70 дБ. При Rвн=4,7 Ом получаем Ku=70 дБ; при Rвн=15 Ом имеем Ku=60 дБ, а при Rвн=47 Ом коэффициент усиления составит Ku=50 дБ.

Такие схемы могут найти применение в высокочувствительных устройствах (приёмники прямого преобразования, сверхчувствительные микрофоны [3 — 5] и др.), при этом удаётся обойтись без дополнительного усилительного каскада на транзисторе, включаемого перед усилителем на микросхеме LM386.

↑ Усилительные схемы на ИС LM386

↑ Усилитель с коэффициентом усиления 200

Резистор R1 служит регулятором громкости, конденсатор C1 является фильтрующим. Конденсатор C2 шунтирует выводы 1 и 8 микросхемы DA1 по переменному току, благодаря чему достигается максимальный коэффициент усиления; конденсатор C4 служит для развязки по питанию, что важно в условиях работы с разряженной батареей, когда её внутреннее сопротивление увеличивается.

Цепочка C3, R2 предназначена для повышения стабильности при работе усилителя на ёмкостную нагрузку. Иногда её установкой пренебрегают, что не является преступлением, но нежелательно, поскольку может преподнести «сюрприз» в самый неподходящий момент. Нагрузка ВА1 подключена к выходу ИС через разделительный конденсатор С5.

↑ Усилитель с минимальным количеством внешних элементов и коэффициентом усиления 20

↑ Усилитель с коэффициентом усиления 50

По сравнению с предыдущей схемой добавлено три элемента: два конденсатора и резистор. В табл. 2 приведены значения резистора R2 для получения других коэффициентов усиления по напряжению.

↑ Усилитель с подъёмом низких частот

Примером усилителя, в котором производится формирование требуемой частотной характеристики, является схема, показанная на рис. 5.

Здесь усиление по напряжению изменено шунтированием внутреннего резистора обратной связи (R6), доступного через выводы 1 и 5 микросхемы LM386. Шунтирование цепочкой R2, C2 позволяет получить подъем частотной характеристики около 6 дБ на частоте 85 Гц, что может быть использовано для улучшения звучания малогабаритных акустических систем.

Коэффициент усиления по напряжению усилителя на частоте 1 кГц составляет Ku=10 (20 дБ).

↑ Принципиальная схема усилителя для АМ радиоприёмника

Сигнал со среднего вывода R1 поступает на неинвертирующий вход микросхемы DA1 через развязывающую цепочку – фильтр нижних частот R2, C2, устраняющий попадание остатков высокочастотного напряжения. Для этих же целей на выходе усилителя включена цепочка L1, C7. Дело в том, что усилитель на микросхеме DA1 довольно широкополосный (полоса пропускания составляет около 300 кГц) и без принятия подобных мер служит отличным источником радиоизлучений в длинноволновом и средневолновом диапазонах волн.

Резистор R3, включённый параллельно катушке L1, служит для устранения нежелательных резонансов в звуковом диапазоне частот. Коэффициент усиления по напряжению усилителя максимален (Ku=200).

Наряду с оксидным конденсатором С6 включён керамический конденсатор С5, используемый для высокочастотной развязки по цепи источника питания; не забыт в этой схеме и фильтрующий конденсатор, подключаемый к выводу 7 микросхемы (С3).

Катушка L1 представляет собой ферритовую бусинку с пропущенным проводом внутри (Ferrite Bead).

↑ Другие варианты применения микросхемы LM386

↑ Усилитель на LM386 с гнездом для подключения наушников

Второй конденсатор (С2), включённый между средним выводом R1 и неинвертирующим входом, в принципе не нужен, но такое схемотехническое решение устраняет шорохи при возможном плохом качестве переменного резистора, а также уменьшает смещение половинного напряжения на выходе усилителя.

Гнездо для подключения наушников включено через развязывающий конденсатор С5 таким образом, что при отсутствии штекера наушников подключён динамик ВА1, а при включении штекера – динамик отключается.

Назначение остальных элементов усилителя было рассмотрено выше. Коэффициент усиления по напряжению минимален (Ku=20).

↑ Переговорное устройство на LM386

Устройство позволяет организовать проводную связь между двумя абонентами. Дальность связи достигает нескольких сотен метров.

Область применения этой конструкции: связь между двумя абонентами, игры и т. п. Усилитель с динамической головкой ВА1 располагается на основном пункте связи, а другая динамическая головка – на удалённом пункте связи. Соединение основного и удалённого пунктов связи выполняют многожильным телефонным двухпроводным кабелем. Конструкция питается от батареи напряжением 9 В типа «Крона».

↑ Генератор синусоидальных сигналов с малыми искажениями на LM386

Чаще всего выбирают R1=R2 и C1=C2, при этом выражение упрощается:

Вторым требованием является то, что коэффициент отрицательной обратной связи усилителя должен быть равен точно 1/3 [6]. При указанных условиях в схеме возникают незатухающие колебания. Если этот коэффициент меньше 1/3, амплитуда колебаний будет быстро увеличиваться со временем, пока выходное напряжение не превратится в меандр.

Если коэффициент отрицательной обратной связи более 1/3, амплитуда колебаний через некоторое время будет стремиться к нулю. Ясно, что установить идеальное значение коэффициента можно, если применить систему автоматической регулировки амплитуды.

Читайте также:
Как сделать усилитель звука для автомагнитолы?

Для этого предусмотрена цепь отрицательной обратной связи R3, HL1, которая так воздействует на коэффициент усиления, чтобы амплитуда колебаний стабилизировалась при весьма малых нелинейных искажениях (порядка 0,05%).

Если выходное напряжение генератора по каким-либо причинам увеличивается, увеличится и ток через R3, а также напряжение на нелинейном элементе – лампе накаливания HL1. Нить лампы накаливания разогреется, и её сопротивление увеличится, что приведёт к уменьшению глубины отрицательной обратной связи и уменьшению напряжения на выходе генератора. При уменьшении выходного напряжения генератора процессы происходят в обратном направлении, в результате обеспечивается автоматическая стабилизация коэффициента усиления.

При указанных на принципиальной схеме значениях элементов частота генерируемых колебаний составляет 1 кГц, а амплитуда – около 2 В эфф.

↑ Генератор прямоугольных импульсов на LM386

Усилитель DA1 играет роль компаратора. Положительная обратная связь реализуется с помощью делителя R1, R2, подключённого к неинвертирующему входу усилителя. Коэффициент обратной связи Kос=R2/(R1+R2). В состав отрицательной обратной связи включена интегрирующая цепь R3, C1.

