Полный УНЧ 2х70 Ватт на TDA7294.
При сборке усилителя на микросхемах, TDA7294 является не плохим выбором. Ну, впрочем не будем останавливаться на технических характеристиках, их вы можете посмотреть в PDF файле TDA7294_datasheet, находящегося в папке для скачивания материала для сборки этого УНЧ. Как вы уже поняли из заголовка статьи, это схема полного усилителя, которая содержит в себе блок питания, каскады предварительного усиления сигнала с трех-полосным регулятором тембра, реализованные на двух распространенных операционных усилителях 4558, два канала оконечных каскадов, а также узел защиты. Принципиальная схема показана ниже:
При напряжении питания ±35 Вольт на нагрузку 8 Ом получите 70 Ватт мощности.
Исходники печатной платы следующие:
Печатная плата LAY6 формата:
Расположение элементов на плате усилителя:
Фото-вид LAY формата платы:
На плате имеется разъем J5 для подключения термодатчика (Bimetal Thermostat), обозначен он B60-70. В нормальном режиме его контакты разомкнуты, при нагревании до 60°С контакты замыкаются, реле отключает нагрузку. В принципе можно применить и термо-датчики с нормально замкнутыми контактами, расчитанными на срабатывание при 60...70°С, только включить его нужно в разрыв эмиттера транзистора Q6 и общего провода, при этом разъем J5 не используется. Если вы не собираетесь использовать данную функцию – оставьте разъем J5 пустым.
Операционные усилители установлены в панельки. Реле на напряжение срабатывания 12 Вольт с двумя группами переключающихся контактов, контакты должны выдерживать 5 Ампер.
Печатная плата предохранителей LAY6 формата:
Фото-вид LAY формата платы предохранителей:
Разъем питания узла защиты находится на плате чуть выше разъема J5. Просто сделайте перемычу двумя проводами между этим разъемом и основным разъемом питания как показано на снимке ниже:
Внешние соединения:
Дополнительная информация:
4Ом – 2х18В 50Гц
8Ом – 2х24В 50Гц
При питании 2х18В 50Гц:
Резисторы R1, R2 – 1 кОм 2Вт
Резистор RES – 150 Ом 2Вт
При питании 2х24В 50Гц:
Резисторы R1, R2 – 1,5 кОм 2Вт
Резистор RES – 300 Ом 2Вт
Операционный усилитель JRC4558 можно заменить на NE5532 или TL072.
Обращаем ваше внимание, со стороны проводников печатной платы между контактами катушки реле установлен диод LL4148 в SMD исполнении, можно припаять обычный 1N4148.
Возле регулятора громкисти на плате есть точка GND, она предназначена для заземления корпусов всех регуляторов. Этот отрезок голого медного провода хорошо видно на главной картинке новости.
Список элементов для повторения схемы усилителя на TDA7293 (TDA7294):
Конденсаторы электролитические:
10000mF/50V – 2 шт.
100mF/50-63V – 9 шт.
22mF – 5 шт.
10mF – 6 шт.
47mF – 2 шт.
2,2mF – 2 шт.
Конденсаторы пленочные:
1 mF – 8 шт.
100n – 8 шт.
6n8 – 2 шт.
4n7 – 2 шт.
22n – 2 шт.
47n – 2 шт.
100pF – 2 шт.
47pF – 4 шт.
Резисторы 0,25W:
220R – 1 шт.
680R – 2 шт.
1K – 6 шт.
1K5 – 2 шт.
3K9 – 4 шт.
10K – 10 шт.
20K – 2 шт.
22K – 8 шт.
30K – 2 шт.
47K – 4 шт.
220K – 3 шт.
Резисторы 0,5W:
Резисторы 2 Вт:
RES - 300R – 2 шт.
100R – 2 шт.
Диоды:
Стабилитроны 12V 1W – 2 шт.
1n4148 – 1 шт.
LL4148 – 1 шт.
1n4007 – 3 шт.
Мост 8...10A – 1 шт.
Переменные резисторы:
A50K – 1 шт.
B50K – 3 шт.
Микросхемы:
NE5532 – 2 шт.
