Мостовой умзч на тда 7294. Усилитель низкой частоты (УНЧ) на микросхеме TDA7250. Вид готового усилителя в деревянном корпусе с прозрачной верхней крышкой из оргстекла
Представляем вашему вниманию стерео УНЧ мощностью 100Вт класса Н, который легко собрать даже начинающим радиолюбителям. TDA7294 интегральная микросхема в монолитном корпусе Multiwatt15. Имеет широкий диапазон питающих напряжений +/-40В и может обеспечить высокую выходную мощность на нагрузках 4 и 8 Ом.
Есть встроенная защита от короткого замыкания в нагрузке и защита от перегрева (по достижении 145 градусов).
Также есть функция Mute, которая используется для исключения щелчков при включении и режим ожидания (Stand-by). Диапазон воспроизводимых частот 20-20000Гц. Общие гармонические искажения не более 0.1%.
Обратите внимание, что корпус микросхемы соединен с -Vcc, поэтому не следует устанавливать его в металлический корпус без изоляции. В противном случае, произойдет короткое замыкание с землей. До привинчивания микросхемы к радиатору не забудьте нанести термопасту.
Ниже показана принципиальная схема усилителя мощности на микросхеме TDA7294.
На фото показан только один из каналов усилителя.
На рисунках изображена печатная плата и расположение деталей на ней.
На фотографиях показана последовательность сборки плат
Примечания:
Микросхема TDA7294 IC не совместима с резисторами с допуском 1%.
О конденсаторах фильтра 1000мкФ: если вы используете динамиками диаметром более 10 дюймов (25,4см), следует увеличить емкость конденсаторов до 2200мкФ.
Выбор конденсатора 47мкФ: рекомендую использовать 47uF 50V производства Elna SilmicII и 47uF 50V производства Nichicon MUSE KZ.
Усилитель, сборку которого мы сегодня будем описывать, несмотря на относительную простоту, обеспечивает довольно высокие параметры. Конечно, у «микросхемных» приборов есть ряд ограничений, поэтому усилители на «рассыпухе» могут обеспечить более высокие показатели. В то же время, выбранная нами схема имеет ряд преимуществ:
- она довольно простая;
- стоит дешевле;
- практически не нуждается в наладке;
- быстро собирается (буквально за вечер);
- по качеству превосходит многие усилители 70-х–80-х годов, и её вполне достаточно для большинства применений (да и современные системы до 300 долларов могут ей уступить);
- такой вариант усилителя универсален (подходит и начинающему, и опытному радиолюбителю).
- Смотрите характеристики - какие устройства можно создать на её основе
Основные параметры усилителя Hi-Fi на микросхеме TDA7294
Сразу отметим, что микросхема устойчиво работала на активную нагрузку 2–24 Ома, на активное сопротивление 4 Ома, при ёмкостной нагрузке +/- 15 мкФ, а также при индуктивной нагрузке +/- 1,5 мГн. Причем на емкостной и индуктивной нагрузках искажения оставались малыми. Стоит сказать, что величина искажений сильно зависит от источника питания (особенно на емкостной нагрузке).
Непосредственно с результатами измерений вы можете ознакомиться в приведённой ниже таблице:
| Параметр | Значение | Условия измерения |
| Рвых.макс, Вт (долговременная синусоидальная) | 36 | Напряжение питания +- 22В, Rн = 4 Ома |
| Диапазон частот по уровню -3 дБ | 9 Гц–50 кГц | Rн = 8 Ом, Uвых = 4 В |
| Кг, % (программой RMAA 5.5) | 0,008 | Rн = 8 Ом, Рвых = 16 Вт, f = 1 кГц |
| Чувствительность, В | 0,5 | Рвых.макс = 50 Вт, Rн = 4 Ом, Uип = +/-27 В |
Усилитель Hi-Fi на микросхеме TDA7294: схема и её описание
Подробная схема усилителя Hi-Fi на микросхеме TDA7294
Схема данного усилителя - это практически повторение схемы включения, предлагаемой производителем. И это неслучайно - уж кто лучше знает, как ее включать. И наверняка не будет никаких неожиданностей из-за нестандартного включения или режима работы.