Период колебаний генератора для симметричных сигналов прямоугольной формы составляет:

При Кос=0,462 формула упрощается:

Максимальная частота генерируемых схемой колебаний ограничена скоростью нарастания выходного напряжения усилителя DA1.

↑ Универсальный усилитель на ИС LM386

↑ Детали универсального усилителя и монтажная плата

Применены резисторы типа МЛТ, МОН, С2-33Н мощностью 0,25 или 0,125 Вт. Конденсаторы керамические КМ-5, КМ-6, К10-17, К10-47, а также плёночные К73-9, К73-17 или К73-24; оксидные конденсаторы К50-35. Динамическая головка – широкополосная, с сопротивлением 8 Ом, мощностью 0,5…3 Вт, например 1ГДШ-6-8. Все детали могут быть заменены импортными аналогами.

Для экспериментов с усилителем подходит лабораторный источник питания на основе аккумуляторной батареи [8].

Микросхема LM386 позволяет собрать множество надёжных конструкций, в которых нужна небольшая выходная мощность.
В настоящее время появились достойные преемники LM386, содержащие минимум навесных элементов. К ним можно отнести LA4525, LA4534 фирмы SANYO, выпускаемые в корпусе DIP8 или MFP105 под поверхностный монтаж; AP4890, TDA7050, TDA7052, KA2209, КР174УН31 и др. [9 — 11].

↑ Файлы

Плата и схема универсального УМЗЧ на LM386 здесь:
lm386-the-champion-among-amplifiers.zip 29.92 Kb ⇣ 83

↑ Список источников

1. LM386 — Low Voltage Audio Power Amplifier .
2. Дайджест КВ+УКВ // Радиоаматор, 2009, №2, с. 56 (Как получить усиление 74 дБ от микросхемы LM386).
3. Мосягин В. Узконаправленный микрофон // Радио, 2002, №5, с. 54, 55.
4. Merryfield T. Super-Ear Audio Telescope // Everyday Practical Electronics, 2005, №6, p. 388 – 392.
5. Stewart J. The Big Ear // Nuts & Volts, 2008, №10, p. 34 – 39.
6. Фолкенберри Л. Применения операционных усилителей и линейных ИС. – М.: Мир, 1985. 572 с. (с. 250 — 254).
7. Дайджест (Тест микрофонного эффекта конденсаторов) // Радиохобби, 2000, №5, с. 25.
8. Большая статья о маленьком усилителе на микросхеме TDA2822M. Датагорская статья.
9. Справочник. Микросхема УМЗЧ LA4525. Микросхема УМЗЧ LA4534M // Радиоконструктор, 2008, №9, с. 20 — 22.
10. Мосягин В.В. Юному радиолюбителю для прочтения с паяльником. (Серия «СОЛОН – радиолюбителям», выпуск 17). – М.: СОЛОН – Пресс, 2003. – 208 с. 11. Мосягин В.В. Секреты радиолюбительского мастерства. (Серия «СОЛОН – радиолюбителям) – М.: СОЛОН – Пресс, 2005. – 216 с.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

KOMITART – развлекательно-познавательный портал

Разделы сайта

  • » На Главную
  • » Радиолюбителю
  • » APEX AUDIO
  • » Блоки питания
  • » Гитарные примочки
  • » Своими руками
  • » Автомобилисту
  • » Service-Manual
  • » PREAMPLIFIERS
  • » Бесплатные программы
  • » Компьютер
  • » Книги
  • » Женские штучки
  • Готовим вкусно и быстро
  • » Игры на сайте
  • » Юмор
  • » Разное – интересное

GNEZDO NEWS

Друзья сайта

Статистика

Усилители на LM4702.

Усилители на LM4702.

Усилители на LM4702_схемы

В этой статье мы приводим вам схему мощного усилителя звуковой частоты с превосходными техническими характеристиками. Входной каскад реализован на микросхеме LM4702, выходной каскад собран на составных транзисторах MJ11028 и MJ11029. Каждый канал усилителя выдает мощность 300 Ватт на нагрузку 8 Ом.

Принципиальная схема усилителя на LM4702 изображена ниже:

Основные особенности микросхемы LM4702:

• Выходная мощность с вне¬шними транзисторами до 300 Вт;
• Широкий диапазон питаю¬щих напряжений ±20. 85 В;
• Эквивалентное напряжение шума 3 мкВ;
• Рабочий диапазон темпера¬тур -20°С до 85°С;
• Коэффициент гармонических искажений 0,001%;
• Собственный ток потребле¬ния до 30 мА;
• Защита от перегрева (150 с);
• Встроенная функция отклю¬чения;
• Функция «приглушения» (Mute) для перевода в статичес¬кий режим;
• Полоса пропускания (при-3 Дб) от 20 Гц до 25000 Гц;
• Корпусное исполнение TO-220-15.

Остальные технические характеристики и типовую схему усилителя вы найдете в файле даташита, который можете скачать по ссылке ниже:

Как видно на принципиальной схеме, для питания усилителя применен понижающий трансформатор с напряжением вторичной обмотки 2х30 Вольт.

Читайте также:
Усилитель звуковой частоты на советской микросхеме

Выходной каскад построен на транзисторах Дарлингтона MJ11028 и MJ11029:

Возможные замены:
MJ11028 – MJ11030, MJ11032.
MJ11029 – MJ11033.

На принципиальной схеме выше так же приведены схемы блока питания усилителя, и два варианта регуляторов тембра.

Еще один вариант усилителя на LM4702TA мощностью 100 Ватт на канал приведен в оригинальной статье “LM4702 Power Amplifier” (правда, на английском языке), но, в принципе, разобраться в ней не составит больших усилий. В предвыходном каскаде использованы транзисторы TIP31A, в выходном – транзисторы Дарлингтона MN2488 и MP1620. В описании вы найдете принципиальную схему, печатную плату и расположение элементов на ней, перечень используемых элементов. Ссылка на файл статьи ниже:

Статья на русском языке из журнала “Новости электроники №2 – 2007”, может и она окажется кому то полезной:

И в заключение хотим поделиться с вами еще одной схемой усилителя на LM4702, которую можно найти в интернете. В этом варианте перед микросхемой LM4702 стоит предварительный усилитель, реализованный на LME49710MA. По утверждениям многих радиолюбителей этот операционный усилитель является наилучшим выбором при конструировании высококачественной звуковой аппаратуры, он обладает очень маленькими шумами и искажениями, а так же достаточно высоким коэффициентом усиления. Параметры и характеристики смотрите в даташите на элемент, ссылка ниже:

Принципиальная схема усилителя на LM4702 + LME49710 показана на следующем изображении:

В предвыходном каскаде (VT2, VT3, VT7, VT8) автор рекомендует использовать транзисторы MJE340/350 или BD139/140. Однако последние можно ставить, если Uпит не превышает ±35 Вольт.

