Усилитель на новой микросхеме lm. Простой и качественный усилитель на LM3886 для начинающих радиолюбителей

Всем доброго времени суток. Думаю, каждый из вас сталкивался с проблемой тихого звука в ноутбуке или телефоне, когда собираешься посмотреть фильм в компании или послушать музыку на природе, а звук на телефоне тихий. Недавно я столкнулся с такой проблемой и решил сделать портативную мини колонку для телефона. Исследовал множество радиолюбительских сайтов, на которых вычитал много полезного для создания такого чуда и остановился на очень простой но работоспособной схеме с усилениям в 200 раз.

Для создания мини усилителя нам понадобятся:
Переменный резистор на 10кОм
Микросхема LM386 (я использовал в SMD корпусе так как стоит она копейки)
Конденсатор 0.1мкФ
Конденсатор 0.05мкФ
Конденсатор 10мкФ
Конденсатор электролитический 250мкФ 16В
Резистор на 10 Ом
Текстолит, хлор железа (для травления платы) можно и навесным монтажом
Паяльник и паяльные принадлежности
Усилитель будем собирать по такой схеме

И так, собираем схему и конвертируем в печатную плату

Выставляем элементы так чтобы они занимали как можно меньше места на плате и выполняем трассировку

После чего вставляем элементы и запаиваем их с обратной стороны

Вот архив с печатной платой (скачиваний: 919)

Я бы сказал, что это просто супер простой усилитель, содержащий все четыре элемента и выдающий мощность 40 Вт на два канала!
4 детали и 40 Вт х 2 выходной мощности Карл! Это находка для автолюбителей, так как питается усилитель от 12 Вольт, полный диапазон от 8 до 18 Вольт. Его можно запросто встраивать в сабвуферы или акустические системы.
Все сегодня доступно благодаря использованию современной элементной базы. А именно микросхеме - TDA8560Q.

Это микросхема фирмы «PHILIPS». Ранее была в ходу TDA1557Q, на которой можно также собрать стерео усилитель с выходной мощностью 22 Вт. Но её в последствии модернизировали, обновив выходной каскад и появилась TDA8560Q с выходной мощностью 40 Вт на канал. Также аналогом является TDA8563Q.

Схема автомобильного усилителя на микросхеме

Сборка простого усилителя

Качественный стереофонический усилитель для дома, который мы здесь рассмотрим, основывается на паре микросхем LM3876 (или LM3886). Даташит . Кроме самих усилителей мощности, был в отдельном корпусе собран блок питания. Он обеспечивает двухполярное напряжение 35В и более низкое 15В - для питания предусилителя на OPA2134. В принципе острой необходимости в отдельном предусилителе нет. С ним и уровень шума будет чуть выше, и фоновый шум может быть слышен в очень тихом месте, поэтому если конструкцию планируется использовать с источником достаточно мощного сигнала линейного выхода (около 1В) - от преампа можно отказаться.

Корпус усилителя

Корпус самодельного усилителя выполнен также из алюминия, эффективно экранируя детали схемы от возможных электромагнитных помех. На передней панели только пара регуляторов (громкость и баланс) и кнопка питания 220В, с зелёным светодиодом. Сзади УНЧ есть 4 стереовхода аудио, клеммы для подключения аккустических систем и гнездо под питающий кабель от блока питания.

Однажды, придя после работы домой, и включив любимую композицию в Foobar , я захотел чего то получше. И ради это чего-то "лучшего", ради интереса сборки электроники, захотел собрать первый усилитель. До этого больше занимался всякими высоковольтными вещами, ну и немного цифровой электроникой. Первым делом, начал искать микросхему, на которой буду собирать усилитель, остановился на LM1875 ().

К ней меня подтолкнуло то, что по своим показателям она значительно превосходит микросхемы аналогичного класса, выпускаемые другими производителями, такие как TDA2030, TDA2050 например. По таким параметрам как КНИ (коэффициент нелинейных искажений), надежность, напряжение питание у LM1875 выше чем у TDA2030, как и мощность. Ну и в среде "Аудиофилов", про нее хорошо отзываются.

После выбора микросхемы, приступил к поиску схемы, почитав разные форумы, пришел к схеме, которая ниже:

Плату Усилителя старался делать максимально компактной, дорожки после пайки хорошо залудил припоем. Питающие провода и входные запаяны в плату, только на выходе поставил клеммный разъем. Фотография платы усилителя:

После сборки усилителя задался вопросом питания, а с чего начинается питания усилителя? Правильно с сети, и по скольку хотел сделать что то качественное, первым делом собрал маленький сетевой фильтр, по схеме, которая ниже:

Получился он достаточно миниатюрным, на нем, нет не какой экзотики, только 2 помехоподавляющих конденсатора С1, С2, по 47 нФ, синфазный дроссель Murata и варистор Epcos 391. Для защиты трансформатора стоит предохранитель, тем более тут есть варистор, по этому предохранитель обязателен. Да и к слову первое что должно быть у сетевого устройства- это предохранитель.

Про трансформатор писать особо не чего, это тороидальный трансформатор, у которого перемотана вторичная обмотка. Мощность у него 50 Ватт, чего для данного усилителя хватит с головой. После перемотки у него 2 обмотки по 15 вольт.

Подключен этот трансформатор к выпрямителю из диодов Шоттки MBRF10100CT, по следующей схеме:

Собственно в этом выпрямителе нет, не чего особенного, тут лишь применил пару вещей, о которых прочел, когда искал себе схему усилителя, а именно: применил в выпрямителе диоды Шоттки, для исключения мультипликативных помех, да и не греются они из-за малого падения напряжения на них. В выпрямителе применил конденсаторы как низкоимпедансные (Low ESR), так и обычные, считается, что такая сборка электролитов хорошо влияет на звук. Зашунтировал питание плеч пленками по 100 нФ. Для исключения мультипликативных помех, так же можно установить конденсатор на 10-47 нФ параллельно катоду и аноду, в диодном мосте, у каждого диода. На плате я под них заложил место, и даже запаял, что бы наверняка этих помех не было. Ниже фотография выпрямителя:

В процессе настройки не нравился переходной процесс, который был слышен в динамиках при выключении и выключении усилителя, было решено сделать задержку подачи сигнала на АС. Поискав решил сразу соединить её с защитой от постоянного напряжения на выходе. Так как АС обычно дороже УМЗЧ, и выгорание микросхемы ничто по сравнению с сгоранием катушки динамика. Для защиты АС и задержки подачи сигнала, была выбрана такая схема:

Развел плату сразу под 2 канала, применил реле на 15 А, с управляющим напряжением 12 В. Для минимизации размеров применил SMD резисторы типоразмера 1206. Ниже фотография получившейся платы:

По скольку защита питается от 12 вольт, нужно было где-то брать эти 12 вольт, мотать обмотку на транс не хотелось. Были даже идеи повесить на одно плечо стабилизатор, и с него брать напряжение нужное. Но так бы я немного просадил это плечо, внес какие не быть искажение в звук, а оно мне надо? Решил сделать на отдельной платке БП на 12 вольт, для этого взял трансформатор, залитый, герметичный на 4 Ватта 9 вольт, и по стандартной схеме: трансформатор - выпрямитель - LM1812, сделал стабилизатор. При такой нагрузке трансформатор не греется, чему я рад. В прочем чему там греться?

Фотография БП на 12 вольт, для защиты:

Питается он, как и тот трансформатор, напоминающий желтенький пончик, от сетевого фильтра, который на этой фотографии можно увидеть под стабилизатором 12 вольт, точнее краешек его платы.

Теперь насчет дросселя, который на платках усилителей есть, в нем нет не чего особо сложного. Мне правда немного повезло с тем, что у меня в радиомагазине продаются пластиковые каркасы под них. Называются B-P36/22-1 у них внутренний диаметр 22 мм а внешний 36 мм. Нам нужно намотать 20 витков проводом 0.8 мм. Ниже фотография такой шпули под намотку с намотанным проводом:

Что могу сказать про звук, как по мне нормально звучит, доволен даже:) Может и правда Hi-Fi, если использовать для колонок у компа, то вполне оправдывает свою цену на постройку. Колонки пока стоят от музыкального центра, 6 Ом Kenwood, думаю позже займусь его внутренним фильтром, Лично меня устраивает, а это самое главное. Хотя... уже даже сейчас, стал подумывать о сборке чего ни будь транзисторного, сравнить.

Список радиоэлементов

При создании мультимедийного центра на базе персонального компьютера мною был изготовлен простой и качественный стереофонический усилитель на LM3886 (УМЗЧ для начинающих радиолюбителей) с выходной мощностью по 50 Вт на канал. Свой выбор на LM3886 я остановил, изучив описания и положительные отзывы радиолюбителей на форумах. LM3886 выпускается в двух вариантах: с минусом питания на корпусе (LM3886T) и с изолированным корпусом (LM3886TF). В первом случае желательна электрическая изоляция микросхемы от радиатора.

Эта микросхема обладает очень хорошими параметрами:

Диапазон питающих напряжений от 18 (+-9) до +-42 В;

Номинальная выходная мощность более 68 Вт при Кг 0.1%;

Пиковая выходная мощность до 135 Вт;

Внутреннее ограничение тока 7…11.5 А;

Коэффициент гармоник на мощности 60 Вт не более 0.03%;

Интермодуляционные искажения не более 0.01%;

Скорость нарастания выходного сигнала 8…19 В/мкс;

Полоса усиления 2…8 МГц;

Соотношение сигнал/шум до 110 дБ.

Выходная мощность этой микросхемы ограничена лишь тепловыделением. Безопасный для выходных транзисторов долговременный ток позволяет получить выходные мощности ~68 Вт, а внутреннее ограничение тока (не менее 7 А) защищает микросхему от короткого замыкания на выходе.

В результате макетирования УМЗЧ наиболее приятной на слух оказалась схема с инверсным включением LM3886.

Возможным недостатком данной схемы может быть низкое входное сопротивление равное 10 Ком. Но если учесть, что выходное сопротивление современных звуковых карт редко превышает 4 Ком, это становится преимуществом (низкой чувствительностью к наводкам на соединительные провода). Номинал конденсатора С1 может быть в диапозоне 2 - 4,7 мкФ.

Второй канал стереофонического усилителя собран по этой же схеме.

Схем блока питания усилителя приведена ниже.

Плата усилителя спроектирована с помощью программы Sprint-Layout 6.0. Размер платы 46 х 33 мм.

Изготовлена плата по ЛУТ-технологии.

Из спортивного интереса решил провести замеры искажений LM3886 в зависимости от выходной мощности.

Результаты измерений представлены ниже:

На графике видно, что спектр гармоник достаточно длинный, а уровень гармоник высших порядков практически не зависит от выходной мощности. Тем не менее их уровень оказался менее 120 Дб, т.е. для большинства звуковых карт он просто окажется за уровнем шумовой полки.

Личный опыт показал, что с использованием интегральной микросхемы LM3886 можно собрать очень простой и весьма качественный усилитель мощности звуковой частоты, который удовлетворит запросы большинства начинающих радиолюбителей.

Вложение : 255,28 KB (Скачиваний: 1432)