Мой усилитель «mad feedback 1» на tda7294 в корпусе

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.

Оценка мощности и звука

Оцениваю мощность первого усилителя в 2×70 Вт, а второго 2×60 Вт. Что касается затрат на сборку УМЗЧ, то за все электронные компоненты, интегральные микросхемы, транзисторы и трансформаторы для 2-х усилителей заплатил 4000 рублей с доставкой. Бесплатные были радиаторы, вентиляторы и корпус.

Теперь у всех легковых автомобилей есть регуляторы напряжения и колебания напряжения действительно незначительны. Единственное, что следует использовать, это дроссель от помех, потому что иногда при включении усилителя он тихо тянет какое-то радио. В следующей конструкции, которая наверняка будет на транзисторах, будет использоваться стабилизатор и система плавного пуска, а также разряда конденсатора при выключении УНЧ.

Детали и конструкция

Детали и конструкция Все детали усилителя и блока питания, кроме переключателя SA 1 усилителя, предохранителя FU1 и входных и выходных разъемов (на схеме не показаны), смонтированы на печатной плате из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита толщиной 2 мм. Чертеж платы и расположение на ней элементов показаны на рис. 6.

Рис. 6. Печатная плата для мощного автомобильного усилителя.

В качестве VD1 можно использовать диоды серий КД2997, КД2999 с любым буквенным индексом Диоды КД2997Б (VD2- VD5) возможно заменить на КД2997А, КД2999А, КД2999Б. Вместо транзисторов КТ898А (VT1, VT2) допустимо применить другие КТ890 с любым буквенным индексом, КТ896А, КТ896Б, КТ898Б, КП958А-КП958В, КП954А-КП954В. Можно применить импортные полевые транзисторы IRFZ48, IRFZ44, IRF540, IRF640, IRF530, BUZ11А, BUZ22 или их аналоги, удалив резисторы R18, R19.

Мощные транзисторы БП VT1, VT2 и микросхемы усилителя DA1, DA2 устанавливают на отдельные теплоотводы. Микросхемы допустимо установить на один теплоотвод без изоляции, но при этом изолировать его от корпуса усилителя так как металлическая подложка микросхем имеет напряжение -Uпит относительно общего провода.

Транзисторы устанавливать на один теплоотвод без изоляции недопустимо. В качестве изолирующего материала можно использовать слюду. При монтаже силовых элементов на теплоотводах желательно использовать теплопроводящую пасту КПТ-8, что позволит значительно облегчить тепловой режим работы данных элементов Диоды VD1-VD5 устанавливают перпендикулярно плате

Магнитопровод импульсного трансформатора Т1 составлен из трех склеенных вместе колец типоразмера К40х25х11 из феррита М2000НМ1. Обмотки I, II намотаны по 4 витка жгутом из пяти проводов ПЭВ-2 1,2 мм Обмотки III, IV намотаны по 10 витков жгутом из четырех проводов ПЭВ-2 0,8 мм. Обмотки I, II и III, IV должны быть симметричными.

Перед намоткой острые края склеенного кольца необходимо закруглить надфилем Между обмотками прокладывают изоляцию из фторопластовой ленты в три-четыре слоя. Трансформатор устанавливают в центре печатной платы с помощью прижимающей сверху прямоугольной или круглой пластины с отверстием в центре и винта М5 или М6 с гайкой.

В схеме управления запуском преобразователя в качестве VD1-VDЗ пригодны любые маломощные кремниевые диоды КТ3102А (VT1) заменяется транзистором с любым буквенным индексом из этой серии или КТ315. В ФНЧ (см. рис. 5) допустимо установить ОУ КР574УД2, КР140УД20, КР544УД4. Вместо стабилизаторов DA2, DA3 можно применить любые интегральные стабилизаторы положительного и отрицательного напряжения на 15 В

Надо постараться подключить провода питания усилителя как можно ближе к аккумулятору автомобиля (на щиток предохранителей), чтобы исключить влияние других потребителей тока. Поскольку пиковый ток, потребляемый усилителем, может достигать 15 А, в цепи питания следует использовать провода большого сечения (3-5 мм ).