В оконечном каскаде применены Mosfet-транзисторы 2SK1058 и 2SJ62. Ток выходного каскада не должен превышать 7 Ампер, иначе пробой вышеуказанных потянет за собой выход из строя основной массы элементов схемы усилителя. Именно поэтому стоит заострить внимание на выборе питающего напряжения, так для использования усилителя с нагрузкой 4 Ома, Uпит должно быть не больше ±28 Вольт, и ±56 Вольт для нагрузки 8 Ом.

Печатная плата усилителя показана на рисунке ниже:

Печатная плата усилителя на LM4702

Расположение элементов на плате усилителя на LM4702 _2

Расположение элементов на плате усилителя на LM4702

Размеры платы усилителя на LM4702

Печатная плата выполнена на двухстороннем фольгированном стеклотекстолите размером 186,5х89 мм, и рассчитана на установку SMD-компонентов. Именно с них и начинается сборка печатной платы, затем впаиваются остальные резисторы и конденсаторы (кроме электролитов С9…20), и микросхемы стабилизаторов TL431. С помощью спирта удаляется канифоль после пайки, проверяется отсутствие перемычек (“соплей ” простыми словами), подается напряжение, и настраивается напряжение питания ±15 Вольт для операционных усилителей. Настроили? Тогда продолжаем.

Предвыходные транзисторы VT2,3,7,8 устанавливаются на небольшие радиаторы до пайки, при установке следим, чтобы эти радиаторы не закорачивались с рядом стоящими элементами.

Микросхема LM4702 и транзисторы VT1,4,5,6,9,10 впаиваются в плату и устанавливаются на радиатор с помощью прокладок, изолирующих втулок и пасты типа КПТ-8.

Еще раз проверьте корректность монтажа и приступайте к настройке, которая сводится к установке тока покоя выходного каскада. Ток покоя каждого канала не должен превышать 200 мА (Uпит= ±55 Вольт).

Уважаемый Пользователь!
О том, как получить нужный материал, прочитайте информацию по кнопке ниже:

Высокоточный усилитель звуковой частоты со встроенным высоковольтным драйвером внешних транзисторов

Как показывает практика применения микросхем усилителей мощности ЗЧ (звуковой частоты), выполненных на одном кристалле, главным фактором при выборе элементной базы для звуковоспроизводящей части разрабатываемого устройства являются простота настройки и малое количество элементов обвязки. Однако в большинстве случаев качество воспроизведения звукового сигнала никак не попадает под класс HI-FI в связи с высоким процентом нелинейных искажений.

Этот факт связан не только со схемотехническими решениями подобных микросхем, но и с тем, что температуры элементов входного и выходного каскадов напрямую зависят друг от друга.

Коэффициент нелинейных искажений у этих микросхем даже при номинальной выходной мощности достигает 10%, что отчетливо прослушивается при воспроизведении. Выходная мощность подобных микросхем не превышает 100…150 Вт при нагрузке на сопротивление динамической головки 4…8 Ом. Однако существуют и более качественные элементы для построения выходных каскадов усилителей ЗЧ, например, серия микросборок STK. Они выполнены на бескорпусных элементах, расположенных на металлической подложке с использованием диэлектрических прокладок. Цена таких микросборок, как правило, в несколько раз выше, чем у подобных однокристальных микросхем, а габаритные размеры корпуса значительно больше, чем у однокристальных микросхем. Это влечет неудобства при проектировании теплоотвода, а также значительно увеличивает размеры конечного устройства.

Компания National Semiconductor представила микросхему LM4702, позволяющую создавать усилители мощности ЗЧ с номинальной выходной мощностью до 300 Вт с низкими гармоническими искажениями (0,005% с учетом шума) и малым уровнем шума (эквивалентное напряжение шума 3 мкВ) см. рисунок 1.

Рис. 1. Готовый модуль стереофонического усилителя мощности, выполненного на LM4702

LM4702 — это высокоточный стереоусилитель звуковой частоты, с встроенным высоковольтным драйвером внешних транзисторов и широкой полосой пропускания. Особенностью данной микросхемы является высокий уровень питающего напряжения до ±85 В, что позволяет получить высокую выходную мощность при использовании внешних транзисторов.

Читайте также:
Ультралинейный усилитель А класса

Стандартная рекомендованная производителем схема включения LM4702 приведена на рисунке 2.

Рис. 2. Принципиальная, рекомендованная производителем, схема включения LM4702

Основные особенности LM4702:

  • Выходная мощность с внешними транзисторами до 300 Вт;
  • Широкий диапазон питающих напряжений ±20…85 В;
  • Эквивалентное напряжение шума 3 мкВ;
  • Рабочий диапазон температур -20°С до 85°С;
  • Коэффициент гармонических искажений 0,001%;
  • Собственный ток потребления до 30 мА;
  • Защита от перегрева (150 с);
  • Встроенная функция отключения;
  • Функция «приглушения» (Mute) для перевода в статический режим;
  • Полоса пропускания (при -3Дб) от 20 Гц до 25000 Гц;
  • Корпусное исполнение TO-220-15.

Как показывает практика западных коллег-инженеров, проводивших экспериментальные тестирования данной микросхемы, номинальная выходная мощность при использовании MOSFET-транзисторов достигала 500 Вт (при нагрузке на стандартную динамическую головку сопротивлением 8 Ом). Пример реализации такого включения LM4702 представлен на рисунке 3.

Рис. 3. Принципиальная схема включения LM4702 с использованием в выходном каскаде MOSFET полевых транзисторов

Для оптимизации работы усилителя ЗЧ, построенного на микросхеме LM4702 с источником звукового сигнала, компания National Semiconductor рекомендует использовать новый операционный усилитель LM4562. Данная пара образует новое высококачественное аудиосемейство.