TDA7293 (TDA7294) – 2 шт.
Разъемы:
3х – 1 шт.
2х – 2 шт.
Реле – 1 шт.
Транзисторы:
BC547 – 5 шт.
LM7812 – 1 шт.
Скачать принципиальную схему усилителя на TDA7294, TDA7294_datasheet, печатные платы формата LAY6 вы можете одним файлом с нашего сайта. Размер архива – 4 Mb.
Блок питания
Как ни странно, но у многих проблемы начинаются уже здесь. Две самых распространенных ошибки:
- Однополярное питание
- Ориентирование на напряжение вторичной обмотки трансформатора (действующее значение).
Трансформатор
- должен иметь ДВЕ ВТОРИЧНЫЕ ОБМОТКИ
.
Либо одна вторичная обмотка с отводом от средней точки (встречается
очень редко). Итак, если у вас трансформатор с двумя вторичными
обмотками, то их необходимо соединить как показано на схеме. Т.е.
начало одной обмотки с концом другой (начало обмотки обозначается
черной точкой, на схеме это показано). Перепутаете, ничего не будет
работать. Когда соединили обе обмотки, проверяем напряжение в точках 1
и 2. Если там напряжение, равное сумме напряжений обеих обмоток, то вы
соединили все правильно. Точка соединения двух обмоток и будет "общим"
(земля, корпус, GND, называйте как хотите). Это первая распространенная
ошибка, как мы видим: обмоток должно быть две, а не одна.
Теперь
вторая ошибка: В даташите (тех. описание микросхемы) на микросхему
TDA7294 указано: для нагрузки 4Ома рекомендуется питание +/-27. Ошибка
в том, что люди часто берут трансформатор с двумя обмотками 27В, ЭТОГО ДЕЛАТЬ НЕЛЬЗЯ!!!
Когда вы покупаете трансформатор, на нем пишут действующее значение
,
и вольтметр вам тоже показывает действующее значение. После того, как
напряжение выпрямляется, им заряжаются конденсаторы. А заряжаются они
уже до амплитудного значения
которое в 1.41 (корень
из 2ух) раза больше действующего значения. Стало быть, чтобы на
микросхеме было напряжение 27В, то обмотки трансформатора должны быть
на 20В (27 / 1,41 = 19,14 Т.к. на такое напряжение трансформаторы не
делают, то возьмем ближайшее: 20В). Суть думаю ясна.
Теперь о
мощности: для того, чтобы TDA выдала свои 70Вт, ей необходим
трансформатор мощностью минимум 106Вт (КПД у микросхемы 66%),
желательно больше. Например для стерео усилителя на TDA7294 очень
хорошо подойдет трансформатор мощностью 250Вт
Выпрямительный мостик - Тут как правило вопросов не возникает, но все же. Я лично предпочитаю ставить выпрямительные мосты, т.к. не надо возиться с 4мя диодами, так удобнее. Мостик должен обладать следующими характеристиками: обратное напряжение 100В, прямой ток 20А. Ставим такой мостик и не паримся, что в один "прекрасный" день он сгорит. Такого мостика хватает на две микросхемы и емкость конденсаторов в БП 60"000мкФ (когда конденсаторы заряжаются, через мостик проходит очень высокий ток)
Конденсаторы
- Как видно, в схеме БП используется 2 типа конденсаторов: полярные
(электролитические) и неполярные (пленочные). Неполярные (С2, С3)
необходимы для подавления ВЧ помех. По емкости ставьте что будет: от
0,33мкФ до 4мкФ. Желательно ставить наши К73-17, довольно неплохие
конденсаторы. Полярные (С4-С7) необходимы для подавления пульсации
напряжения, да и к тому же отдают свою энергию при пиках нагрузки
усилителя (когда трансформатор не может обеспечить требуемый ток). По
емкости до сих пор люди спорят, сколько все таки нужно. Я на опыте
понял, что на одну микросхему, достаточно 10000 мкФ в плечо. Напряжение
конденсаторов: выбирайте сами, в зависимости от питания. Если у вас
трансформатор на 20В, то выпрямленное напряжение будет 28,2В (20 х 1,41
= 28,2), конденсаторы можно поставить на 35В. С неполярными то же
самое. Вроде бы ничего не упустил...