При наличии устройства, критичного к ВЧ пульсациям напряжения в бортовой сети, нужно увеличить емкость С9 а если это не принесет желаемого эффекта то включить в цепь питания преобразователя высокочастотный фильтр.

↑ Схема усилителя должна быть проста и универсальна

Для построения усилителя мощности была выбрана популярная, но мною лично не любимая микросхема TDA7294 производства SGS-Thomson. Поводом к такому отношению стали частые отказы и обилие поддельных микросхем. Однако потом выяснилось, что в смерти ИМС повинны мои собственные кривые руки, которые обеспечили явно завышенное питание и не заземлили радиатор. Это обязательное условие стабильной работы микросхемы. Она боится статики —  ее надо изолировать от радиатора, а радиатор обязательно заземлить на среднюю точку питания.

Достаточно долгие построения и моделирования в Multisim 2001 позволили создать цепь обратной связи, воплощающую все эти, казалось, несовместимые требования.

Итак, перед вами схема «бешенной» обратной связи, MadFeedback1 (MF1) .

Технические параметры

Технические характеристики TDA7294 позволяют получить максимальную мощность до 100 Вт, при сопротивлении в цепи нагрузки от 4 до 8 Ом. Этому способствуют полевые транзисторы, установленные в её предварительном и выходном каскадах. Устройство славится низким уровнем собственных искажений и шумов, работает в широком диапазоне частот и питающих напряжений.

Максимальные параметры

Рассмотрим максимальные значения предельно допустимых режимов эксплуатации TDA7294:

  • напряжение питания (без сигнала) VS = ± 50 В;
  • пиковый выходной ток IO = 10 А;
  • мощность рассеивания (при Tcase=70 ОС) Ptot = 50 Вт;
  • диапазон рабочих температур от 0 до 70 ОС;
  • температура: кристалла Tj до +150 ОС; при хранении до +150 ОС.

Стоит учитывать, что поданные на микросхему 50 В являются критическими и могут вывести её из строя. Поэтому не стоит экспериментировать с такими величинами, если нет желания спалить устройство. Оптимальным напряжением при нагрузке в 4 Ом считается ±27 В, а для 8 Ом не более ±35 В.

Для использования на мощности более 10 Вт, необходимо предусмотреть радиатор. Если не заморачиваться с расчётами, то его можно взять из старого компьютерного блока питания. В любом случае, чем он больше тем лучше. Ставить нужно через слюдяную прокладку. Дополнительно можно установить вентилятор, предусмотрев при этом выход для воздуха.

Отдельно нужно сказать про выбор источника напряжения. Чтобы устройство выдавало заявленные 100 Вт для воспроизведения музыки, достаточно будет блока питания мощностью от 110 Вт. На многих форумах советуют брать с запасом на 250 Вт. C таким БП данная TDA справится и c чистым синусоидальным сигналом.

Электрические параметры

Значения электрических параметров TDA7294 получены производителем при следующих режимах измерения: напряжение питания VS = ± 35 В, сопротивлении нагрузки RL = 8 Ом, температуры воздуха Tamb=25 ОС, рабочая частоты f=1 кГц. Они справедливы если в графе «условия» не указано иных величин.

↑ Идея? Целая идеология!

Хочу начать с того, что сама идея данного усилителя пришла ко мне далеко не спонтанно. Скорее она стала результатом анализа наиболее интересных в плане звучания схемотехнических решений, существующих на сей день. Сразу оговорюсь, по результатам сборки множества схем, я для себя вывел собственную философию в конструкциях звукоусиления.

Во-первых, я не гонюсь за линейностью. Иногда даже нарочно ее избегаю. Во-вторых, мне не нравится идеально точный, стерильный, выхолощенный звук. Намного интереснее создавать усилители с характером, звучание которых приятно и узнаваемо с первых нот. Четные гармоники? Пусть! Неидеально ровная АЧХ? Плевать. Главное — чтобы нравилось.