LM4562 устанавливает новый уровень качества благодаря беспрецедентно низкому уровню искажений и шума, высокой скорости, широкому диапазону рабочих напряжений и высокой нагрузочной способности. Операционный усилитель LM4562 обеспечивает низкую входную плотность шума 2,7 нВ/ЦГц при частоте 217 Гц, точку перегиба 1/f шума 60 Гц и работу на нагрузку 600 Ом. Для обеспечения работы на наиболее распространенную высокую нагрузку без ущерба для шумовых характеристик, LM4562 имеет скорость нарастания 20 В/мкс и 56 МГц рабочую полосу усиления. Частота единичного усиления LM4562 остается стабильной в широком диапазоне питающего напряжения от ±2,5 В до 17 В, а его выход может обеспечить ток до 45 мА. В данном диапазоне питающих напряжений входные цепи LM4562 обеспечивают подавление синфазного сигнала и влияния источника питания (PSRR) более чем на 108 дБ и типовой ток смещения входа 10 нА. Операционный усилитель выдает полный звуковой динамический диапазон, усиливаемый далее выходным каскадом. При работе на нагрузку 2 кОм, выходной каскад обеспечивает размах сигнала на 1 В меньше границ питающего напряжения, а при нагрузке 600 Ом — на 1,5 В. Сдвоенный операционный усилитель LM4562 выпускается в 8-выводных корпусах типа SOIC и DIP.

Усилители, построенные на LM4702, могут использоваться не только как элемент профессионального звуковоспроизводящего оборудования высокого класса, но и для построения трансляционных усилителей в общественных местах (учебных заведениях, вокзалах, аэропортах и т.д).

По вопросам получения технической информации, заказа образцов и поставки обращайтесь в компанию КОМПЭЛ. Е-mail: analog.vesti@compel.ru.

Компания National Semiconductor приобретает фирму Xignal Technologies

В конце января 2007 г. корпорация National Semiconductor объявила о приобретении компании Xignal Technologies AG, немецкого разработчика быстродействующих АЦП. Компания Xignal специализируется на разработке непрерывных Sigma-Delta-аналого-цифровых преобразователей (АЦП). Такая технология обеспечивает высокое разрешение (12 разрядов и выше) АЦП при скорости в несколько МГц, при этом значительно снижается уровень потребления по сравнению с традиционными конвейерными структурами. Структура непрерывного преобразования существенно упрощает конструкцию аппаратуры, поскольку позволяет интегрировать такие функции сигнального тракта, как встроенные тактовые генераторы, усилители с низким уровнем шума и внешние фильтры.

Новые АЦП предназначены для применения в оборудовании, требующем высокой степени интеграции тракта сигнала и исключительно низкого потребления, например, в медицинском ультразвуковом исследовании. Через некоторое время область применения будет расширена за счет испытательного и измерительного оборудования и систем связи.

Новые цифровые контроллеры Freescale

С выпуском цифровых сигнальных контроллеров 56F8011 и 56F8013M компания Freescale Semiconductor продолжила расширение серии 16-разрядных цифровых сигнальных контроллеров (ЦСК) 56F8000/E. Эти два контроллера дополняют удачное семейство микросхем 56F801x и увеличивают возможные конфигурации флэш-памяти и температурный диапазон.

В качестве ответа на требуемые рынком сложные алгоритмы управления и высокоскоростные процессорные ядра, ЦСК 56F8011 обеспечивает снижение объема памяти семейства 56F801x, выпуск которого был начат в 2005 году. Как самый дешевый ЦСК компании Freescale, контроллер 56F8011 идеально подходит для недорогих встроенных приложений с минимальными требованиями к памяти программ.

ЦСК 56F8013M, обладающий всеми основными функциями и объемом памяти 56F8013, был испытан при 125°C для применения в высоко-температурных устройствах. Оба прибора спроектированы для снижения количества элементов и исключения необходимости использования отдельного цифрового сигнального процессора (ЦСП) и микроконтроллера (МК).

Основные параметры ЦСК 56F801x

  • ядро 56F800E с частотой 32 МГц и скоростью выполнения операций 32 млн.оп./с;
  • рабочее напряжение питания от 3,0 до 3,6 В;
  • флэш-память программ от 12 до16 Кбайт;
  • ОЗУ программ/данных от 2 до 4 Кбайт;
  • программируемая система ФАПЧ;
  • два 12-разрядных АЦП с 6-8 входами и с внутренним или внешним ИОН;
  • интерфейсы (SCI), (SPI), I 2 C;
  • до 26 универсальных портов ввода/вывода.

ядро 56F800E с частотой 32 МГц и скоростью выполнения операций 32 млн.оп./с;

Читайте также:
Динамическая головка

Мостовой усилитель мощности звуковой частоты на микросхемах LM3886 класса AB (136 W) – отличные характеристики и сила цунами

Обзор посвящен одноплатному монофоническому мостовому усилителю мощности звуковой частоты (УМЗЧ, УНЧ) класса AB на основе двух микросхем LM3886 номинальной мощностью 1 x 136 Вт.

В обзоре будут приведены технические характеристики микросхемы усилителя низкой частоты LM3886 , кратко разобрана схемотехника тестируемого одноплатного усилителя, показаны осциллограммы работы усилителя, а также сделаны полезные выводы и критические замечания.

Купить плату усилителя на основе LM3886 можно на Алиэкспресс, например, здесь. Цена на дату обзора – около $19 .

(Одноканальный мостовой усилитель низкой частоты на LM3 886 ; изображение с официального сайта AliExpress )

Небольшие пояснения к структуре платы.

Ключевой элемент платы, усилитель мощности LM3886 – это одноканальный усилитель мощности низкой частоты с двухполярным питанием (есть возможность включения с однополярным питанием, но это – сложнее).

Мостовая схема реализована за счет размещения на плате второй микросхемы, которая работает в качестве инвертирующего усилителя с коэффициентом передачи минус 1.

Далее перечислены характеристики LM3886 в “одиночном” включении (т.е. не в составе мостового усилителя).

Усилитель (микросхема) LM3886 – технические характеристики:

Вариант подключения LM3886 Однополярное питание Двухполярное питание
Максимальная выходная мощность н а канал ( RMS ) * 68 Вт (VS = 56 V, RL = 4 Ohm ) 68 Вт (VS = ±2 8 V , RL = 4 Ohm )
Номинальное напряжение питания 20. 84 В ±10. ±42 В
Максимально-допустимый пиковый ток выхода 7 А 7 А
Рекомендуемое сопротивление нагрузки 4. 8 Ом 4. 8 Ом
Коэффициент нелинейных искажений 03 % (PO = 60 W , RL = 4 Ohm )
03 % (PO = 30 W , RL = 8 Ohm )
03 % (PO = 60 W , RL = 4 Ohm )
03 % (PO = 30 W , RL = 8 Ohm )
Шум, приведённый ко входу 10 мкВ (макс.), 2 мкВ (тип) 10 мкВ (макс.), 2 мкВ (тип)
Полоса пропускания > 2 МГц > 2 МГц
Ток покоя

Примечание:
* RMS (Rated Maximum Sinusoidal) – Максимальная (предельная) синусоидальная мощность – мощность, при которой усилитель или колонка может работать в течение одного часа без физического повреждения. Обычно именно она указывается как номинальная “приличными” производителями (а не пиковая – PMPO).