В итоге у нас получился БП содержащий 3 клеммы: "+" , "-" и "общий" С БП закончили, переходим к микросхеме.
Напряжение питания
Есть такие экстремалы, запитывают TDA7294 от 45В, потом удивляются: а че горит? Горит потому, что микросхема работает на пределе. Сейчас тут мне скажут: "У меня +/-50В и все работает, не гони!!!", ответ прост: "Вруби на максимальную громкость и засеки время секундомером"
Если у вас нагрузка 4 Ома, то оптимальное питание будет +/- 27В (обмотки трансформатора на 20В)
Если у вас нагрузка 8 Ом, то оптимальное питание будет +/- 35В (обмотки трансформатора на 25В)
С таким напряжением питания микросхема будет работать долго и без
глюков (у меня выдерживала КЗ выхода в течение минуты, и ничего не
сгорело, как обстоят дела с этим у товарищей экстремалов я не знаю, они
молчат)
И еще: если вы все таки решили сделать напряжение питания больше нормы,
то не забывайте: от искажений вы все равно никуда не денетесь Больше
70Вт (напряжение питания +/-27В) с микросхемы выжимать бесполезно, т.к.
слушать этот скрежет невозможно!!!
Вот график зависимости искажений (THD) от выходной мощности (Pout):
Как мы видим, при выходной мощности 70Вт искажения у нас в районе 0,3-0,8% - это вполне приемлемо и на слух не заметно. При мощности 85Вт искажения уже 10%, это уже хрип и скрежет, в общем слушать звук при таких искажениях невозможно. Отсюда получается, что увеличивая напряжение питания, вы увеличиваете выходную мощность микросхемы, а толку то? Все равно после 70Вт слушать не возможно!!! Так что примите к сведению, плюсов тут никаких нет.
Схемы включения - оригинальная (обычная)
C1
- Лучше ставить пленочный конденсатор К73-17, емкость от 0,33мкФ и выше
(чем больше емкость, тем меньше ослабляется низкая частота т.е. всеми
любимые басы).
С2
- Лучше ставить 220мкФ 50В - опять таки, басы станут лучше
С3, С4
- 22мкФ 50В - определяют время включения микросхемы (чем больше емкость, тем дольше длительность включения)
С5
- вот он, конденсатор ПОС (как его подключать я написал в пункте 2.1 (в
самом конце). Его тоже лучше взять 220мкФ 50В (отгадайте с 3ех
раз...басы будут лучше)
С7, С9
- Пленочные, номинал любой: 0,33мкФ и выше на напряжение 50В и выше
С6, С8
- Можно не ставить, у нас в БП уже стоят конденсаторы
R2, R3
- Определяют коэффициент усиления. По умолчанию он равен 32 (R3 / R2), лучше не менять
R4, R5
- По сути та же функция, что и у C3, С4
На схеме есть непонятные клеммы VM и VSTBY - их необходимо подключить к ПЛЮСУ питания, иначе ничего работать не будет.
Схемы включения - мостовая
Схема тоже взята из даташита:
По
сути эта схема представляет из себя 2 простых усилителя, с той лишь
разницей, что колонка (нагрузка) включена между выходами усилителя.
Есть еще пара нюансов, о них чуть позже. Такая схема может
использоваться когда у вас нагрузка 8Ом (Оптимальное питание микросхем
+/-25В) или 16Ом (Оптимальное питание +/-33В). Для нагрузки 4Ома делать
мостовую схему бессмысленно, микросхемы не выдержат ток - результат
думаю известен.
Как я сказал выше, мостовая схема собирается из 2ух
обычных усилителей. При этом, вход второго усилителя подключается к
земле. Еще прошу обратить внимание на резистор который подключен между
14й "ногой" первой микросхемы (на схеме: вверху) и 2ой "ногой" второй
микросхемы (на схеме: внизу). Это резистор обратной связи, если его не
подключить, усилитель работать не будет.