Сразу отметим - никаких 80–ти ватт (и тем более 100 Вт) от нее не получишь. Реально 40–60, но зато это будут честные долговременные ватты. В кратковременном импульсе можно получить гораздо больше, но это уже будет РМРО мощность, кстати, тоже честная (80–120 Вт). В «китайских» ваттах это будет несколько тысяч. Если кого интересует - тысяч пять. Тут все сильно зависит от источника питания.
И не забывайте, что для стереоусилителя нужен вдвое более мощный блок питания (при расчете по предлагаемой программе все учитывается автоматически).
Важно!!! Обязательно должен быть предохранитель как минимум в первичной обмотке трансформатора! Помните, что высокое напряжение опасно для жизни, а короткое замыкание может привести к пожару! И ещё: в цепь «земли» предохранитель включать нельзя!
От импульсного источника схема тоже работает, но тут высокие требования предъявляются к самому источнику: малые пульсации, возможность отдавать ток до 10 ампер без проблем, сильных «просадок» и срывов генерации. Помните, что высокочастотные пульсации подавляются микросхемой гораздо хуже, поэтому уровень искажений может повыситься в 10–100 раз, хотя «на вид» там все в порядке. Хороший импульсный источник, пригодный для Hi-Fi аудио, это сложное и недешевое устройство, поэтому изготовить «старомодный» аналоговый блок питания будет зачастую проще и дешевле.
Печатная плата и сборка усилителя на микросхеме TDA7294
Печатная плата односторонняя и имеет размеры 65х70 мм:
Плата разведена с учетом всех требований, предъявляемых к разводке высококачественных усилителей. Вход разведен максимально далеко от выхода, и заключен в «экран» из разделенной земли - входной и выходной. Дорожки питания обеспечивают максимальную эффективность фильтрующих конденсаторов (при этом длинна выводов конденсаторов С10 и С12 должна быть минимальна). В данной экспериментальной плате мы установили клемники для подключения входа, выхода и питания. Место под них предусмотрено (может несколько мешать конденсатор С10), но для стационарных конструкций лучше все эти провода припаять, ведь так надёжнее.
Широкие дорожки кроме низкого сопротивления обладают еще тем преимуществом, что труднее отслаиваются при перегреве. Да и при изготовлении «лазерно-утюжным» методом если где и не «пропечатается» квадрат 1х1 мм, то не страшно. Всё равно проводник не оборвётся. Кроме того, широкий проводник лучше держит тяжелые детали (а тонкий может просто отклеиться от платы).
На плате всего одна перемычка. Она лежит под выводами микросхемы, поэтому ее нужно монтировать первой, а под выводами оставить достаточно места, чтобы не замкнуло.
При монтаже применялись такие важные компоненты:
- резисторы мощностью 0,12 Вт (кроме R9);
- конденсаторы С9, С10, С12 К73-17 63В;
- конденсаторы С4 К10-47в 6,8 мкФ 25В.
Электролиты подойдут любые современные. На плате нанесена полярность подключения всех электролитических конденсаторов и диода. Диод - любой маломощный выпрямительный, выдерживающий обратное напряжение не менее 50 Вольт (например 1N4001-1N4007). Высокочастотные диоды лучше не задействовать.
В углах платы предусмотрено место для отверстий крепежных винтов М3. Можно крепить плату только за корпус микросхемы, но все же надежнее ещё и прихватить винтами.
Микросхему обязательно установить на радиатор площадью не менее 350 см2. Лучше больше. В принципе в неё встроена тепловая защита, но судьбу лучше не искушать. Даже если предполагается активное охлаждение, все равно радиатор должен быть достаточно массивным: при импульсном тепловыделении, что характерно для музыки, тепло более эффективно отбирается теплоёмкостью радиатора (то есть большая холодная железка), нежели рассеиванием в окружающую среду.
Металлический корпус микросхемы соединен с «минусом» питания. Отсюда возникают два способа установки её на радиатор:
- Через изолирующую прокладку. При этом радиатор может быть электрически соединен с корпусом.
- Напрямую, при этом радиатор обязательно электрически изолирован от корпуса.
Второй вариант обеспечивает лучшее охлаждение, но требует аккуратности (например, нельзя демонтировать микросхему при включенном питании).
В обоих случаях нужно использовать теплопроводящую пасту, причем в 1-м варианте она должна быть нанесена как между корпусом микросхемы и прокладкой, так и между прокладкой и радиатором.
Печатную плату в формате Sprint-Layout 4.0, схему в формате pdf и расположение деталей на плате в формате gif вы найдете в архиве ниже:
Отладка усилителя Hi-Fi на микросхеме TDA7294
Как показывает практика, 90 % всех проблем с аппаратурой составляет её «неналаженность». То есть, спаяв очередную схему, и не сумев ее наладить, радиолюбитель ставит на ней крест, и во всеуслышание объявляет схему плохой. Поэтому наладка - это самый важный (и зачастую самый сложный) этап создания электронного устройства.
Правильно собранный усилитель в налаживании не нуждается. Но, поскольку никто не гарантирует, что все детали абсолютно исправны, при первом включении нужно соблюдать осторожность.
Первое включение проводится без нагрузки и с отключенным источником входного сигнала (лучше вообще закоротить вход перемычкой). Хорошо бы в цепь питания (и в «плюс», и в «минус» между источником питания и самим усилителем) включить предохранители порядка 1А. Кратковременно (примерно 0,5 сек.) подаем напряжение питания и убеждаемся, что ток, потребляемый от источника, небольшой (предохранители не сгорают). Удобно, если в источнике есть светодиодные индикаторы. При отключении от сети светодиоды продолжают гореть не менее 20 секунд: конденсаторы фильтра долго разряжаются маленьким током покоя микросхемы.
Если потребляемый микросхемой ток большой (больше 300 мА), то причин может быть много:
- КЗ в монтаже;
- плохой контакт в «земляном» проводе от источника;
- перепутаны «плюс» и «минус»;
- выводы микросхемы касаются перемычки;
- неисправна микросхема;
- неправильно впаяны конденсаторы С11, С13;
- неисправны конденсаторы С10-С13.
Наличие на выходе переменного напряжения говорит о проблемах с микросхемой или цепями С7R9, С3R3R4, R10. К сожалению, зачастую обычные тестеры не могут измерить высокочастотное напряжение, которое появляется при самовозбуждении (до 100 кГц), поэтому лучше всего здесь использовать осциллограф.
Если и тут всё в порядке, подключаем нагрузку, ещё раз проверяем на отсутствие возбуждения уже с нагрузкой и всё - можно слушать!
Но лучше все же провести еще один тест. Дело в том, что самым мерзким видом возбуждения усилителя является «звон» (когда возбуждение появляется только при наличии сигнала, причем при его определенной амплитуде). Главная проблема в том, что его трудно обнаружить без осциллографа и звукового генератора (да и устранить непросто), а звук портится колоссально из-за огромных интермодуляционных искажений. На слух это обычно воспринимается как «тяжелый» звук, то есть без всяких дополнительных призвуков (так как частота очень высокая), поэтому слушатель и не знает, что у него усилитель возбуждается. Просто послушает и решит, что микросхема «плохая», и «не звучит». При правильной сборке усилителя и нормальном источнике питания такого быть не должно.
Графическое изображение «звона» усилителя
Однако иногда подобные искажения бывают, и цепь С7R9 как раз и борется с ними. Но в нормальной микросхеме все хорошо и при отсутствии С7R9. Нам попадались экземпляры микросхемы со звоном. В них проблема решалась введением цепи С7R9 (поэтому мы её и применяем, хоть в даташите её и нет). Если подобная гадость имеет место даже при наличии С7R9, то можно попробовать ее устранить, «поиграв» с сопротивлением (его можно уменьшить до 3 Ом), но мы бы не советовали использовать такую микросхему. Это однозначно какой-то брак, и кто его знает, что в ней еще вылезет.
Как мы отмечали выше, «звон» можно увидеть только на осциллографе, а это оборудование есть далеко не у всех радиолюбителей. Хотя если хотите хорошо заниматься радиоэлектроникой, постарайтесь такие приборы заиметь или хотя бы где-то ими пользоваться. Чтобы всегда получать качественный звук, нужно обязательно проверяться на приборах. Помните, «звон» - это коварнейшая вещь, которая может испортить звучание тысячей способов.
Просмотреть ещё один метод сборки усилителя Hi-Fi на микросхеме TDA7294 вы можете в приведённом ниже видео:
Одним из первых мною был собран усилитель на TDA7294 по схеме предложенной производителем.
Вместе с тем, качество воспроизведения звука особенно в области высоких частот меня не очень устраивало. В сети интернет мое внимание привлекла статья LINCOR, размещенная на сайте datagor.ru. Восторженные отзывы автора о звучании УМЗЧ на TDA7294, собранного по схеме источника тока, управляемого напряжением (ИТУН), меня заинтриговали. В результате мной был собран УМЗЧ по следующей схеме.
Схема работает следующим образом. 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. При наших номиналах схемы Ку =15.5.
Характеристики усилителя при работе на нагрузку 4 Ома:
– Рабочий диапазон частот (Гц) – 20-20000;
– Напряжение питания (В) – ±30;
– Номинальное входное напряжение (В) – 0.6;
– Номинальная выходная мощность (Вт) – 73;
– Входное сопротивление (кОм) – 9.4;
– THD при 60Вт, не более (%) – 0.01.
На печатной плате разведен параметрический стабилизатор на 12В, для питания сервисных цепей 9 и 10 TDA7294, представлен на рисунке.
В положении «Play!», усилитель находится в разблокированном состоянии и готов к работе ежесекундно. В положении «Mute» блокируются входные и выходные каскады микросхемы, а ее потребление снижается до минимальных дежурных токов. Емкости C11 C12 увеличены вдвое по сравнению со штатными для обеспечения большей задержки при включении и предотвращении щелчка в АС даже при длительном заряде конденсаторов блока питания.
Детали усилителя
Все резисторы, кроме R7 и R8, угольные или металлопленочные на 0.125–0.25Вт, типа С1-4, С2-23 или МЛТ–0.25. Резистор R7 – проволочный резистор на 5Вт. Рекомендуются белые SQP–резисторы в керамическом корпусе. R8 – резистор цепи Цобеля, угольный, проволочный или металлопленочный на 2Вт.
C1 – пленочный, максимально доступного качества, лавсановый или полипропиленовый. Удовлетворительный результат даст и К73–17 на 63В. C2 – керамический дисковый или любого другого типа, например К10–17Б. С3 – электролит максимально доступного качества на напряжение не менее 35 В, C4 C7, C8, C9 - пленочные типа К73–17 на 63 В. C5 C6 – электролитические на напряжение не менее 50 В. C11 C12 – любые электролитические на напряжение не менее 25 В. D1 – любой стабилитрон на 12…15 В мощностью не менее 0.5 Вт. Вместо микросхемы TDA7294 можно использовать TDA7296…7293. В случае использования TDA7296, TDA7295, TDA7293, необходимо откусить или отогнуть и не впаивать 5 ножку микросхемы.
Обе выходные клеммы усилителя «горячие», ни одна из них не заземлена, т.к. акустическая система также является звеном обратной связи. АС включается между и .
Ниже представлена компоновка платы с видами со стороны элементов и проводников, созданная с помощью программы Sprint-Layout_6.0.
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.
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.
Характеристики усилителя
Более подробные характеристики усилителя на TDA7294:- Питание двухполярное со средней точкой от 12 до 40 В.
- F вых. - 20-20000 Гц
- Р вых. макс. (пит.+-40V, Rн=8 Ом) - 100 Вт.
- Р вых. макс. (пит.+-35V, Rн=4 Ом) - 100 Вт.
- К гарм. (Рвых.=0.7 Р макс.) - 0.1%.
- Uвх - 700 мВ.
Такие усилители отлично работают в паре, поэтому делайте таких таких два и у вас получится простой стерео усилитель. Более подробные характеристики усилителя и схем включения можно посмотреть в .
Блок питания для усилителя желательно выбирать в полтора раза мощнее, так что учтите.
Печатная плата усилителя
Рисунок расположения элементов:
Скачать в плату в формате lay:
(cкачиваний: 1377)
При печати выставить масштаб 70%.
Готовый усилитель
Микросхему необходимо устанавливать на радиатор, лучше с вентилятором, так как он будет меньше в размерах. Делать печатную плату совсем не обязательно. Можно взять макетную с большим количеством отверстий и собрать усилитель минут за 30.
Я советую вам собрать столь простой усилитель, который себя отлично зарекомендовал.
Блок питания
Блок питания полнен по классической схеме с трансформатором 150 Вт. Рекомендую брать трансформатор с кольцевым сердечником, так как он мощнее, меньше и излучает минимум сетевых помех и электромагнитного фона переменного напряжения. Фильтрующие конденсаторы каждого плеча 10000 мкФ.Собирайте свой усилитель и до новых встреч!