Нижнюю границу полосы пропускания производитель микросхемы не указал, поскольку микросхема представляет собой низкочастотный операционный усилитель и может использоваться в качестве усилителя постоянного напряжения с полосой частот от 0 Гц.

Микросхема выпускается в двух модификациях в зависимости от типа корпуса: LM3886TF – с корпусом, полностью покрытым пластиком (как в тестируемой версии) и LM3886T – с открытым металлическим теплоотводом.

Схемотехнически микросхема выполнена на биполярных транзисторах, включая и выходной каскад (т.е. без применения MOSFET- ов и других типов полевых транзисторов).

Полностью все характеристики и типовые схемы включения LM3886 с однополярным и двухполярным питанием указаны в техническом описании ( datasheet) LM3886 (PDF, 850 KB ). Правда, типовые схемы включения, приведённые в документе, не отличаются полнотой.

Теперь – углубимся в практику и обратимся к внешнему виду тестируемого усилителя.

Внешний вид и конструкция одноплатного одноканального усилителя класса AB на микросхеме LM3 886 с однополярным питанием

Никакой документации в комплекте усилителя не было, но обозначений на самой плате достаточно для её правильного подключения.

Посмотрим на плату усилителя в двух наклонно-диагональных ракурсах:

(кликнуть для увеличения, откроется в новом окне)

Вид с противоположной диагонали:

Все внешние подключения осуществляются без помощи пайки – с помощью клеммников под винт.

Задняя сторона платы:

На этом снимке видна главная особенность применённых микросхем LM3886TF – изолированный корпус.

Это позволит использовать радиатор, не заботясь о его электрической изоляции от металлических элементов корпуса усилителя. Он может даже выходить наружу и при этом быть электробезопасным для потребителей, если только не допущено каких-то других нарушений по этой части.

Обратная сторона платы:

Металлизация на плате – двухсторонняя: и на верхней, и на нижней стороне.

На верхней стороне металлизация покрыта защитным лаком чёрного цвета, а на нижней – светлым (белым с лёгким голубым оттенком).

И на верхней, и на нижней стороне лак – слабо прозрачный, из-за чего на плате довольно трудно отслеживать расположение соединительных дорожек.

Флюс, в основном, отмыт хорошо; но кое-где пришлось его дотереть.

По углам платы расположены отверстия для её закрепления в корпусе.

Перед испытаниями к микросхемам платы был прикреплён теплоотвод, в качестве которого использовался ставший не нужным кулер от процессора Intel Pentium 4 (S478).

Получилась такая конструкция:

Вид с обратной стороны:

Данную конструкцию вряд ли можно считать оптимальной: из-за горизонтального расположения рёбер естественная вентиляция радиатора будет ухудшена. По-хорошему, усилителю требуется более крупный радиатор и с вертикальным расположением рёбер (или игольчатый).

Так что данную конструкцию можно рассматривать не как окончательную, а только как временную для проведения испытаний.

Внимание! При установке радиатора (-ов) применение термопасты крайне желательно!

В следующей главе разберём, что к чему и зачем на этой плате усилителя.

Схемотехника одноплатного одноканального усилителя класса AB на микросхеме LM3 886 с однополярным питанием

Читайте также:
Как сделать простой усилитель звука на транзисторах?

Перед анализом схемы посмотрим на плату усилителя вертикально сверху:

Особенность платы – в том, что она при необходимости легко может быть легко переделана из одноканальной мостовой схемы (BTL) в двухканальный стереоусилитель. Для этого на плате даже установлены некоторые “лишние” элементы и сделаны контактные площадки для внешних соединений.

Ещё один вариант получения стереозвучания – приобретение двух таких плат, каждая из которых будет работать в своём канале.

Усиление обеспечивается правой микросхемой на фото (коэффициент усиления – 22 ), а левая работает в качестве инвертирующего усилителя с коэффициентом передачи минус 1. Итого, благодаря мостовой схеме, полное усиление составляет 44.

Ножки микросхем – очень широкие, явно рассчитанные на высокий ток.

Самые яркие (в прямом смысле) элементы на плате – большие красные плёночные конденсаторы с номиналом 2.2 мкФ*250 В. То, что они – плёночные, это – хорошо (стабильность). А допустимое напряжение в 250 В – это явное излишество (можно было бы и ниже в разы). Вероятно, производитель закупил по дешевке вагон этих конденсаторов, и теперь ставит их, где попало. :)

При этом рабочим в мостовой схеме является только правый конденсатор на фото, а левый припаян на случай переделки в стереоусилитель и перемычкой внизу замкнут на землю (перемычка видна на фото).

На плате есть элементы для предотвращения самовозбуждения схемы: прямой и инвертирующий входы микросхем соединены конденсаторами 220 пФ; а на выходах микросхем припаяны RC- цепочки (10 Ом + 0.1 мкФ), соединённые с землёй.

Принципиально важно, что при включении в мостовой схеме удваивается напряжение на нагрузке по сравнению с “обычным” включением при том же напряжении питания; и, соответственно, удваивается и ток. В связи с этим при высоких напряжениях питания может возникнуть перегрузка по току.

В таких случаях может оказаться невозможной работа с нагрузкой 4 Ом, и работа будет возможна только с нагрузкой 6-8 Ом или выше.

Испытания мостового УНЧ с двухполярным питанием на микросхеме LM3 886

При измерениях использовались: импульсный блок двухполярного питания на ±24 В (обзор), DDS- генератор сигналов FY6800 (обзор) и осциллограф Hantek DSO5102P ( обзор).

По указанным выше причинам испытания проводились с нагрузкой 8 Ом.

Сначала был замерен ток покоя усилителя. Он составил 102 мА.

Формально такое значение тока покоя – небольшое; но, с учётом высокого напряжения питания, это приводит к существенному нагреву усилителя (мощность рассеяния – 4.9 Вт). В конфигурации с радиатором, изображенным на фото в предыдущей главе, температура составила 46 градусов при температуре окружающей среды 22 градуса.