Еще здесь изменены цепи Mute (10я "нога") и Stand-By (9я "нога"). Это
не принципиально, делайте так, как вам нравится. Главное чтобы на лапах
Mute и St-By было напряжение больше 5В, тогда микросхема будет работать.
Пара слов о функциях Mute и Stand-By
Mute - По своей сути, эта функция микросхемы позволяет отключить
вход. Когда на выводе Mute (10я лапа микросхемы) напряжение от 0В до
2,3В производится ослабление входного сигнала на 80дБ. При напряжении
на 10й лапе более 3,5В ослабления не происходит
- Stand-By - Перевод усилителя в дежурный режим. Эта функция отключает
питание выходных каскадов микросхемы. При напряжении на 9-ом выводе
микросхемы более 3ех вольт, выходные каскады работают в своем
нормальном режиме.
Реализовать управление этими функциями можно двумя способами:
В чем разница? По сути своей ни в чем, делайте так, как вам удобно. Я лично выбрал первый вариант (раздельное управление)
Выводы обоих схем должны быть подключены либо к "+" питания (в этом
случае микросхема включена, звук есть), либо к "общему" (микросхема
выключена, звука нет).
Печатная плата
Вот печатная плата для TDA7294 формате Sprint-Layout: скачать .
Плата нарисована со стороны дорожек, т.е. при печати надо зеркалить (для лазерно-утюжного метода изготовления печатных плат)
Печатную плату я делал универсальную, на ней можно собрать как простую
схему, так и мостовую. Для просмотра необходима программа Sprint Layout .
Пробежимся по плате и разберем что к чему относится:
Основная плата
(в самом верху) - содержит 4 простых схемы с возможностью объединения
их в мостовые. Т.е. на этой плате можно собрать либо 4 канала, либо 2
мостовых канала, либо 2 простых канала и один мостовой. Универсал одним
словом.
Обратите внимание на резистор 22к обведенный красным
квадратом, его необходимо впаивать если вы планируете делать мостовую
схемы, так же необходимо впаять входной конденсатор как показано на
разводке (крестик и стрелочка). Радиатор можно купить в магазине Чип и
Дип, продается там такой 10х30см, плата делалась как раз под него.
Плата Mute/St-By
- Так уж получилось что для этих
функций я сделал отдельную плату. Все подключать по схеме. Mute (St-By)
Switch - это переключатель (тумблер), на разводке показано какие
контакты замыкать чтобы микросхема работала.
Сигнальные провода от платы Mute/St-By на основной плате подключать так:
Провода питания (+V и GND) подключать в блок питания.
Конденсаторы можно поставить 22мкФ 50В (не 5 штук в ряд, а одну штуку.
Количество конденсаторов зависит от количества микросхем, управляемых
этой платой)
Платы БП.
Тут все просто, впаиваем мостик, электролитические конденсаторы, подключаем провода, НЕ ПУТАЕМ ПОЛЯРНОСТЬ!!!
Надеюсь сборка не вызовет затруднений. Печатная плата проверена, все работает. При правильной сборке усилитель запускается сразу.
Усилитель не заработал с первого раза
Ну что же, бывает. Отключаем усилитель от сети и начинаем искать ошибку
в монтаже, как правило в 80% случаев ошибка в неправильном монтаже.
Если ничего не найдено, то снова включаем усилитель в сеть, берем
вольтметр и проверяем напряжения:
- Начнем с напряжения питания: на 7ой и 13ой лапе должен быть "+"
питания; На 8ой и 15ой лапах должен быть "-" питания. Напряжения должны
быть одинаковой величины (По крайне мере разброс должен быть не больше
0,5В).
- На 9ой и 10ой лапах должно быть напряжение больше 5В. Если напряжение
меньше, значит вы ошиблись в плате Mute/St-By (перепутали полярность,
тумблер не так поставили)
- При замкнутом на землю входе, на выходе усилителя должно быть 0В.
Если там напряжение больше 1В, то тут уже что-то с микросхемой
(возможно брак или левая микросхема)
Если все пункты в порядке, то микросхема обязана работать. Проверьте
уровень громкости источника звука. Я когда только собрал этот
усилитель, включаю его в сеть...звука нет...через 2 секунды все
заиграло, знаете почему? Момент включения усилителя пришелся на паузу
между треками, вот так вот бывает.
(С) Михаил aka ~D"Evil~ Санкт-Петербург, 2006г.
Разновидностей бюджетных усилителей довольно много и это один из них. Схема очень проста и содержит в своем составе всего одну микросхему, несколько резисторов и конденсаторов. Характеристики усилителя довольно серьезные, при столь незначительных затратах. Выходная мощность достигает 100 Вт в максимальной мощности. Абсолютно чистый выход равен 70 Вт.
(cкачиваний: 1084)
Наверное, любой радиолюбитель знаком с микросхемой : простая схема, хорошее качество звука, невысокая цена. Недавно я решил взглянуть на с другой стороны, вновь наткнувшись на статью об усилителе «MF-1» от Lincor.
Это моя первая статья, она предназначена начинающим любителям хорошего звука. Также представлен чертёж ПП и вариант изготовления корпуса усилителя.
Знакомство с у меня прошло не очень гладко. В то время попадалось очень много подделок. Горели они иногда сразу при первой подаче питания, а если и запускались, выдавали не звук, а что-то отдаленно его напоминающее, из за чего хотелось облить плату бензином и поджечь избавиться от этого УНЧ и никогда о нём не вспоминать. Может виной тому послужила ещё и моя неопытность, а может топология платы собственного изготовления размером 35×45 мм (при воспоминании о той плате у автора пробегают по телу крупнопупырчатые мурашки).
После прочтения было принято решение о сборке по следующим критериям:
1) чистый оконечник без регулятора громкости (усилитель работает в связке с ПК, с него же и регулируется звук),
2) 2 канала усиления по схеме двойное моно (были 2 трансформатора от УМ Вега,
3) более низкий коэфф. взаимного проникновения каналов и красивое стерео),
4) принудительное охлаждение с помощью 2х компьютерных кулеров и вентиляторов на малых оборотах,
5) и всё это обязательно в корпусе в виде законченной конструкции, которую не стыдно выложить на Датагор.
Мой вариант ПП
Корпусом послужил, как это ни странно, самодельный усилитель моего соседа, бывшего радиолюбителя, собраный в корпусе неизвестного лабораторного прибора. Усилок был выставлен на лестничную площадку, т.к. был ему уже без надобности, а в мусор выбрасывать жаль. Об этом корпусе я и вспомнил, когда решил собрать «MF-1».
В процессе доработки корпуса использовались простые и недорогие детали:
Уголок алюминиевый 15×15 х 1 мм, купил в «ХоумЦентре».
Болты М3 с потайной шляпкой, гайки.
Металлические проставки с резьбой М3.
И вот что у нас получилось:
Трансформаторы и фильтр
Выпрямители
Оконечники с кулерами
Настал черед панелей. Т.к. охлаждение у нас вентилятором, воздух должен куда-то выходить и откуда-то заходить. Первым делом начал пилить заднюю панель с отверстием для выхода воздуха:
Все делалось с помощью дрели, электролобзика, гравера и надфилей. Теперь вырезаем решетку из корпуса компьютерного БП, зачищаем края отверстия:
Теперь берем паяльную кислоту, паяльник мощностью не менее 100 Вт и припаиваем решетку к панели в нескольких местах:
Размещаем на панели входные и выходные разъемы, ОБЯЗАТЕЛЬНО ИЗОЛИРУЯ ИХ от корпуса
:
Припаиваем вывод экранировки корпуса к панели. Это будет ЕДИНСТВЕННОЕ место соединения корпуса с общим проводом питания.
Соединяем корпус с земляными контактами входных разъемов через резисторы 1-2 Вт номиналом 1,5-2 Ом. Эти меры нужны для того, чтобы не схватить «земляную петлю», которая будет гадить нам в виде фона 50 Гц.
Задняя панель на месте:
Теперь переносим цепь Цобеля с платы на выходные разъемы УМ. На плате ей не совсем место, т.к. она (цепь) является резонансной системой:
Теперь дело за передней панелью. На ней расположен только тумблер питания. Сама панель из алюминия, за ней вплотную расположена фальшпанель из в меру мягкого пластика, на котором можно закрепить что угодно винтами М3 с потайными головками. Кнопку использовал от старой мертвой кассетной деки Wilma-104-Stereo:
Панель крепится на жестяных уголках с помощью болтов под шестигранник. Вот и все, усилитель готов!
Ребята, я НЕ узнал ! Не думал что когда-нибудь скажу такое, но это так! Приятный мягкий бас, отчетливые высокие (теперь я различаю перкуссию и хлопки в ладоши на треках, которые наизусть знаю), и все это удовольствие на самодельных трехполосных ЗЯ с басовиками на 8".
Всех, кого отталкивает повышенный уровень ВЧ, хочу успокоить: на слух это ощущается не как подъем высоких, а как повышение качества источника, увеличение «прозрачности».
В моём варианте плата немного переделана. Выбор режимов «mute» и «standby» выкинут за ненадобностью, основной банк ёмкости конденсаторов перенесен ближе к МС.
Питание 2×23 В. В выпрямителе используются диоды КД213Б. Электролиты зашунтированы емкостью 100 нФ, вторички трансформатора - 47 нФ.
Каждая МС изолирована от радиаторов слюдяной пластиной, радиаторы же в свою очередь заземлены на корпус.
Все провода скручены между собой с целью уменьшения помех.
Фона не слышно даже с открытым входом даже вплотную у динамика. Цель, так сказать, достигнута!
Далее в планах просверлить отверстия для забора воздуха в правой части нижней крышки корпуса, изготовить устройство регулировки оборотов вентилятора с контролем температуры радиаторов, возможно встроить предусилитель с регулятором тембров, ну и покрасить корпус.
Обновлено: 27.04.2016
Отличный усилитель для дома можно собрать на микросхеме TDA7294. Если вы не сильны в электронике, то такой усилитель идеальный вариант, он не требует тонкой настройки и отладки как транзисторный усилитель и прост в построении в отличие от лампового усилителя.
Микросхема TDA7294 выпускается вот уже на протяжении 20 лет и до сих пор не потеряла своей актуальности, и по прежнему востребована в кругу радиолюбителей. Для начинающего радиолюбителя, эта статья станет хорошим подспорьем для знакомства с интегральными усилителями звуковой частоты.
В этой статье я постараюсь подробно расписать устройство усилителя на TDA7294. Основной акцент сделаю на стерео усилителе, собранном по обычной схеме (1 микросхема на канал) и вкратце расскажу про мостовую схему (2 микросхемы на канал).
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:
| Технические характеристики микросхемы TDA7294 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Параметр | Условия | Минимум | Типовое | Максимум | Единицы |
| Напряжение питания | ±10 | ±40 | В | ||
| Диапазон воспроизводимых частот | Cигнал 3 db Выходная мощность 1Вт |
20-20000 | Гц | ||
| Долговременная выходная мощность (RMS) | коэф-т гармоник 0,5%: Uп = ±35 В, Rн = 8 Ом Uп = ±31 В, Rн = 6 Ом Uп = ±27 В, Rн = 4 Ом |
60 60 60 |
70 70 70 |
Вт | |
| Пиковая музыкальная выходная мощность (RMS), длительность 1 сек. | коэф-т гармоник 10%: Uп = ±38 В, Rн = 8 Ом Uп = ±33 В, Rн = 6 Ом Uп = ±29 В, Rн = 4 Ом |
100 100 100 |
Вт | ||
| Общие гармонические искажения | Po = 5Вт; 1кГц Po = 0,1–50Вт; 20–20000Гц |
0,005 | 0,1 | % | |
| Uп = ±27 В, Rн = 4 Ом: Po = 5Вт; 1кГц Po = 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 | 0 | 70 | °C | ||
| Термосопротивление корпуса | 1,5 | °C/Вт | |||
| 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 (+) | |
| 8 | -Vs | Питания входного каскада (-) | |
| 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.
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.
Микросхема TDA7294 имеет ряд защит:
Минимум деталей в обвязке, простая печатная плата, терпение и заведомо годные детали позволят вам без труда собрать недорогой УМЗЧ на TDA7294 с чистым звучанием и хорошей мощностью для домашнего использования.
Вы можете подключить данный усилитель непосредственно к линейному выходу звуковой карты компьютера, т.к. номинальное входное напряжение усилителя 700 мВ. А уровень номинального напряжения линейного выхода звуковой карты регламентируется в пределах 0,7–2 В.
На схеме представлен вариант стерео усилителя. Структура усилителя по мостовой схеме аналогична – также две платы с TDA7294.
Обратите внимание на подключение блоков. Неправильная разводка проводов внутри усилителя может вызвать дополнительные помехи. Чтобы максимально минимизировать шумы следуйте нескольким правилам:
Перечень деталей для БП TDA7294:
Приобретая трансформатор, обратите внимание, что на нем пишут действующее значение напряжения – U Д, и, замерив вольтметром вы также увидите действующее значение. На выходе после выпрямительного мостика конденсаторы заряжаются до амплитудного напряжения – U А. Амплитудное и действующее напряжения связаны следующей зависимостью:
U А = 1,41 × U Д
Согласно характеристикам TDA7294 для нагрузки сопротивлением 4 Ом оптимальное напряжение питания ±27 вольт (U А). Выходная мощность при таком напряжении будет 70 Вт. Это оптимальная мощность для TDA7294 – уровень искажений составит 0,3–0,8 %. Увеличивать питание для повышения мощности нет смысла т.к. уровень искажений растет лавинообразно (см. график).
Вычисляем необходимое напряжение каждой вторичной обмотки трансформатора:
U Д = 27 ÷ 1,41 ≈ 19 В
У меня трансформатор с двумя вторичными обмотками, с напряжением на каждой обмотке 20 вольт. Поэтому на схеме я обозначил клеммы питания как ± 28 В.
Для получения 70 Вт на канал, учитывая КПД микросхемы 66 %, считаем мощность трансформатора:
P = 70 ÷ 0,66 ≈ 106 ВА
Соответственно для двух TDA7294 это 212 ВА. Ближайший стандартный трансформатор, с запасом, будет на 250 ВА.
Здесь уместно заявить, что мощность трансформатора посчитана для чистого синусоидального сигнала, для реального музыкального звука возможны поправки. Так, Игорь Рогов утверждает , что для усилителя мощностью 50 Вт, достаточно будет трансформатора на 60 ВА.
Высоковольтная часть БП (до трансформатора) собирается на печатной плате 35×20 мм, можно и навесным монтажом:
Низковольтная часть (А0 по структурной схеме) собрана на печатной плате 115×45 мм:
Все платы усилителя доступны в одном .
Данный блок питания для TDA7294 рассчитан на две микросхемы. Для большего количества микросхем придется заменить диодный мост и увеличить емкость конденсаторов, что повлечет за собой изменение габаритов платы.
Микросхема TDA7294 обладает режимом ожидания (Stand-By) и режимом приглушения (Mute). Управление этими функциями происходит через выводы 9 и 10 соответственно. Режимы будут включены пока на этих выводах напряжение отсутствует или оно меньше +1,5 В. Чтобы «разбудить» микросхему достаточно подать на выводы 9 и 10 напряжение больше +3,5 В.
Для одновременного управления всеми платами УМЗЧ (особенно актуально для мостовых схем) и экономии радиодеталей есть резон собрать отдельный блок управления (А1 по структурной схеме):
Список деталей для блока управления:
Печатная плата блока имеет размеры 35×32 мм:
Задача блока управления обеспечить бесшумное включение и отключение усилителя за счет режимов Stand-By и Mute.
Принцип работы следующий. При включении усилителя, вместе с конденсаторами блока питания, заряжается и конденсатор C2 блока управления. Как только он зарядится, режим Stand-By отключится. Чуть дольше заряжается конденсатор C1, поэтому режим Mute отключится во вторую очередь.
При отключении усилителя от сети первым разряжается конденсатор C1 через диод VD1 и включает режим Mute. Затем разряжается конденсатор C2 и устанавливает режим Stand-By. Микросхема замолкает, когда конденсаторы блока питания имеют заряд порядка 12 вольт, поэтому никаких щелчков и прочих звуков не слышно.
Схема включения микросхемы неинвертирующая, концепция соответствует оригинальной из даташита, только изменены номиналы компонентов для улучшения звуковых характеристик.
Список деталей:
Резистор R1 сдвоенный т.к. усилитель стерео. Сопротивление не более 50 кОм с линейной, а не логарифмической характеристикой для плавной регулировки громкости.
Цепь R2C1 представляет собой фильтр верхних частот (ФВЧ), подавляет частоты ниже 7 Гц, не пропуская их на вход усилителя. Резисторы R2 и R4 должны быть равны для обеспечения устойчивой работы усилителя.
Резисторы R3 и R4 организуют цепь отрицательной обратной связи (ООС) и задают коэффициент усиления:
Ку = R4 ÷ R3 = 22 ÷ 0,68 ≈ 32 дБ
Согласно даташиту коэффициент усиления должен лежать в пределах 24–40 дБ. Если меньше, то микросхема будет самовозбуждаться, если больше – вырастут искажения.
Конденсатор C2 участвует в цепи ООС, лучше взять с большей емкостью, чтобы снизить его влияние на низкие частоты. Конденсатор C3 обеспечивает увеличение напряжения питания выходных каскадов микросхемы – «вольтодобавка». Конденсаторы C4, C5 устраняют наводки вносимые проводами, а C6, C7 дополняют емкость фильтра блока питания. Все конденсаторы усилителя, кроме C1, должны быть с запасом по напряжению, поэтому берем на 50 В.
Печатная плата усилителя односторонняя, довольно компактная – 55×70 мм. При ее разработке стояла цель развести «землю» звездой, обеспечить универсальность и при этом сохранить минимальные габариты. Думаю это одна из самых маленьких плат для TDA7294. Данная плата рассчитана под установку одной микросхемы. Для стерео варианта, соответственно, понадобится две платы. Их можно установить рядом или одну над другой как у меня. Подробнее про универсальность расскажу чуть позже.
Радиатор, как видите, указан на одной плате, а вторая, аналогичная, крепится к нему сверху. Фотографии будут чуть дальше.
Мостовая схема это сопряжение двух обычных усилителей с некоторыми поправками. Такое схемотехническое решение рассчитано для подключения акустики сопротивлением не 4, а 8 Ом! Акустика подключается между выходами усилителей.
Отличий от обычной схемы всего два:
Печатная плата также представляет собой комбинацию из усилителей по обычной схеме. Размер платы – 110×70 мм.
Как вы уже заметили, вышеупомянутые платы по сути одинаковые. Следующий вариант печатной платы полностью подтверждает универсальность. На этой плате можно собрать стерео усилитель 2×70 Вт (обычная схема) или моно усилитель 1×120 Вт (мостовая). Размер платы – 110×70 мм.
Обратите внимание. Для использования этой платы в мостовом варианте, необходимо установить резистор R5, а перемычку S1 установить в горизонтальном положении. На рисунке эти элементы изображены пунктиром.
Для обычной схемы резистор R5 не нужен, а перемычку необходимо установить в вертикальном положении.
Сборка усилителя не вызовет особых трудностей. Как таковой наладки усилитель не требует и заработает сразу при условии, что все собрано правильно и микросхема не бракованная.
Перед первым включением :
Первое включение :
Надеюсь, данная статья поможет вам собрать качественный усилитель на TDA7294. Напоследок представляю несколько фотографий в процессе сборки, не обращайте внимания на качество исполнения платы, старый текстолит неравномерно протравился. По результатам сборки были сделаны некоторые правки, поэтому платы в файле.lay немного отличаются от плат на фотографиях.
Усилитель изготавливался для хорошего знакомого, он придумал и реализовал такой оригинальный корпус. Фотографии стерео усилителя на TDA7294 в сборе:
На заметку : Все печатные платы собраны в одном файле. Для переключения между "печатками" покликайте по вкладкам как показано на рисунке.
