Дополнение от Александра Воробьева, плата-двухканалка.

Доброго вечера всем любителям звучания радиоламп! Много на сайте хороших схем усилителей звука, вот и я опубликую версию своего ЛУНЧ моно. Долго его собирал, почти целый год периодически брался за проект и понемногу доделывал, и вот, наконец, пришло время предоставить на ваш суд окончательный вариант. Назначение: расчитывалось использование для канала subwoofer.

Схема устройства:

Порядок постройки:

• Слесарные и столярные работы ориентировочно 1 год назад. (Scooter)
• Установка трансформаторов, дросселя и имеющихся элементов, и разводка их. (Scooter, Ma$ter)
• Перерыв. (Права на владение данной стадии ЛУНЧа переходят к Ma$ter).
• С 29 июня 2014г. начались работы по выделению нужной карты напряжений, которые необходимы были для данной схемы. Ну а дальше настройка, разводка всего остального.
• Отладка, настройка.
• Последние штрихи.
• Никак нет времени сделать подсветку ручки громкости.

На фото видно анодный трансформатор ТА262, дроссель, и ТВЗ ТАН (данных нет). Накальный трансформатор, и он же формирующий напряжение смещения, в отдельном отсеке. В общем вес ЛУНЧа можете попробовать представить, но у вас не получиться - в реальности ещё больше.

Все напряжения в соответствии с принципиальной схемой. Кроме выходного трансформатора (по схеме там другой какой-то используется). Что касается мощности усилителя, при 25 ваттах качество еще вменяемое, но при 35 уже слышны значительные искажения, а 50 скорее всего предел. АС используется с динамиком типа 25ГД-26Б.

Хочу сказать огромное спасибо за техническую и моральную поддержку настройки схемы БП, и совмещения её с схемой самого УНЧ, так же отладки всего прибора, включая испытания Gamzan-у!

Одна из разработок фирмы «Philips» - микросхема TDA1514A – может помочь в создании Hi-Fi усилителя даже начинающим радиолюбителям, так как не требует никаких подстроечных элементов и предварительного подбора транзисторов, а ее схема включения лишь немного сложнее, чем обычного операционного усилителя.

Еще раз перечислю достоинства чипа TDA1514:
- приемлемая цена
- высокая мощность, до 50 Ватт!
- низкие искажения
- тепловая защита
- отсутствие щелчка при включении/выключении

Могу сказать, пожалуй, поёт она и правда хорошо.
Вернее сказать, пела... Наверное, потому и перестали выпускать. Маркетинг, блин.
Ловите момент, берите, если сможете найти. Уходящая натура...

Ниже привожу куски статьи Н. Сухова и разные дополнения.

До недавнего времени любители звуковоспроизведения высокой верности (Hi-Fi) относились к возможности создания высококачественного УМЗЧ на единственной микросхеме с известной долей скепсиса. Ведь нельзя же считать высококачественным усилитель с выходной мощностью менее 5 Вт и коэффициентом гармоник более 1%, который можно создать на получившей распространение, в телевизорах МС К174УН7 (на этой микросхеме были выполнены усилители в магнитофонах серии «Маяк 233»).

Несколько более серьезным будет усилитель, выполненный на микросхеме К174УН19 (аналог ) с выходной мощностью до 20Вт и коэффициентом гармоник порядка нескольких десятых процента. Но настоящих меломанов не устроит такой усилитель. Они предпочтут значительно более сложный усилитель на дискретных транзисторах с коэффициентом гармоник на один, а то и на два порядка меньше. Создание такого усилителя – дело непростое и для неопытных радиолюбителей нередко оборачивается кучкой сгоревших транзисторов и разочарованием.

Одна из новых разработок фирмы «Philips» - микросхема TDA1514A – может помочь в создании Hi-Fi усилителя даже начинающим радиолюбителям, так как не требует никаких подстроечных элементов и предварительного подбора транзисторов, а ее схема включения (рис.1) лишь немного сложнее, чем обычного операционного усилителя.

Микросхема выполнена в пластмассовом 9-выводном корпусе типа SOT131A,имеющем размеры 12,0х23,7 мм (шаг выводов 2,54 мм), что позволяет без труда разместить все элементы схемы (без радиатора и блока питания) на печатной плате размером 80х25 мм. Как видно из рис.1, транзисторы выходного каскада имеют две системы защиты от перегрева и от перегрузок по току. В таблице приведены характеристики, заявляемые изготовителем.