Шумы усилителя оказались очень малы и практически не заметны.

Испытания с синусоидальным сигналом

Синус 1 кГц, амплитуда

0.5 от максимальной:

При таком уровне сигнала форма синуса – практически идеальная, при этом мощность в нагрузке составляет уже 24.5 Вт.

Синус 1 кГц, амплитуда – на уровне начала ограничения:

На верхушках сигнала заметна небольшая “бахрома”, которая может свидетельствовать о процессах самовозбуждения в эти моменты.

Мощность на выходе W = U^2 / 2R = 101 Вт. Очень неплохо!

При этом ток, потребляемый от источника питания, составил 3.1 А (мощность 48В * 3.1 А = 148.8 Вт).

КПД усилителя составил, соответственно 101/148.8 = 68%.

При этом надо отметить относительно высокое “остаточное” напряжение на транзисторах выходного каскада микросхем – около 4 В. Это может стать причиной сильного падения выходной мощности и КПД при низких значениях напряжения питания.

Нагрев был сильным; температура микросхем с применённым радиатором составила 76 градусов (измерена инфракрасным термометром Benetech 531).

Синус 1 кГц, амплитуда – с ограничением:

Вокруг плоских площадок на уровнях ограничения видны “рожки” с кратковременным более высоким уровнем сигнала. Происхождение этих “рожек” объяснить затруднительно.

Для обнаружения искажений типа “ступенька” (характерных при переходе сигнала через нулевой уровень) использовался синусоидальный сигнал с частотой 100 кГц с уровнем

0.5 от максимального.

Частота в 100 кГц была выбрана по той причине, что обычно такие искажения более заметны на высоких частотах.

В данном случае они имеют незначительную величину. На картинке с масштабом 5 В / дел. их вообще не удаётся обнаружить; но при масштабе 1 В / дел. можно заметить некоторый изгиб вблизи нуля (для его обнаружения рядом проведена прямая линия красным цветом:

Для обнаружения этого изгиба пришлось создать совершенно нереальные условия работы усилителя.

В реальных условиях никакого искажения сигнала по причине “ступеньки” нет.

Синусоидальный сигнал использовался также и для проверки работы одной из микросхем усилителя не в мостовом, а в одиночном включении; при этом была подключена нагрузка 4 Ом.

Синус 1 кГц, нагрузка 4 Ом, одиночное включение, амплитуда – с ограничением:

Мощность на нагрузке составила 51 Вт, потребляемый ток – 1.6 А, КПД = 66%.

Испытания с сигналом прямоугольной формы

Прямоугольник 10 кГц, амплитуда в “плоской” части

0.5 от максимальной:

На осциллограмме видны выбросы вблизи фронтов сигнала. Судя по их несимметричности, они возникли не только из-за наличия частотно-зависимых элементов в схеме платы, но и из-за внутренних особенностей микросхемы LM3886.

Читайте также:
Усилитель звука всего за 20 рублей

Прямоугольник 2 кГц, амплитуда в “плоской” части – максимальная:

На этой осциллограмме “рожки” выбросов оказались почти полностью срезаны, так как вышли за границы динамического диапазона.

В нижней полуволне видна “бахрома”, предположительно, от самовозбуждения.

Мощность на выходе составила 185 Вт, мощность потребления 228 Вт, КПД 81%.

Испытания с сигналом треугольной и пилообразной формы

Треугольник, пила и обратная пила 2 кГц, амплитуда

0.5 от максимальной:

Склоны треугольника и пилы – практические идеальные, но сигнал на последней осциллограмме сопровождается сильным выбросом (как на прямоугольнике).

Треугольник 1 кГц, пила и обратная пила 2 кГц, амплитуда – максимальная:

Линейность склонов треугольника и обоих пилообразных сигналов – на высшем уровне, и только “бахрома” в точках минимума сигнала на первой и второй осциллограммах слегка портит гламур.

Амплитудно-частотная характеристика одноплатного усилителя мощности звуковой частоты на микросхеме LM3886

Амплитудно-частотная характеристики снималась методом подачи на вход сигнала с линейно-нарастающей частотой от 10 Гц до 40000 Гц.

И вот что получилось:

Один цикл прохождения полосы частот 10 Гц – 40 кГц обведён красной рамкой, он и представляет собой АЧХ в данном диапазоне.

АЧХ получилась абсолютно плоской, что подтверждает высокие характеристики применённых микросхем LM3886.

Более детальная проверка в области низких частот показала, что по уровню минус 3 дБ полоса начинается от частоты 3.3 Гц.

Что касается высоких частот (свыше 40 кГц), то был обнаружен плавный подъём характеристики в районе 230 – 240 кГц примерно на 18%, после чего шёл уже довольно быстрый спад.

Видимо, из-за этого подъёма и образовывались выбросы, заметные на осциллограммах с прямоугольным и пилообразным сигналами.

Окончательный диагноз одноплатного усилителя мощности звуковой частоты на микросхеме LM3886

Усилитель показал себя с самой наилучшей стороны.

Он, действительно, может отдавать в нагрузку очень большую мощность с ничтожными искажениями.

Небольшие шероховатости в виде “бахромы” возникают только при подаче сигнала на уровне максимального напряжения на выходе; что, в общем-то, не является рабочим режимом с точки зрения качества воспроизведения сигнала.

Кроме очень малых искажений, усилитель отличается прекрасной амплитудно-частотной характеристикой.

И, наконец, до кучи: при желании этот монофонический мостовой усилитель можно переделать в стереофонический “обычный” усилитель.

Особенность усилителя – требование довольно высокого напряжения питания, не менее ±10 В. А лучше – более высокое напряжение питания (от ±20 В) для получения высокой выходной мощности и улучшения КПД.

Где купить мостовой УНЧ на LM3886

Купить плату протестированного в этом обзоре усилителя на основе LM3886 можно на Алиэкспресс, например, по этой ссылке. Цена на дату обзора – около $19 (в дальнейшем может меняться).

Обзоры других усилителей класса AB – здесь.

Обзоры усилителей класса D – здесь.

Весь раздел “Сделай сам! ( DIY) ” – здесь.

Вступайте в группу SmartPuls.Ru Контакте! Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.

Искренне Ваш,
Доктор
16 февраля 2021 г.

Порекомендуйте эту страницу друзьям и одноклассникам

LM3886 стереоусилитель с выходной мощностью 120 Вт

LM3886 — это хорошо известная и очень популярная микросхема, которая чаще всего востребована для построения качественных усилителей мощности звука. В этой статье я поделюсь опытом создания домашнего медиа-центра на основе настольного компьютера.

Сложного в этом проекте ничего нет, но результат проделанной мной работы очень даже порадовал. Вначале я взялся за изготовления стереофонического усилителя мощности на базе микросхемы LM3886. Обязательным для меня условием было, чтобы аппарат получился высококачественным по звучанию и простым по конструкции.

Вообще-то, эта схема стерео усилителя на LM3886, скорее всего подойдет для радиолюбителей, которые только начинают заниматься радио-электроникой. Тем не менее, представленный здесь УМЗЧ способен обеспечить акустические системы номинальной мощностью звука свыше 60 Вт на каждый канал. К тому же, данный чип я решил использовать после того, как досконально изучил его электрические характеристики, которые меня вполне устраивали.

Также, при выборе схемы я учел мнение многих радиолюбителей и их положительные отзывы об этой микросхеме. Для тех кто не знает — данную микросхему производят в двух модификациях: с не изолированным корпусом (LM3886T) и (LM3886TF), с изолированным корпусом. Что касается прибора не имеющего изолированного корпуса, то этот чип нужно устанавливать на радиатор охлаждения через изолирующую прокладку.

Основные параметры микросхемы:

Мощность этой микросхемы в выходной цепи может ограничиваться только за счет ее теплового выделения. Сбалансированный ток для транзисторов в оконечном тракте, дает возможность обеспечивать мощность в нагрузке в пределах 70v. В тоже время, общий ограничитель тока, который составляет около 7 А, предохраняет микросхему от КЗ в выходной цепи.

После нескольких проб вариантов включения усилителя и дальнейшего тестирования УМЗЧ — выбрал вариант инверсного включения LM3886.

На мой взгляд, единственным отрицательным моментом этой схемы может считаться малое сопротивление на входе, которое составляет всего 10 кОм. Но в тоже время, если взять во внимание современные аудио карты персональных компьютеров, у которых сопротивление в выходной цепи около 5 кОм, то это получается положительным моментом. То есть, малая чувствительность к межкабельным наводкам. Номинальная емкость входного конденсатора С1 может быть в пределах от 3 до 4,7µF. Второй канал стерео усилителя собирается по аналогичной схеме.

Читайте также:
Как сделать цветомузыку для дома своими руками: схемы, фото

Ниже представлена схема источника питания для усилителя.

Печатная плата усилителя разведена в программе Sprint-Layout 6.0. Габаритные ее размеры составляют 46 х 33 мм.

При изготовлении печатной платы применялась лазерно-утюжная технология. Из любопытства выполнил измерения на предмет возникающих искажений микросхемы LM3886 на разной мощности в нагрузке.

Получились вот такие результаты:

После сборки данного аппарата и длительного его прослушивания, можно сделать вывод: применение интегральной микросхемы LM3886 для сборки высококачественных усилителей мощности, полностью оправдано. Без особого труда можно изготовить вполне приличный УМЗЧ, который без сомнения понравится начинающим радиолюбителям.

Вот здесь еще один хороший усилитель, может быть кому-то будет интересно повторить схему: Упрощенный Zero D 50 для фронтальной акустики автомобиля

Как сделать цветомузыку на светодиодах своими руками.

05 Июн 2016г | Раздел: Радио для дома

Здравствуйте, уважаемые читатели сайта sesaga.ru. Практически у каждого начинающего радиолюбителя, да и не только, возникало желание собрать цветомузыкальную приставку или бегущий огонь, чтобы разнообразить прослушивание музыки в вечернее время или в праздничные дни. В этой статье речь пойдет о простой цветомузыкальной приставке, собранной на светодиодах, которую под силу собрать даже начинающему радиолюбителю.

1. Принцип действия цветомузыкальных приставок.

Работа цветомузыкальных приставок (ЦМП, ЦМУ или СДУ) основана на частотном разделении спектра звукового сигнала с последующей передачей его по отдельным каналам низких, средних и высоких частот, где каждый из каналов управляет своим источником света, яркость которого определяется колебаниями звукового сигнала. Конечным результатом работы приставки является получение цветовой гаммы, соответствующей воспроизводимому музыкальному произведению.

Для получения полной гаммы цветов и максимального количества цветовых оттенков в цветомузыкальных приставках используются, как минимум, три цвета:

Разделение частотного спектра звукового сигнала происходит с помощью LC- и RC-фильтров, где каждый фильтр настроен на свою сравнительно узкую полосу частот и пропускает через себя только колебания этого участка звукового диапазона:

1. Фильтр низких частот (ФНЧ) пропускает колебания частотой до 300 Гц и цвет его источника света выбирают красным;
2. Фильтр средних частот (ФСЧ) пропускает 250 – 2500 Гц и цвет его источника света выбирают зеленым или желтым;
3. Фильтр высших частот (ФВЧ) пропускает от 2500 Гц и выше, и цвет его источника света выбирают синим.

Каких-либо принципиальных правил для выбора полосы пропускания или цвета свечения ламп не существует, поэтому каждый радиолюбитель может применять цвета исходя из особенностей своего восприятия цвета, а также по своему усмотрению изменять число каналов и ширину полосы частот.

2. Принципиальная схема цветомузыкальной приставки.

На рисунке ниже предоставлена схема простой четырехканальной цветомузыкальной приставки, собранной на светодиодах. Приставка состоит из усилителя входного сигнала, четырех каналов и блока питания, обеспечивающего питание приставки от сети переменного тока.

Сигнал звуковой частоты подается на контакты ПК, ЛК и Общий разъема Х1, и через резисторы R1 и R2 попадает на переменный резистор R3, являющийся регулятором уровня входного сигнала. От среднего вывода переменного резистора R3 звуковой сигнал через конденсатор С1 и резистор R4 поступает на вход предварительного усилителя, собранного на транзисторах VT1 и VT2. Применение усилителя позволило использовать приставку практически с любым источником звукового сигнала.

С выхода усилителя звуковой сигнал подается на верхние выводы подстроечных резисторов R7,R10, R14, R18, являющиеся нагрузкой усилителя и выполняющие функцию регулировки (подстройки) входного сигнала отдельно по каждому каналу, а также устанавливают нужную яркость светодиодов канала. От средних выводов подстроечных резисторов звуковой сигнал поступает на входы четырех каналов, каждый из которых работает в своей полосе звукового диапазона. Схематично все каналы выполнены одинаково и различаются лишь RC-фильтрами.

На канал высших частот сигнал подается от среднего вывода резистора R7.
Полосовой фильтр канала образован конденсатором С2 и пропускает только спектр верхних частот звукового сигнала. Низкие и средние частоты через фильтр не проходят, так как сопротивление конденсатора для этих частот велико.

Проходя конденсатор, сигнал верхних частот детектируется диодом VD1 и подается на базу транзистора VT3. Появляющееся на базе транзистора отрицательное напряжение открывает его, и группа синих светодиодов HL1HL6, включенных в его коллекторную цепь, зажигаются. И чем больше амплитуда входного сигнала, тем сильнее открывается транзистор, тем ярче горят светодиоды. Для ограничения максимального тока через светодиоды последовательно с ними включены резисторы R8 и R9. При отсутствии этих резисторов светодиоды могут выйти из строя.

На канал средних частот сигнал подается от среднего вывода резистора R10.
Полосовой фильтр канала образован контуром С3R11С4, который для низких и высших частот оказывает значительное сопротивление, поэтому на базу транзистора VT4 поступают лишь колебания средних частот. В коллекторную цепь транзистора включены светодиоды HL7HL12 зеленого цвета.

Читайте также:
Усилитель на 10 ватт

На канал низких частот сигнал подается со среднего вывода резистора R18.
Фильтр канала образован контуром С6R19С7, который ослабляет сигналы средних и высших частот и поэтому на базу транзистора VT6 поступают лишь колебания низких частот. Нагрузкой канала являются светодиоды HL19HL24 красного цвета.

Для разнообразия цветовой гаммы в цветомузыкальную приставку добавлен канал желтого цвета. Фильтр канала образован контуром R15C5 и работает в частотном диапазоне ближе к низким частотам. Входной сигнал на фильтр поступает с резистора R14.

Питается цветомузыкальная приставка постоянным напряжением . Блок питания приставки состоит из трансформатора Т1, диодного моста, выполненного на диодах VD5VD8, микросхемного стабилизатора напряжения DA1 типа КРЕН5, резистора R22 и двух оксидных конденсаторов С8 и С9.

Переменное напряжение, выпрямленное диодным мостом, сглаживается оксидным конденсатором С8 и поступает на стабилизатор напряжения КРЕН5. С вывода 3 микросхемы стабилизированное напряжение 9В подается в схему приставки.

Для получения выходного напряжения 9В между минусовой шиной блока питания и выводом 2 микросхемы включен резистор R22. Изменением величины сопротивления этого резистора добиваются нужного выходного напряжения на выводе 3 микросхемы.

3. Детали.

В приставке могут быть использованы любые постоянные резисторы мощностью 0,25 – 0,125 Вт. На рисунке ниже показаны номиналы резисторов, у которых для обозначения величины сопротивления используют цветные полоски:

Переменный резистор R3 и подстроечные резисторы R7, R10, R14, R18 любого типа, лишь бы подходили под размер печатной платы. В авторском варианте конструкции использовался отечественный переменный резистор типа СП3-4ВМ, подстроечные резисторы импортного производства.

Подробнее о резисторах можно почитать здесь и здесь.

Постоянные конденсаторы могут быть любого типа, и рассчитаны на рабочее напряжение не ниже 16 В. При возникновении трудности с приобретением конденсатора С7 емкостью 0,3 мкФ его можно составить из двух соединенных параллельно емкостью 0,22 мкФ и 0,1 мкФ.

Оксидные конденсаторы С1 и С6 должны иметь рабочее напряжение не ниже 10 В, конденсатор С9 не ниже 16 В, а конденсатор С8 не ниже 25 В.

Оксидные конденсаторы С1, С6, С8 и С9 имеют полярность, поэтому при монтаже на макетную или печатную плату это необходимо учитывать: у конденсаторов Советского производства на корпусе обозначают положительный вывод, у современных отечественных и импортных конденсаторов обозначают отрицательный вывод.

Диоды VD1 – VD4 любые из серии Д9. На корпусе диода со стороны анода наносится цветная полоска, определяющая букву диода.

В качестве выпрямителя, собранного на диодах VD5 – VD8, используется готовый миниатюрный диодный мост, рассчитанный на напряжение 50В и ток не менее 200 mA.

Если вместо готового моста использовать выпрямительные диоды, придется немного подкорректировать печатную плату, или диодный мост вообще вынести за пределы основной платы приставки и собрать на отдельной небольшой плате.

Для самостоятельной сборки моста диоды берутся с теми же параметрами, что и заводской мост. Также подойдут любые выпрямительные диоды из серии КД105, КД106, КД208, КД209, КД221, Д229, КД204, КД205, 1N4001 – 1N4007. Если использовать диоды из серии КД209 или 1N4001 – 1N4007, то мост можно собрать прямо со стороны печатного монтажа непосредственно на контактных площадках платы.

Светодиоды обычные с желтым, красным, синим и зеленым цветом свечения. В каждом канале используется по 6 штук:

Транзисторы VT1 и VT2 из серии КТ361 с любым буквенным индексом.

Транзисторы VT3, VT4, VT5, VT6 из серии КТ502 с любым буквенным индексом.

Стабилизатор напряжения типа КРЕН5А с любым буквенным индексом (импортный аналог 7805). Если использовать девятивольтовые КРЕН8А или КРЕН8Г (импортный аналог 7809), то резистор R22 не ставится. Вместо резистора на плате устанавливается перемычка, которая соединит средний вывод микросхемы с минусовой шиной, или при изготовлении платы этот резистор вообще не предусматривается.

Для соединения приставки с источником звукового сигнала применен разъем типа «джек» на три контакта. Кабель взят от компьютерной мыши.

Трансформатор питания – готовый или самодельный мощностью не менее 5 Вт с напряжением на вторичной обмотке 12 – 15 В при токе нагрузки 200 mA.

В дополнение к статье посмотрите первую часть видеоролика, где показывается начальный этап сборки цветомузыкальной приставки

На этом первая часть заканчивается.
Если Вы соблазнились сделать цветомузыку на светодиодах, тогда подбирайте детали и обязательно проверьте исправность диодов и транзисторов, например, мультиметром. А во второй части произведем окончательную сборку и настройку цветомузыкальной приставки.
Удачи!

Литература:
1. И. Андрианов «Приставки к радиоприемным устройствам».
2. Радио 1990 №8, Б. Сергеев «Простые цветомузыкальные приставки».
3. Руководство по эксплуатации радиоконструктора «Старт».

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: