Lågfrekvent förstärkare på TDA2030.

Förstärkare på en integrerad krets TDA2030, såväl som analoger till denna mikrokrets A2030N, B165, ECG1376, ECG1378, ECG1380, TDA2006, TDA2030A, TDA2030, TDA2040, TDA2051. Det låter dig få ljudet från förstärkare i prisklassen upp till $100-150 utan några speciella investeringar. Du kan läsa mer om funktionerna hos TDA2030-chippet i den här artikeln:.

Huvudegenskaperna hos förstärkaren:
Matningsspänningar ................................... ±4,5 till ±25 V
Strömförbrukning (Vin=0) ........................... 90 mA max.
Uteffekt ...................................18 W typ. vid ±18 V, 4 ohm och d = 10 %
................................................ . ................... 14 W typ. vid ±18 V, 4 ohm och d = 0,5 %
Nominellt frekvensområde...........20 - 80 000 Hz

Förstärkarens kretsschema:

Brokrets:

Kretskortet är designat för stereo/mono-växling, vilket gör att det kan användas för både satelliter och subwooferkanaler utan problem. Återger låga frekvenser mycket bra.

Nödvändiga delar (per kort):
- två keramiska kondensatorer på 4,7 mikrofarad vardera (helst K73-17)
- sex keramiska kondensatorer på 0,1 mikrofarad
- fyra elektrolytiska kondensatorer på 2200 mikrofarad
- två elektrolytiska kondensatorer på 22 mikrofarad
- fem 22kΩ motstånd
- två 680 ohm motstånd
- två 2,2 ohm motstånd, 5W effekt
- två marker

Den totala kostnaden för en sådan förstärkare är cirka 200 rubel.

Lista över radioelement

ST Microelectronics är välförtjänt populär bland radioamatörer. Den har höga elektriska egenskaper och låg kostnad, vilket tillåter minimal kostnad samla på den högkvalitativ ULF med en effekt på upp till 18 watt. Men inte alla vet om dess "dolda fördelar": det visar sig att ett antal andra användbara enheter kan monteras på denna IC. TDA2030A-chippet är en 18W Hi-Fi klass AB effektförstärkare eller VLF-drivrutin upp till 35W (med kraftfulla externa transistorer). Den ger en stor utström, har låg övertons- och intermodulationsdistorsion, en bred bandbredd på den förstärkta signalen, en mycket låg nivå av självbrus, inbyggt skydd mot kortslutning vid utgång, automatiskt system begränsa effektförlusten, hålla arbetspunkten för utgångstransistorerna på IC i ett säkert område. Det inbyggda termiska skyddet ser till att IC stängs av när kristallen värms upp över 145°C. Mikrokretsen är gjord i ett Pentawatt-paket och har 5 stift. Låt oss ta en titt på några diagram först. standardapplikation IC - basförstärkare. En typisk TDA2030A-omkopplingskrets visas i fig. 1.

Mikrokretsen är ansluten enligt schemat för en icke-inverterande förstärkare. Förstärkningen bestäms av förhållandet mellan motstånden hos motstånden R2 och R3 som bildar OOS-kretsen. Den beräknas med formeln Gv=1+R3/R2 och kan enkelt ändras genom att välja resistansen för ett av motstånden. Detta görs vanligtvis med ett motstånd R2. Som framgår av formeln kommer en minskning av motståndet hos detta motstånd att orsaka en ökning av ULF:s förstärkning (känslighet). Kapacitansen för kondensatorn C2 väljs utifrån det faktum att dess kapacitans Xc=1/2?fC vid den lägsta arbetsfrekvensen är minst 5 gånger mindre än R2. I det här fallet, vid en frekvens på 40 Hz, Xs 2 \u003d 1 / 6,28 * 40 * 47 * 10 -6 \u003d 85 Ohm. Ingångsresistansen bestäms av motståndet R1. Som VD1, VD2 kan du använda alla kiseldioder med en ström I PR 0,5 ... 1 A och U OBR mer än 100 V, till exempel KD209, KD226, 1N4007. Kretsen för att slå på IC vid användning av en unipolär strömförsörjning visas i fig. 2.

Divider R1R2 och resistor R3 bildar en förspänningskrets för att erhålla en spänning som är lika med halva matningsspänningen vid utgången av IC (stift 4). Detta är nödvändigt för symmetrisk förstärkning av båda halvvågorna i insignalen. Parametrarna för denna krets vid Vs = +36 V motsvarar parametrarna för kretsen som visas i fig. 1 när den drivs från en källa på ± 18 V. Ett exempel på användning av en mikrokrets som drivrutin för ULF med kraftfulla externa transistorer visas i fig. 3.

Vid Vs = ± 18 V vid en belastning på 4 ohm utvecklar förstärkaren en effekt på 35 watt. Motstånd R3 och R4 ingår i IC-strömkretsen, vars spänningsfall öppnar för transistorerna VT1 respektive VT2. Med en låg uteffekt (ingångsspänning) är strömmen som förbrukas av IC:n liten, och spänningsfallet över motstånden R3 och R4 är inte tillräckligt för att öppna transistorerna VT1 och VT2. De interna transistorerna i mikrokretsen fungerar. När inspänningen ökar ökar uteffekten och strömmen som förbrukas av IC. När den når ett värde på 0,3 ... 0,4 A blir spänningsfallet över motstånden R3 och R4 0,45 ... 0,6 V. Transistorerna VT1 och VT2 kommer att börja öppna, medan de kopplas parallellt med de interna transistorerna av IC. Den ström som tillförs lasten kommer att öka, och uteffekten kommer att öka i enlighet med detta. Som VT1 och VT2 kan du använda vilket par komplementära transistorer som helst med lämplig effekt, till exempel KT818, KT819. Bryggkretsen för att slå på IC visas i fig. 4.

Signalen från utgången av IC DA1 matas genom delaren R6R8 till den inverterande ingången DA2, vilket säkerställer driften av mikrokretsarna i motfas. I det här fallet ökar spänningen på lasten, och som ett resultat ökar uteffekten. Vid Vs=±16 V vid en belastning på 4 ohm når uteffekten 32 watt. För fans av två-, trebands ULF är denna IC ett idealiskt alternativ, eftersom det är möjligt att montera aktiva lågpass- och högpassfilter direkt på den. Schemat för en trebands ULF visas i fig. 5.

Lågfrekvenskanalen (LF) är gjord enligt schemat med kraftfulla utgångstransistorer. Vid ingången till IC DA1 ingår ett lågpassfilter R3C4, R4C5, och den första länken hos lågpassfiltret R3C4 ingår i förstärkarkretsen. Ett sådant system tillåter enkla medel(utan att öka antalet länkar) för att erhålla en tillräckligt hög lutning av filterfrekvenssvaret. Förstärkarens mellanfrekvens- (MF) och högfrekventa (HF) kanaler är sammansatta enligt en typisk krets på ICs DA2 respektive DA3. Vid ingången av mellanregisterkanalen ingår högpassfilter C12R13, C13R14 och lågpassfilter R11C14, R12C15 som tillsammans ger en bandbredd på 300 ... 5000 Hz. RF-kanalfiltret är monterat på elementen C20R19, C21R20. Gränsfrekvensen för varje länk i lågpassfiltret eller högpassfiltret kan beräknas med formeln fCP \u003d 160 / RC, där frekvensen f uttrycks i hertz, R - i kiloohm, C - i mikrofarader. Exemplen som ges uttömmer inte möjligheterna att använda IMC TDA2030A som basförstärkare. Så, till exempel, istället för en bipolär strömförsörjning för en mikrokrets (fig. 3,4), kan du använda en unipolär strömförsörjning. För att göra detta bör strömkällans minus jordas, en förspänning bör appliceras på den icke-inverterande (stift 1) ingången, som visas i fig. 2 (element R1-R3 och C2). Slutligen, vid utgången av IC mellan stift 4 och belastningen, är det nödvändigt att slå på elektrolytkondensatorn och utesluta blockerande kondensatorer längs -Vs-kretsen från kretsen.

Överväg andra möjliga användningsområden för detta chip. TDA2030A IC är inget annat än en operationsförstärkare med ett kraftfullt slutsteg och mycket bra prestanda. Baserat på detta designades och testades flera scheman för dess icke-standardiserade inkludering. Några av kretsarna testades "live", på en breadboard, och några simulerades i programmet Electronic Workbench.

Kraftfull signalrepeater:

Signalen vid anordningens utgång i fig. 6 upprepar insignalen i form och amplitud, men har en högre effekt, dvs. kretsen kan arbeta på en belastning med lågt motstånd. Repeatern kan till exempel användas för att förstärka strömförsörjning, öka uteffekten från lågfrekventa generatorer (så att högtalarhuvuden eller akustiska system kan testas direkt). Repeaterns arbetsfrekvensband är linjärt från DC till 0,5 ... 1 MHz, vilket är mer än tillräckligt för en lågfrekvensgenerator.

Förstärkning av strömförsörjningen:

Mikrokretsen ingår som en signalrepeater, utspänningen (stift 4) är lika med ingången (stift 1), och utströmmen kan nå 3,5 A. Tack vare det inbyggda skyddet är kretsen inte räddkortslutning i lasten. Utspänningens stabilitet bestäms av stabiliteten hos referensen, dvs. zenerdiod VD1 Fig. 7 och inbyggd stabilisator DA1 Fig. 8. Naturligtvis, enligt scheman som visas i figur 7 och figur 8, är det möjligt att montera stabilisatorer för en annan spänning, du behöver bara ta hänsyn till att den totala (totala) effekten som försvinner av mikrokretsen inte bör överstiga 20 watt . Till exempel måste du bygga en stabilisator för 12 V och en ström på 3 A. Det finns en färdig strömkälla (transformator, likriktare och filterkondensator) som ger U IP \u003d 22 V vid den erforderliga belastningsströmmen. Sedan uppstår ett spänningsfall på mikrokretsen U IC \u003d U IP - U OUT \u003d 22 V -12 V \u003d 10V, och vid en belastningsström på 3 A kommer den förbrukade effekten att nå värdet P PAC \u003d U IC * I H \u003d 10V * 3A \u003d 30 W, vilket överskrider det maximalt tillåtna värdet för TDA2030A. Det maximala tillåtna spänningsfallet över IC kan beräknas med formeln: U IC = P RAS.MAX / I H.

I vårt exempel är U IC = 20 W / 3 A = 6,6 V, därför bör likriktarens maximala spänning vara U IP = U OUT + U IC = 12V + 6,6 V = 18,6 V. I transformatorn är antalet varven på sekundärlindningen måste minskas. Resistansen hos ballastmotståndet R1 i kretsen som visas i fig. 7 kan beräknas med formeln: R1 \u003d (U IP - U ST) / I ST, där U ST och I ST är stabiliseringsspänningen och strömmen för zenerdiod, respektive. Stabiliseringsströmgränserna finns i referensboken, i praktiken, för lågeffekts zenerdioder, väljs den inom 7 ... 15 mA (vanligtvis 10 mA). Om strömmen i formeln ovan uttrycks i milliampere, kommer motståndsvärdet att erhållas i kiloohm.

Enkel laboratorieströmförsörjning:

Strömförsörjningens elektriska krets visas i fig. 9. Genom att ändra spänningen vid ingången av IC med hjälp av potentiometern R1 erhålls en kontinuerligt justerbar utspänning. Den maximala strömmen som ges av mikrokretsen beror på utspänningen och begränsas av samma maximala effektförlust på IC. Det kan beräknas med formeln:

I MAX \u003d P RAS.MAX / U IC

Till exempel, om utgångsspänningen är inställd på U OUT = 6 V, inträffar ett spänningsfall på mikrokretsen U IC = U IP - U OUT = 36 V - 6 V = 30 V, därför, maximal ström kommer att vara I MAX \u003d 20 W / 30 V \u003d 0,66 A. Vid U OUT \u003d 30 V kan den maximala strömmen nå maximalt 3,5 A, eftersom spänningsfallet över IC är obetydligt (6 V).

Stabiliserad laboratorieströmförsörjning:

Strömförsörjningens elektriska krets visas i fig. 10. Källan till den stabiliserade referensspänningen - DA1-chippet - drivs av en 15 V parametrisk stabilisator monterad på VD1-zenerdioden och R1-motståndet. Om IC DA1 matas direkt från en +36 V-källa kan den misslyckas (den maximala inspänningen för IC 7805 är 35 V). DA2 IC är ansluten enligt den icke-inverterande förstärkarkretsen, vars förstärkning är definierad som 1 + R4 / R2 och lika med 6. Därför kan utspänningen när den justeras med R3-potentiometern få ett värde från nästan noll till 5 V * 6 = 30 V. När det gäller den maximala utströmmen, för detta schema, är allt ovanstående sant för en enkel laboratorieblock näring (Fig. 9). Om en lägre reglerad utspänning antas (till exempel från 0 till 20 V vid U IP = 24 V), kan elementen VD1, C1 uteslutas från kretsen och en bygel kan installeras istället för R1. Vid behov kan den maximala utspänningen ändras genom att välja resistansen för motståndet R2 eller R4.

Justerbar strömkälla:

Stabilisatorns elektriska krets visas i fig. 11. Vid den inverterande ingången på IC DA2 (stift 2), på grund av närvaron av OOS genom belastningsresistansen, bibehålls spänningen U BX. Under påverkan av denna spänning flyter en ström genom lasten I H \u003d U BX / R4. Som kan ses från formeln beror belastningsströmmen inte på belastningsresistansen (naturligtvis upp till vissa gränser, på grund av den slutliga matningsspänningen för IC). Därför, genom att ändra U BX från noll till 5 V med potentiometern R1, med ett fast motståndsvärde R4 = 10 Ohm, kan du justera strömmen genom lasten inom 0 ... 0,5 A. Denna enhet kan användas för att ladda batterier och galvaniska celler. Laddningsströmmen är stabil under hela laddningscykeln och beror inte på graden av urladdning av batteriet eller på elnätets instabilitet. Den maximala laddningsströmmen, inställd med potentiometer R1, kan ändras genom att öka eller minska motståndet i motståndet R4. Till exempel, vid R4=20 Ohm har den ett värde på 250 mA, och vid R4=2 Ohm når den 2,5 A (se formeln ovan). För denna krets gäller begränsningar för den maximala utströmmen, som för spänningsstabilisatorkretsar. En annan tillämpning av en kraftfull strömstabilisator är mätningen av låga resistanser med en voltmeter i linjär skala. Faktum är att om du ställer in strömvärdet, till exempel, 1 A, då genom att ansluta ett motstånd med ett motstånd på 3 ohm till kretsen, enligt Ohms lag, får vi spänningsfallet över den U = l * R = l A * 3 ohm = 3 V, och genom att koppla säg ett motstånd med ett motstånd på 7,5 ohm får vi ett spänningsfall på 7,5 V. Naturligtvis kan endast kraftfulla lågresistansmotstånd mätas vid denna ström (3 V per 1) A är 3 W, 7,5 V * 1 A \u003d 7,5 W), men du kan minska den uppmätta strömmen och använda en voltmeter med en lägre mätgräns.

Kraftfull fyrkantsvågsgenerator:

Schema för en kraftfull generator av rektangulära pulser visas i Fig. 12 (med bipolär strömförsörjning) och Fig. 13 (med unipolär strömförsörjning). Kretsarna kan användas till exempel i inbrottslarm. Mikrokretsen ingår som en Schmitt-trigger, och hela kretsen är en klassisk avslappnings-RC-oscillator. Tänk på hur kretsen som visas i fig. 12. Antag att vid uppstartsögonblicket går utsignalen från IC:n till nivån för positiv mättnad (U OUT = + U IP). Kondensator C1 börjar laddas genom motstånd R3 med tidskonstant Cl R3. När spänningen på C1 når halva spänningen för den positiva strömkällan (+U IP /2), växlar IC DA1 till negativ mättnad (U OUT = -U IP). Kondensator C1 kommer att börja ladda ur genom motstånd R3 med samma tidskonstant Cl R3 till spänning (-U IP / 2) när IC växlar tillbaka till positiv mättnad. Cykeln kommer att upprepas med en period på 2,2C1R3, oavsett spänningen på strömförsörjningen. Pulsrepetitionsfrekvensen kan beräknas med formeln:

f=l/2,2*R3Cl.

Om motståndet uttrycks i kiloohm, och kapacitansen i mikrofarader, får vi frekvensen i kilohertz.

Kraftfull lågfrekvent sinusvågsgenerator:

Den elektriska kretsen för en kraftfull lågfrekvent generator av sinusformade svängningar visas i Fig.14. Generatorn är sammansatt enligt Wien-bryggschemat, bildad av elementen DA1 och C1, R2, C2, R4, vilket ger den nödvändiga fasförskjutningen i PIC-kretsen. Spänningsförstärkningen för IC vid samma värden på Cl, C2 och R2, R4 måste vara exakt lika med 3. Med ett mindre värde på Ku dämpar svängningarna ut, med ett större värde, distorsionen av utsignalen ökar kraftigt. Spänningsförstärkningen bestäms av resistansen hos glödtrådarna i lamporna ELI, EL2 och motstånden Rl, R3 och är lika med Ky = R3 / Rl + R EL1.2. Lampor ELI, EL2 fungerar som element med variabelt motstånd i OOS-kretsen. Med en ökning av utspänningen ökar motståndet hos lampornas glödtrådar på grund av uppvärmning, vilket orsakar en minskning av förstärkningen DA1. Således stabiliseras amplituden hos generatorns utsignal, och distorsionen av den sinusformade vågformen minimeras. Ett minimum av distorsion vid den maximalt möjliga amplituden hos utsignalen uppnås med användning av ett avstämningsmotstånd R1. För att eliminera påverkan av belastningen på utsignalens frekvens och amplitud, slås R5C3-kretsen på vid utgången av generatorn. Frekvensen för de genererade svängningarna kan bestämmas med formeln:

f=1/2piRC.

Generatorn kan användas till exempel vid reparation och testning av högtalarhuvuden eller akustiska system.

Sammanfattningsvis bör det noteras att mikrokretsen måste installeras på en radiator med en kyld yta på minst 200 cm2. När du kopplar kretskortet för lågfrekventa förstärkare är det nödvändigt att se till att "jord"-bussarna för ingångssignalen, såväl som strömförsörjningen och utsignalen är anslutna från olika sidor (ledarna till dessa terminaler ska inte vara en fortsättning på varandra, utan sammankopplade i form av en "stjärna"). ”). Detta är nödvändigt för att minimera AC-brum och eliminera eventuell självexcitering av förstärkaren vid uteffekt nära maximalt.

Baserat på material från tidningen "Radioamator"

Kretsen för en mycket enkel och högkvalitativ lågfrekvensförstärkare på TDA2030 med en uteffekt på 100 watt

Som utlovat ska jag berätta hur du gör TDA2030 gör ULF med en effekt på 100 watt.
Systemet gör inte anspråk på att vara original, det har gått på Internet under lång tid.
Jag upprepade det många gånger och i olika versioner:

R1, R2 och R3 - 100 kOhm
R4 - 3,3 kOhm
R5 - 30 kOhm
R6, R7 - 1,5 ohm, 2 W
R8 - 1 ohm
C1 - 1 mikrofarad
C2, C7 - 2200 mikrofarad
C3 - 10 mikrofarader
C4, C5, C6 - 0,22 mikrofarad
D1, D2 - KD209, KD226
Transistorer måste sägas mer i detalj.

Motstånd R6 och R7 ingår i strömförsörjningskretsen för mikrokretsar, vars spänningsfall öppnar för transistorerna VT1 och VT2.
Vid låg uteffekt är spänningsfallet över motstånden R6 och R7 inte tillräckligt för att öppna transistorerna VT1 och VT2. De interna transistorerna i mikrokretsen fungerar. När uteffekten och strömförbrukningen ökar kommer spänningsfallet över motstånden R6 och R7 att nå öppningsvärdet för transistorerna VT1 och VT2, medan de kommer att kopplas parallellt med de interna transistorerna i mikrokretsen. Den ström som tillförs lasten kommer att öka, och uteffekten kommer att öka i enlighet med detta.
Som VT1 och VT2 använde jag KT818GM och KT819GM ​​i metall:
Mikrokretsen måste användas TDA2030A - med bokstaven "A", eftersom denna mikrokrets är designad för att leverera ± 22 volt, i vårt fall +44 volt unipolär spänning.
Med en belastning på 2 ohm är uteffekten cirka 100 watt.
Strömförsörjningen är inte stabiliserad, kan leverera en ström på 5 ampere till lasten. Med en svagare strömförsörjning observeras väsande andning och distorsion i volymtopparna. Effektfilterkondensator - minst 5000 mikrofarad.
Med uv. Beshenyi.