Испытания усилителя , собранного по рекомендуемой изготовителем схеме рис.1 (на монтаж ушло не более 15 мин.), были проведены автором при питании от стабилизированных источников +27,5/-27,5 Вольт и подключении эквивалента нагрузки по стандарту IHF A202, рекомендуемого для испытаний усилителей мощности звуковой частоты (1). Смещение нуля на выходе усилителя составило -84,8 мВ, что соответствует спецификации изготовителя, но примерно на порядок больше, чем у престижных Нi-Fi усилителей на дискретных элементах, как правило, имеющих специальные подстроечные резисторы для установки «нуля». Недостаток легко устранить, включив последовательно с резистором R2 неполярный конденсатор емкостью не менее 50 мкФ или введя регулировку нуля по любой из схем, применяемых для обычных операционных усилителей. В режиме молчания потребляемый ток по обеим шинам питания составил 53 мА. Из этого можно сделать вывод, что транзисторы выходного каскада работают в режиме класса AB без отсечки коллекторного тока.

При увеличении амплитуды входного сигнала частотой 1кГц ограничение наступает при выходном напряжении 16,4В (среднеквадратическое значение), что соответствует мощности 67,2Вт. На нагрузке сопротивлением 4Ом и 33,6Вт на нагрузке 8Ом.
При работе на нагрузку 4Ом ограничение нижней полуволны наступает несколько ранее, чем положительной, что свидетельствует о небольшой асимметрии выходного каскада.

Спектр выходного сигнала при работе на эквивалент нагрузки IHF A202 и выходной мощности 95% от порога ограничения насыщен гармониками до 16-й, но уровень гармоник не превышает -90дБ, а это соответствует очень малому для микросхем УМ коэффициенту гармоник – не более 0,01%.
При выходной мощности 67,2Вт на нагрузке 4Ом усилитель потребляет ток 1,9А, что соответствует потребляемой мощности 104,5Вт и КПД 64% - цифры обычные для усилителей с выходными ступенями класса АВ. При пониженном напряжении питания +/- 15 Вольт максимальное выходное напряжение уменьшается до 9,2В (21Вт/4Ом) при потребляемом токе 1А. Минимальное напряжение питания, при котором сохраняется работоспособность - +/-8,5 Вольт. При этом выходное напряжение 4,6В (5,3Вт/4Ом), а потребляемый ток 0,55А.

АЧХ усилителя в диапазоне 20Гц….20кГц имеет неравномерность 0,5дБ, но на частоте 100кГц имеется горб высотой 4дБ, приводящий к небольшим выбросам на фронтах переходной характеристики. Спад вершин прямоугольного импульса частотой 1кГц не превышает нескольких процентов и объясняется наличием на входе разделительного конденсатора сравнительно небольшой емкости, образующего с резистором R1 ФВЧ с частотой среза 8Гц.
Скорость нарастания выходного напряжения при работе на нагрузку IHF A202 составила 7,5В/мкс для положительного перепада напряжения и 15В/мкс для отрицательного, что с большим запасом обеспечивает полную выходную мощность даже на верхней границе звукового диапазона, а также гарантирует отсутствие динамических и интермодуляционных искажений при работе с реальными звуковыми сигналами.

Схемы защиты от перегрузок по току и перегрева испытаны путем короткого замыкания выхода и съема микросхемы с радиатора. Обе схемы обеспечивают автоматическое восстановление режима работы после устранения перегрузки.

Тест на запас устойчивости проведен путем подключения к выходу усилителя емкостной нагрузки. Устойчивость сохраняется при эквивалентной емкости нагрузки до 0,47мкФ. При подключении нагрузки емкостью 202мкФ (общепринятый тест в мировой практике для исследования устойчивости усилителей класса Hi-Fi) рекомендуется для предотвращения выхода микросхемы из строя последовательно с нагрузкой включить LR стабилизирующую цепочку, отсекающую емкостную нагрузку и образующую при этом дополнительный полюс АЧХ из петли ООС. К сожалению, возникающий при самовозбуждении сквозной ток транзисторов выходных каскадов не ограничивается внутренней схемой защиты, что при отсутствии защиты по току блоке питания может привести к выходу микросхемы из строя.

Корпус микросхемы электрически соединен с выводом 4 (минусовая шина питания), поэтому несколько микросхем можно разместить на одном радиаторе без изолирующих прокладок.

Схему включения можно упростить за счет исключения цепочки вольтодобавки R4R5 и конденсатора 220мкФ, при этом вывод 7 соединяют с выводом 6. В таком включении максимальная выходная мощность уменьшается на 4Вт, но улучшается подавление пульсаций питающих напряженией. При соединении выводов 3 и 4 микросхема переводится в дежурный режим с пониженным энергопотреблением (18мА).

Заключение
Микросхема обладает очень хорошей линейностью и пригодна для создания усилителей мощности высокой верности. При мостовом включении двух микросхем можно получить мощность 100Вт на нагрузке 8Ом при коэффициенте гармоник 0,01%. Параметры микросхемы реально конкурируют с параметрами таких усилителей на дискретных элементах, как «Барк», «Одиссей», «Вега» и другие. Микросхема является хорошей альтернативой «дискретных» для тех, кто не имеет достаточного опыта или времени налаживания и доводки сложных схем. Схему включения желательно дополнить параллельной LR-цепочкой (L=10-20мкГн, R=10-20Ом), включаемой последовательно с нагрузкой, и схемой регулировки «нуля» на выходе. Для уменьшения спада вершины прямоугольного импульса емкость конденсатора на входе желательно увеличить до 5мкФ.

Добавка из личной переписки

Вот еще одна схемка включения, отрисована поудачнее.

Список компонентов:
R1 - 20k C1 - 1uf
R2 - 680R C2 - 220pF
R3 - 470k C3 - 3.3uF
R4 - 20k C4 - 470nF
R5 - 3.3R C5 - 22nF
R6 - 150R C6 - 220uF
R7 - 82R C7 - 470nF

Вариант печатки:

Готовый усилитель - два канала на одной плате разведены:

Дополнение от Александра Воробьева, плата-двухканалка

Сама конструкция собрана на двух идентичных микросхемах и представляет собой 2-х канальный (стерео) усилитель с выходной мощностью 100 Ватт (2×50W). Входной сигнал подается на фильтр нижних-высших частот, образованный R1(R9), C1(C11), R2(R9), C2(C12)и далее на 1-ю ножку микросхемы. Отказываться от этих цепочек фильтра не стоит, так как частоты ниже 20Гц и выше 30 кГц, в основном, это - сигналы-помехи и интермодуляционные частотные составляющие, могут существенно подпортить звуковую картину.

Коэффициент усиления каскада задается отношением резисторов R5(R13)/R3(R11) и для данной схемы равен 30.
Цепочка R6(R14), R7(R15), C4(C15) называется «вольтодобавкой» и служит для запитывания предоконечного каскада микросхемы повышенным напряжением. Это позволяет увеличить выходную мощность усилителя в целом на 10%-20%. По расхожему мнению, она несколько ухудшает динамические характеристики, поэтому для любителей эксперимента, из схемы вполне можно исключить цепочки R7(R15), C4(C15), а вместо R6(R14) поставить проволочные перемычки. Безо всякого вреда для микросхемы.

Конденсаторы С3(С6), С5(С13), С9, С10 необходимы для устранения индуктивной составляющей цепей питания и служат для устранения возбуждения усилителя на частотах выше звукового диапазона. Аналогичную роль выполняет и цепочка R8(R16), C8(C16).
Выходные обмотки трансформатора питания и выпрямительные диоды, не указанные на схеме, должны обеспечивать ток в 3А при переменном напряжении 18в - 22в. Очень удобно для этого применять трансформатор от старых телевизоров ТС180. Сетевая обмотка оставляется без изменений, а взамен других обмоток наматывается новая, проводом диаметром не менее 1 мм.

Конструкция этого усилителя звука D-класса была создана для эксперимента (давно хотелось послушать и оценить новый класс Д), кроме того, как раз потребовался новый аудио-усилитель взамен старого к компьютеру. Было решено купить 2 готовых модуля мостового усилителя в классе D которые называются TPA3118 (как и микросхема, что в них установлена). Стоят они по 150 рублей каждый и теоретически выдают мощность 60 Вт моно. Если есть желание, можете собирать подобный УМЗЧ с нуля на отдельных радиодеталях — .

TPA3118 модуль куплен на Али

Технические характеристики

• Микросхема TPA3116
• Рабочее напряжение: 8 - 24 В
• Рабочий ток: до 7.5 A
• Ток в режиме ожидания: 40 мA
• Уровень входного сигнала: 0.3 - 6.3 В
• Выходная мощность: (12В 4Ом 25 Вт + 25 Вт) и (21В 4 Ом 50 Вт + 50 Вт)
• Рабочая частота: 20 Гц — 20 кГц
• Защита по току и от перегрева
• Размеры платы: 100х60х25 мм

Схема усилителя TPA3116 класса D

Электрическая схема усилителя TPA3116

При однополярном питании 12 В - выходная мощность около 10 Вт, при 24 В - около 30 Вт (на 8 Ом АС).

Мощность — искажения УНЧ, график

Судя по графикам искажения — сильно его раскачивать не стоит, до 20 Вт и всё. Дальше Кни резко лезет вверх.

Плата блока TPA3116, TPA3118, TPA3130

Несмотря на скромные размеры платы и непривычное глазу аудиосборщика отсутствие радиаторов — этот малыш играет очень громко. Сама сборка заняла пару часов — делать ведь особо ничего не нужно, только провода от разъёмов и блока питания припаять. Но постарайтесь все сделать максимально качественно, чтобы не пришлось потом разбирать и переделывать. Эти модули УМЗЧ питаются чаще всего импульсными блоками питания, которые свистят и шумят по цепи. Поэтому установите фильтры дополнительной емкости, которые устранят эти эффекты.

Обратите внимание на дополнительный транзистор TIP-142 фильтра питания. Предполагалось что он будет немного греться, так что транзистор прикручен к корпусу. В реальности он холодный. Дополнительным преимуществом является то, что через этот фильтр напряжение растет постепенно, после включения за короткое время.

В общем по питанию перед модулями поставили ещё по одному конденсатору 50В/6800мкФ на канал. Платы TPA3116 установлены вертикально с помощью втулок. Если хотите, чтобы конечный результат оставил хорошее впечатление, найдите для регулятора громкости хорошую ручку и хорошие разъемы аудио. Питание внешнее, тоже поступает через гнездо.

Итоги работы и результаты

Комплект усилителя на столе возле компьютера выглядит очень стильно и удобен тем, что к нему можно подключить разные акустические системы — он спокойно качает даже 100-ваттные АС (конечно не на полную). Подаётся напряжение от блока питания ноутбука 19 В и в динамиках полная тишина.

Усилитель НЧ собран на микросхеме TPA3116D2.

Технические характеристики.

Мощность на нагрузке 4 Ом. при U пит. 21В. – 2 x 50 Вт. (BTL), 100 Вт. (PBTL)
Уровень сигнала на входе. - 0,8 … 2В.
Отношение сигнал/шум. - 102 dB
Коэффициент гармоник на половине мощности 25Вт. - 0,1%
Напряжение питания – 4,5 В … 26 В.

Схема позволяет включать микросхему в двух режимах:

1. Мостовой BTL. В этом включении можно получить 2 канала по 50 Вт.
2. Параллельно – мостовой (PBTL). Так как в этом режиме два канала BTL включены ещё и параллельно, то на выходе получаем один канал с удвоенной мощностью – 100 Вт.

На схемах ниже показаны все необходимые изменения для обоих режимов.

1. Подготовка платы для работы в мостовом режиме. Стерео 50 Вт.
Собранный усилитель работает в мостовом режиме. Но если вы подаете на него сигнал по не симметричной линии, установите перемычки P7 и P12. Больше никаких перемычек устанавливать не надо.

2. Подготовка платы для работы в параллельно-мостовом режиме. Один канал 100 Вт.
Установите перемычки P14, P15 и соедините перемычкой выходы усилителя P3 с P4 и P8 с P11.
Теперь ваш усилитель будет работать в параллельно-мостовом режиме и выдавать 100 Вт. Громкоговоритель подключайте к P6 и P8. Сигнал подавайте на вход правого канала.

Подбором резисторов R5 и R8 можно подобрать уровень усиления и входное сопротивление, а также перевести усилитель в режимы ведущего (master) или ведомого (slave)

Усилитель имеет очень высокий КПД > 90%, поэтому он не очень требователен к теплоотводу. В качестве радиатора можно использовать, например этот . Форма, крепежные отверстия и размеры, которого сделаны специально для этого модуля. К тому же он имеет золотое покрытие, что внешне очень привлекательно.

Радиатор

Это открытый проект! Лицензия, под которой он распространяется –

Mars 33 говорит:

Вот хочу собрать себе стерео усилитель на двух етих микросхемах с імпульсним блоком питания. Узнал про неї із книги “3500 МИКРОСХЕМ УСИЛИТЕЛЕЙ МОЩНОСТІ НИЗЬКОЙ ЧАСТОТИ…” Но я слишал что все ети микросхеми TDA 2003; TDA 2004; TDA 2005; 2010…; плохие. У меня било уже такое, завалялась у меня микросхема TDA 2003 собрал на ней усилитель а он сгорел, микросхема сплавилась. Может кто то точно знает на какую нагрузку микросхема TDA 2025 дає мощность 50 ват, бо в книге пишет 4 ОМ. А здесь как я понял пишет на 8 ОМ. І сколько ампер ему нужно? Если кто собирал его скажите чи хорошо он работает не сгорает сразу микросхема? Оставте пожалуста комментарий с видповидю на ети вапроси…

AndReas говорит:

Mars 33 , насчет нагрузки:

Нагрузка может быть как 4 Ом, так и 8 Ом

Если посмотреть в таблицу характеристик, то там указано, что мощность на выходе 45…50 Вт будет при нагрузке 8 Ом и напряжении 32 В.
Если говорить насчет микросхем TDA, то у меня только единственная микросхема из этой серии сгорела сразу - TDA 2005. А вот, например, TDA 2030 работает отлично, даже при КЗ. Так что могу сделать лишь один вывод, а именно, не все TDA плохие. По соотношению цена/качество отличные микросхемы.

▼ Показать все комментарии ▼

AndReas говорит:

AndReas говорит:

А в Инете не пробовали поискать TDA2025?
Посмотрите здесь _http://www.relcomp.ru/products/view/138425

Lexa777 говорит:

спасибо, попробую сделать так)

AndReas говорит:

Есть еще прикольная схемка 2-х канального усилителя на 22 Вт. Там тоже минимум деталей и одна микруха

А Вы поиском не пробовали пользоваться?!
Усилитель на микросхеме TDA1552

Lexa777 говорит:

можно заменить TDA2025 на TDA2025Q ? что означает буква “Q” ?

AndReas говорит:

Lexa777, TDA2025Q можно использовать. Буквенные индексы могут означать небольшое отличие в параметрах или отличие в исполнении корпуса микросхемы.

Lexa777 говорит:

К174УН12 представляет собой двухканальный электронный регулятор громкости и баланса каналов.
Схема включения:

В звуковоспроизводящей аппаратуре их обычно применяют совместно.

Tony говорит:

то есть по-любому tda нужна?

AndReas говорит:

Для этой схемы усилителя 50 Вт нужна именно TDA2025

Tony говорит:

кстати, почему на эскизе печатной платы с плюса на минус кроме конденсатора 100мкФ еще конденсатор 0,1мкФ стоит, хотя в схеме цепи его нет?

AndReas говорит:

Этот керамический конденсатор стоит на питающих выводах для фильтрации высокочастотных шумов источника питания. А на схеме он не указан потому, что, по идее, керамический конденсатор должен быть неотъемлемой частью блока питания любого усилителя.
P.S. А еще для лучшей фильтрации сетевых помех дополнительно к электролиту и керамике применяют ферритовое кольцо. Это если провода от источника слишком длинные.

Tony говорит:

Спасибо что разъяснили. Извините что элементарщины не знаю

AndReas говорит:

Всегда рады помочь радиолюбителям любого уровня подготовки . Все мы с чего-то начинали и еще многого не знаем.

alik говорит:

а у меня на муз.центре выходники не пашут.сам немогу починить а в ремонт нести дорого–так вот думаю склепать на тедашке 2050 да и питание там в центрухе тоже 40в и акустика по пораметрам(омы и ваты)подходит. дёшево и сердито будет—как думете????????

AndReas говорит: