Добавка из личной переписки

Этот наипростейший усилитель звуковой частоты, способен выдать 50 Ватт мощности на каждый канал из четырёх. В сумме это получается 200 Вт звуковой мощности. И это, как оказалось, не предел. Микросхема, на которой построен усилитель, может дать и 80 Вт на канал на 2-х Омную нагрузку.
В наше время построить мощный усилитель своими руками не составляет труда. И все это благодаря современной элементной базе.
Сегодня речь пойдет о простом усилителе на микросхеме TDA7560, который запросто может сделать человек, практически не разбирающийся в электронике.

Микросхема TDA7560 фирмы Филипс - это просто находка, особенно для тех, кто не сталкивался с ней раньше. Её давно облюбовали как начинающие радиолюбители, так и автолюбители, за её низкое напряжение питания. У микросхемы TDA7560 есть полный, но более старый аналог - TDA7388, чуть менее мощный.

Характеристики усилителя

Выходная мощность:

На нагрузке 4 Ома максимальная - 4 x 50 Втт.
На нагрузке 4 Ома номинальная - 4 x 45 Втт.
На нагрузке 2 Ома максимальная - 4 x 80 Втт.
На нагрузке 2 Ома номинальная - 4 x 75 Втт.
Напряжение питания от 8 до 18 Вольт.

Остальные характеристики смотрите в .

Схема усилителя

Схему включения микросхемы всегда можно посмотреть в . Все просто и очевидно: слева четыре входа, справа четыре выхода на акустические системы. Естественно входа можно замыкать между собой, но не выхода. Каждый выход микросхемы должен быть нагружен на свою акустическую систему.
С этим, я думаю, вопросов не возникнет. Единственное, что стоит пояснить так это вывода «ST-BY» и «MUTE». «ST-BY» - это ждущий режим, обычное его сразу соединяют с плюсом питания и усилитель всегда активен. «MUTE». - это режим выключенного звука, обычное его так же соединяют с плюсом питания и усилитель всегда становится активен. На плате для того стоят перемычки.

Плата усилителя

Платы можно сделать обычным ЛУТ за несколько десятков мину. Скачать ее можно тут:

(cкачиваний: 2817)

После спайки и сборки усилителя не забудьте установить микросхему на радиатор, желательно большой если вы меломан, который любит громкость.

Применение усилителя

Микросхема изначально разрабатывалась для применения как усилитель мощности звука в автомагнитолах. Поэтому использовать данный усилитель в машине - это отличный выбор. Но учтите, что желательно использовать толстые провода питания. Так же возможно потребуется солидно увеличить емкость фильтрующих конденсаторов питания.
Усилитель на микросхеме отлично подходит и для домашнего использования. Питать его можно от старого компьютерного блока питания, как это делал я в свое время. А охлаждающий радиатор использовать с вентилятором – это существенно уменьшит его размеры.
Думаю, ничего сложного тут нет, но если кому-то чего-то не понятно – жду ваши вопросы в комментариях. Всем спасибо!

Доброе время суток. Наконец – то у меня появилось свободное время, так не пропадать же ему зря. Не скажу, что я уж так сильно люблю поработать, но то , что валяются без дела запчасти , меня очень раздражает. И вот так получился очередной усилитель. Собран он на основе довольно популярной в 90 – х годах микросхемы тда1514а, которая обладает очень хорошим звучанием, её можно сравнить с lm3886, звук довольно схожий. В микросхеме есть куча всевозможных защит, кому интересно прочитайте это сами , скачав .

Это второй стереоусилитель на таких микросхемах , который я собрал, первый был собран ещё в те годы , когда я только вернулся с армии. Усилитель мне служил верой и правдой, работой был очень доволен, хоть и был собран навесным монтажем. Как – то ко мне приехал в гости мой товарищ, с которым мы вместе служили, понравился ему мой усилок и просил ему его продать, продать я не согласился, а просто подарил.

Прошло уже довольно много времени с той поры, но то , как звучал тот усилитель , у меня осталось в памяти. Собрав в последствии довольно много усилителей, так и не почувствовал того звучания, нет – усилители были вполне достойными, но вот звук то отличался.

Не так давно мне удалось раздобыть пару ОРИГИНАЛьных микросхем тда1514а, чему был несказанно рад. Взяв старый справочник, нашел там схему и описание, по сути там было три варианта включения : обычный, обычный без вольтодобавки и мостовой. На мостовой у меня не было ни нагрузки, н и желания, ни лишней пары микросхем. Больше всего понравилось включение без цепи вольтодобавки, при этом звук значительно улучшался, хоть и выходная мощность немного уменьшалась.

Изначально опробовал включение с вольтодобавкой, в итоге получил 67 Вт на 4 Ом, при этом звук был вполне неплохой, но одно из плеч то увеличивалось относительно другого по амплитуде, то уменьшалось. В итоге отключил вольтодобавку, по сути там конденсатор и резистор выкинуть да и всё, снова включил, снова попробовал нагрузить и поглядеть, что же будет с сигналом, сигнал не возрастал выше 15 В и далее начиналась обрезка верхушек синусоиды, что характерно практически сразу в обеих плечах. Включив музыку, послушав около часа, снова включил вольтодобавку и сразу же отключил, звук реально немножко стал хуже, стало будто при басах что – то подхрипывает, а на ВЧ начинает посвистывать, но это только моё субъективное мнение.

В общем решил делать только без цепи вольтодобавки. Мощность и так вполне прил и чная, а 5-6 Вт для меня погоды не сделают. П рикинул как будет всё на печатке, развёл и отложил на время. Когда выдалось свободное – начал *ваять*. Получилось вполне неплохо , печатку делал под имевшиеся у меня обрезки стеклотекстолита, так чтоб не валялись без дела, поэтому такие маленькие получились, но зато разводка по всем правилам.

Нашел старый корпус от спутникового тюнера, *доработал напильником* и в итоге имеем вот такой усилитель.

Блок питания аналоговый, трансформатор от усилителя вега 10у120с, радиаторы от него тоже, всё очень хорошо подошло как по мощности так и по габаритам, да и рекомендуемое питания практически было идеально выдержано.

Теперь немножко о том самом звучании. Усилитель абсолютно не прихотлив к АС, отлично отыгрывает любые музыкальные жанры (стили или как угодно зовите). Предпочтений у него нет, как то у ламповиков или ИТУНов. При прослушивании на АС типа ы90, он очень хорошо себя зарекомендовал, мощность чувствовал, как говорить -*по взрослому*, при этом искажений не возникало практически до упора выкрученной ручки регулятора громкости. Настоятельно советую, всем желающим повторить собранный мной усилитель, позаботиться о том, чтобы поверхность к которой будет прикручиваться корпус микросхемы был максимально ровным, так как микросхема закрепляется с двух сторон и если где-то будет *бугорок* то можно просто расколоть корпус, а это очень не дешёвая как по времени, так и по деньгам потеря.

Микросхема давно снята с производства, считается довольно большой редкостью и поэтому появилось много китайских (и не только) подделок. В розничной продаже цены за 1 шт начинаются от 20$, при этом не известно на 100% , что же там будет внутри.

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 –

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.

При построении качественного УНЧ, многие выбирают отлично зарекомендовавшую себя специализированную микросхему LM3886 - высококачественный аудио усилитель мощности, способный выдавать больше 50 ватт непрерывной средней мощности в 4-омную нагрузку и 40 ватт в 8 Ом, при 0.1% THD+N, в частотном диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. Почему именно LM3886? У неё полностью защищены элементы на выходе от перенапряжения, пониженного напряжения, перегрузок, в том числе и мгновенных пиков температуры. Тепловая защита срабатывает быстрее, чем разрушается кристалл микросхемы. Здесь имеется отличное соотношение сигнал/шум - более 92 дБ, с низким уровнем шума всего 2 мкВ. Она демонстрирует крайне низкий THD+N, в районе значений 0.03% при номинальной мощности в звуковом спектре, и обеспечивает отличную линейность.

Схема усилителя звука на 50 ватт

По сути, схема похожа на ту, что . Делитель Rf1, Ri определяют коэффициент усиления в данном случае усиление 22k/1k = 22 (27dB). Конденсатор Ci 47uF образует ФВЧ с частотой среза 5 Гц.

Характеристики усилителя на LM3886

Максимальная выходная мощность: 65 Вт RMS - 108 Вт пиковая
Коэффициент нелинейных искажений: 0,02% при 50 Вт
Отношение сигнал-шум: 110 дБ на 50 Вт - 92 дБ на 1 Вт

LM3886 имеет следующие системы защиты:

от перенапряжения;
от перегрузки;
от короткого замыкания выхода;
от перегрева.

Ещё одна особенность схемы - отсутствие конденсатора времени задержки, что подключен к MUTE. Катушка L1 содержит 15 витков эмалированной проволоки вокруг резистора R7. Диаметр проволоки должен быть не менее 0,5 мм. Вся конструкция дросселя замотана в термоусадочную трубку. Конденсатор C2 может быть электролитическим, но лучше использовать неполярный или биполярный.

Как правило, в звуковых усилителях, используются небольшие по габаритам тороидальные трансформаторы, но такие трансформаторы дорогие и дефицитные. Преимущество тороидального трансформатора в том, что они имеют очень низкую утечку магнитного потока, поэтому они могут быть размещены в одном корпусе с усилителем. В данном проекте используем стандартный трансформатор. Характеристики трансформатора должны быть следующие;

Для 8 Ом - стандартный режим: 220/2 х 24 В (со средним выходом) не менее 150 Вт
Для 4 Ом - стандартный режим: 220/2 х 18 В (со средним выходом) не менее 150 Вт

Питание простое - мостовой выпрямитель и 4 x 10 000uF/50 В конденсаторов. Микросхема может быть установлена на радиатор без изоляции для лучшей теплопроводности, но тогда он должен быть изолирован от металлического корпуса, который обычно подключен к земле. В архиве есть .