Увы, такой подход приходится где-то урезать, если хочешь быть услышанным широкой общественностью. Схемотехника усилителя, предлагаемого в данной статье, призвана примирить множество разнообразных групп убежденных сторонников того или иного подхода.

Итак, рассмотрим постулаты современного виденья схемотехники бюджетных несложных УМЗЧ.

  1. Усилитель реализован по принципу мощного ОУ с ОООС, будь то дискрет или микросхема. В данном случае для наиболее широкого круга радиолюбителей будет доступна именно мощная микросхема распространенной линейки.
  2. Инвертирующее включение, несомненно, более линейно, устойчиво и просто лучше звучит.
  3. Для повышения входного сопротивления в инвертирующем включении рационально применять Т-образную ООС.
  4. ИТУН реализуется на МС просто, а звучит, несомненно, намного лучше классических схем с ООС по напряжению. Однако основная сложность — работа на многополосные системы с разделительными фильтрами и усугубление ситуации неравномерности АЧХ динамика на резонансной частоте. Также нельзя не отметить подъем усиления на ВЧ, что сразу отпугивает многих энтузиастов.
  5. Земля на плате должна быть разведена, несомненно, звездой, а все электролиты зашунтированы пленкой или керамикой.

И, что самое интересное, при всем при этом схема должна быть проста для сборки широким кругом радиолюбителей. Честно говоря, меня поначалу пугала перспектива объединить все требование воедино, не наворочив при этом сложных повторителей, компенсаторов и критических цепей.

Но чем дольше размышлял, тем реальнее казалась эта идея. Оформилась она в следующую мыслеформу — новый УМ должен сочетать в себе как ООС по току, так и по напряжению. Чистая ООС по току недопустима, т. к. резко сужает выбор используемых АС, но и отказываться от нее не стоит. Коэффициент усиления должен быть не прямо пропорционален сопротивлению нагрузки, а, скажем, пропорционален корню из импеданса. При этом схема должна быть, несомненно, инвертирующей, с достаточно высоким (насколько это реально) входным сопротивлением. Не стоит забывать и об источнике сигнала. К нему не должно предъявляться каких-либо особых требований.

Устройство запуска для преобразователя

В показанной на рис. 2 схеме блока питания для его включения нужен достаточно мощный переключатель. Зачастую такой способ включения оказывается неудобным или же неприемлемым. На рис. 4 показана схема устройства автоматического управления запуском преобразователя.

Она обеспечивает включение УМЗЧ при подаче на резистор R20 постоянного напряжения более 1 В или при подаче на конденсатор С15 звукового сигнала с действующим значением напряжения не менее 0,6 В.

Рис. 4. Cхема устройства автоматического управления запуском преобразователя.

Первый вариант можно использовать, если автомагнитола имеет выход для управления внешними устройствами, например, электрической выдвижной антенной. Пригоден и другой вариант, если в автомобиле установлен сабвуфер.

Тогда конденсатор С15 подключают к одному из выходов УМЗЧ автомагнитолы, и теперь усилитель будет автоматически включаться при выходной мощности автомагнитолы более 0,15.. 0,2 Вт и отключаться при меньшей.

Недопустимо подключать к магнитоле одновременно два входа, так как это может вывести ее из строя. Конденсатор С16 одновременно сглаживает пульсации переменного напряжения и задерживает отключение усилителя после исчезновения сигнала на входе (с задержкой около 30 с). Диоды VD7, VD8 предотвращают влияние цепи включения на работу ШИ-модулятора.

Также они устанавливают порог напряжения на коллекторе VT3, при превышении которого длительность импульсов на выходе DA3 начнет плавно сокращаться и при достижении 4 .4,5 В блок питания отключится.

Связанные материалы

Даташит TDA7294 pdf datasheet…
100В — 100Ватт DMOS аудио усилитель с цепями MUTE/ST-BY TDA7294 монолитная микросхема в корпусе…

Переделка усилителя «Романтика 15-120С» на TDA7293 + клипдетектор…
Пылилась у меня старенькая «Романтика 15-120С». Внешнее состояние почти идеальное, а вот с…

Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Титце У., Шенк К….
Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем.-М.: Мир,…

Практическая схемотехника. 450 полезных схем радиолюбителям. Книга 1. Шустов М.А….
Практическая схемотехника. 450 полезных схем радиолюбителям. Книга 1. Шустов М.А. Издательство:…

Полный усилитель на микросхемах. Часть 5-3. Усилитель в режиме ИТУН…
Не мечтай, действуй! Незабываемый кадр из незабываемого фильма. Сейчас Марти МакФлай вжарит!!! В…

CD-проигрыватели. Схемотехника. Ю.Ф. Авраменко…
CD-проигрыватели. Схемотехника В книге систематизировано изложены основные принципы и базирующиеся…

Мой усилитель «Mad Feedback 1» на TDA7294 в корпусе…
Наверное, любой радиолюбитель знаком с микросхемой TDA7294: простая схема, хорошее качество звука,…

Автомобильный аудиоусилитель с инвертором напряжения и отключаемым ФВЧ…
Авто звук — дело сугубо личное и не всем понятное. Но мне нравиться ковыряться в машинах,…

Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения. Книга З. Шустов М.А….
Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения. Книга З. Шустов М.А. Издательство: Альтекс-А…

Даташит TDA7293 pdf datasheet…
120В — 100Ватт DMOS аудио усилитель с цепями MUTE/ST-BY TDA7293 монолитная микросхема в корпусе…

Полный аудио усилитель на TDA7293. Итоги…
Привет! Продолжаем разговор, начатый в предыдущих статьях «TDA7293 и LM3886 — две пары кирпичиков…

Гитарный преамп Tomato — исправленная печатка. Tomato updated pcb. Обновлено….
Маленькая заметочка в стиле «возвращаясь к напечатанному» для устранения замеченных ошибок. В…

↑ Звучание усилителя MF1

О звучании отдельно было написано во вступительном слове статьи, однако следует поделиться и более конкретными ощущениями от прослушивания. Первое слово, которое приходит на ум при прослушивании — ураганное звучание. Это, пожалуй, наиболее точное слово. Усилитель без проблем переваривает сложнейший в плане динамики материал. Играет стремительно и неудержимо, но при этом достаточно деликатно.

Сразу всплывает вопрос — а вообще куда делось замыленное электронное звучание TDA7294? Отдача баса просто изумительна. Он, правда, не столь глубок и раскатист, как, скажем у Quad 405 или ламповиков, зато проработка и атака просто поразительны — как выстрел, ни малейшей задержки, ни малейшего намека на затягивание фронта.

Вокал наконец прослушивается открыто и приятно, заполняя звуком все пространство. Вообще вокал и высокие частоты — конек токового управления. Переданы все нюансы и полутона, не упущена ни одна деталь, отклик АС скомпенсирован, поэтому также исчезает весь сопутствующий шум и грязь, и музыка передается в кристальном, первозданном виде.

Пройдемся по моим любимым тестовым композициям:

Alegria (Toyota business car) — сочная металлическая электроника, вокал энергичный, нет характерной хрипотцы, которую, как правило, передают низкокачественные УМЗЧ. Вокал звучит завораживающе, вызывая характерные мурашки по спине.

Away From Me (Evanescence) — уже первые ноты говорят о качестве проработки сверхнизких частот, вступление накрывает волной, из которой вдруг материализуется пронзительно-наполненный вокал, каким ему и положено быть.

Yeah! (Usher) — сабвуфер на 75ГДН, на который нагружен усилитель для этого трэка, вдруг взрывается сочными реперскими ударами. Почему-то начинают звенеть стекла в книжной полке и что-то покрытое толстым слоем пыли на шкафу.

Eternal (Evanescence) — характерный тест на передачу нюансов средне-высокочастотного спектра. Четко слышен звук каждой отдельной капли дождя, капли, падающие на землю легко отличимы от тех, что падают на металлическую крышу. Только что цвет крыши непонятен.

Шествие Гномов (Григ) — отлично раскрывает динамический диапазон. В трэке как минимум 3 основных уровня громкости. Усилитель перескакивает с оного на другой с такой стремительностью, что не верится, что слушаешь одну и ту же композицию. Настолько вкрадчивое, на пределе слышимости вступление далеко от сочной шумовой атаки, следующей за ним.

↑ Перейдем к решению технологических вопросов

Многих смущает питание и надежность цепей mute и stby. Согласитесь, держать на одном тумблере два полюса питания просто опасно, особенно если тумблер более чем бюджетный. Не одна микросхема вышла из строя из-за таких фокусов. Об обеспечении надежности этого узла я также позаботился, разведя прямо на печатной плате параметрический стабилизатор на 12В, представленный на рисунке.

Стабилизатор

От него питаются сервисные цепи микросхемы. В качестве выводов установлен трехштырьковый джампер. Это позволило решить сразу несколько задач:

— Если управление микросхемой не нужно, он просто фиксируется в положении Play!, усилитель постоянно находится в разблокированном состоянии и готов к работе ежесекундно.— Если в многоканальном усилителе длительно не используются, скажем, тыловые каналы, можно перекинуть джампер в положение Mute, при этом заблокируются входные и выходные каскады микросхемы и ее потребление снизится до микроскопических дежурных токов.— К джамперу можно подключить внешний ON-ON тумблер, такой, например, как доступный MTS102.

На схеме также представлен пример индикатора включения микросхемы, собранный на элементах R14 LED1. R14 выступает источником тока примерно в 5мА для светодиода LED1, который зажигается в положении Play! и погасает в режиме Mute. Кроме того, даже при неисправности тумблера и замыкании его контактов +Uп-Земля, ничего страшного не произойдет, поскольку ток ограничен резистором R11 на безопасном уровне. Емкости C11 C12 увеличены вдвое по сравнению со штатными для обеспечения большей задержки при включении и предотвращении щелчка в АС даже при длительном заряде силового блока питания.

Простой УМЗЧ на TDA7293 / TDA7294 с выходной мощностью 100 Вт

Рейтинг:   / 5

Подробности
Категория: УМЗЧ на микросхемах
Опубликовано: 07.07.2018 10:27
Просмотров: 3839

Андрей Григорович, г. Тверь УМЗЧ является одним из основных компонентов любого аудио комплекса. При этом выбор схемы и изготовление хорошего УМЗЧ — это достаточно сложный процесс. Только высококачественный УМЗЧ обеспечит детализацию музыкальных инструментов, отчетливое звучание средних и высоких частот и мягкость баса. Проще всего, изготовить достаточно качественный УМЗЧ на основе специализированных ИМС УМЗЧ.

Исходные требования Итак, УМЗЧ должен отвечать следующим требованиям: 1. Полоса рабочих частот 20 Гц…20 кГц. 2. Мощность на нагрузке 4 Ом не менее 100 Вт. 3. Низкое выходное сопротивление. 4. Напряжение питания ±35…40 В. 5. Низкий уровень шумов. 6. Небольшие габариты. 7. Простота изготовления. 8. Невысокая себестоимость. Как видим, это довольно непростое сочетание требований. Рассмотрим, как можно их реализовать при использовании в УМЗЧ ИМС TDA7293 / TDA7294. За время увлечения радиолюбительством автору пришлось опробовать различные схемы УМЗЧ: • на электронных лампах; • на транзисторах (их было много опубликовано в книгах и в журналах «Радио» и «Радиоаматор»); • на различных ИМС. Что касается УМЗЧ на ИМС TDA7293 / TDA7294, то о нём и в журналах и в Интернете написано очень много. Мнения здесь весьма противоречивые — кто-то хвалит такой УМЗЧ, кто-то, напротив, ругает. Схема УМЗЧ на ИМС TDA7293 / TDA7294 приведена на рис.1

Важно отметить, что микросхема TDA7293, по сути, практически такая же, как и TDA7294. Но не совсем

TDA7293 сделана несколько по-другому и, на первый взгляд, TDA7294 — это её упрощенная версия. Исходя из даташит, некоторые параметры TDA7293 несколько лучше, чем у TDA7294. Например, чуть выше напряжения питания. Для TDA7293 максимальное напряжение питания при нагрузке 4 Ом — 29 В, при нагрузке 8 Ом — 37 В. Кроме того, TDA7293 имеет несколько другую внутреннюю структуру — в нее добавлены блоки, отсутствующие в TDA7294. При этом сохранена полная совместимость по выводам с микросхемой TDA7294, что обеспечивает их взаимозаменяемость. Важно, что вместо TDA7294 всегда и везде можно применять TDA7293, а вот вместо TDA7293 можно применять TDA7294 только там, где не используются ее отличительные особенности. А именно: 1. Отключение звука при превышении температуры без отключения ИМС (переход в режим Mute).

комбинированный вариант -УМЗЧ

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Все о микросхемах TDA7293 / TDA7294

Усилители на микросхеме TDA7294, TDA7293 довольно популярны. Но форумах часто встречаются и сообщения о том, что они (микросхемы) плохие, плохо работают и часто горят. Я считаю, что 95% проблем с микросхемой вызвано либо “кривыми” руками тех, кто ее использует, либо их недостатком знаний, вызывающим ошибки (эта цифра 95% возникла не на пустом месте, а из анализа сообщений на форумах за последние 2-3 года). Однако, мне пришлось и самому столкнуться с некачественными микросхемами.

Поэтому я провел некоторое “расследование” в этой области, и вот что выяснилось:

1. Мне попался экземпляр микросхемы, самовозбуждающийся на ВЧ. Без нагрузки работает все ОК. В частотном диапазоне от 10 Гц до 100 кГц, при выходных амплитудах от 0,05 до 22 Вольт. Ограничение наступает чистенькое (я всегда в новых устройствах подключаю генератор и осциллограф и смотрю это все). Одако, при подключении нагрузки и выходном напряжении больше 0,5 В на отрицательной полуволне сигнала возникает ВЧ генерация – “звон” (на глаз 50-80 кГц, не мерял). Источник питания хороший, на него грешить нельзя. Кроме того, я всегда ставлю прямо на плату развязывающие конденсаторы в цепи питания не менее 0,47 мкФ, и электролиты не менее 470 мкФ. Так что со стороны питания никакого подвоха.Вылечилось это очень просто – установкой цепочки из последовательно соединенных резистора 10 Ом и конденсатора 0,1 мкФ 63В, идущих с выхода микросхемы на землю (я теперь ее ставлю во все схемы, и она предусмотрена на моей плате – ведь хуже не будет, даже если она не нужна). Но на душе осадок неприятный – производителем эта цепочка не предусмотрена, значит и без нее все должно хорошо работать (и у меня много микросхем работали как часы).

2. Еще в одном экземпляре микросхемы “звон” вообще не удалось победить.

3. По отзывам в Интернете грамотных людей (у которых руки 100% нормальные), существует много изначально в той или иной степени “кривых” микросхем.

Судя по всему, структура микросхемы оказалась легко воспроизводимой, и кто-то ее делает в весьма “упрощенном” виде. Эту продукцию из-за ее дешевизны к нам и везут.

Кроме того. В этой микросхеме изначально заложена небольшая бомба. Дело в том, в микросхемах для изоляции широко применяют n-p переходы. Т.е. изолятор – это обратно смещенный диод, не проводящий ток. Так вот, этот набор n-p переходов в определенном месте микросхемы TDA7294 (выходные транзисторы усилителя напряжения) образует структуру, эквивалентную тиристору. При подаче на него напряжения определенной величины, тиристор открывается, и начинает этот ток пропускать. Причем, закрываться тиристор сам не умеет, поэтому ток через него перестает течь только тогда, когда микросхема вся сгорит! 

В нормальных качественных микросхемах напряжение открывания этого тиристора велико, и все работает ОК (то есть, тиристор просто вообще никогда не открывается). А вот в “левых”, где видимо сэкономили на толщине перехода, оно небольшое. И при резком повышении напряжения при включении (особенно при плохом блоке питания), тиристор открывается, и микросхема выходит из строя.

Надо сказать, что мне такие микросхемы не попадались. Или из-за того, что я использую достаточно хорошие источники питания, паразитный тиристор не открывался? Так что практического подтверждения открыванию паразитного тиристора у меня нет.

 Точно также есть опасность спалить микросхему по этой причине (паразитная тиристорная структура) при раздельном питании. В этом случае необходимо одновременно подавать на микросхему сразу четыре напряжения, и тут еще больше шансов неугодить этому паразиту-тиристору.

Это все не значит, что микросхема однозначно плохая, и все вообще ужасно! То количество брака, с которым сталкивался я сам – не такое уж и большое. Поэтому не стОит бояться! Все свои схемы я стараюсь разрабатывать так, чтобы дать минимум шансов всем “вредным” микросхемам.

У меня еще ни одна не сгорела!!!

↑ Схема усилителя MadFeedback1 (MF1)

Рассмотрим схему действия поподробнее. Сигнал со входа IN поступает через проходной конденсатор C1 на низкоомное плечо обратной связи R1 R3, которое вместе с конденсатором C2 образует ФНЧ, препятствующий проникновению наводок и ВЧ шумов в звуковой тракт. Вместе с резистором R4, входная цепь создает первый сегмент ООС, Ку которого равен 2.34. Далее, если бы не токовый датчик R7, коэффициент усиления второй цепи задавался бы отношением R5/R6 и равнялся бы 45.5. Итоговый Ку был бы около 100. Однако, токовый датчик в схеме все-таки есть, и его сигнал суммируясь с падением напряжения на R6, создает частичную ООС по току. Выражение полного коэффициента довольно сложно, поэтому для удобства радиолюбителя пришлось аппроксимировать реальную зависимость достаточно простой функцией.

где kп — коэффициент приведения, зависящий от номиналов элементов цепи ООС

Ниже представлен график реального и расчетного (по вышеприведенной формуле) коэффициента усиления. При наших номиналах схемы kп=15.5, что дает результат удовлетворительной точности при сопротивлениях нагрузки выше 1 Ома.

Совершенно очевидно, что ни один здравомыслящий человек акустику с таким низким сопротивлением подключать к микросхемному усилителю не будет, однако вглядитесь, при коротком замыкании Ку практически уходит в ноль, а ведь последовательно динамику стоит еще и R7, который также ограничивает ток.

Характеристики усилителя при работе на нагрузку 4 Ома (ИМС TDA7294): — Рабочий диапазон частот, Гц 20—20 000 — Напряжение питания @4 Ом, В ±30 — Напряжение питания @8 Ом, В ±40 — Номинальное входное напряжение, В 0.6 действ. — Номинальная выходная мощность, Вт 73 действ. — Входное сопротивление, кОм 9.4 — THD при 70Вт, не более, % 0.3* — THD при 60Вт, не более, % 0.01**характеристики производителя

Однако следует заметить, что в данном случае напряжение питания рассчитанное, скажем, для 8 Ом нагрузки не придется снижать для работы на более низкоомную, т. к. выходной ток уже ограничен схемотехнически. К слову сказать, у одного из радиолюбителей поддельная микросхема, встроенная токовая защита которой не сработала, 2 минуты работала на полную мощность на короткое замыкание. Т. е. случайный бросок тока, который привел бы к гибели усилителя, фактически исключен.

Рассмотрим графики выходной мощности и выходного тока от сопротивления нагрузки для входного сигнала 0.6В.

Как видно из графика, клиппинг по мощности практически не возможен при увеличении нагрузки, чем страдают классические схемы, реализующие принцип Источника Тока, Управляемого Напряжением (ИТУН). Если там эквивалентное выходное сопротивление практически бесконечно, то в случае MF1 оно вполне реально ограниченно примерно на 10 Омах.

Что же мы получили в итоге? Мы получили неприхотливый усилитель со звучанием, характерным для ИТУН-а, без паразитных призвуков, мощное и динамичное, однако усилитель остался устойчив, легче переносит комплексную нагрузку фильтров АС и, кроме того, задранный Ку ИТУН-а на резонансной частоте ГД в предлагаемой схеме проявляется в гораздо меньшей степени.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий