Микросхема LM3886 относится к семейству Overture, разработанному фирмой "National Semiconductor". С ее помощью можно получить 100 Вт мгновенной пиковой синусоидальной мощности, т.е. 180 Вт звуковой.
Гармонические искажения — не более 0,06% в диапазоне частот 20 Гц...20 кГц. Типичное подавление пульсаций напряжения питания составляет 120 дБ, поэтому конструкция сетевого блока также не представляет никаких проблем.
Отношение сигнал/шум — в диапазоне 98...120 дБ. Таким образом, с помощью этой ИМС можно достичь хорошего качества звуковоспроизведения.
Микросхема LM3886
ИМС имеет следующие системы защиты:
- от перенапряжения;
- от перегрузки (короткого замыкания выхода на "землю" или на питание);
- от перегрева.
Защита от перенапряжения срабатывает при токе нагрузки, превышающем 4 А. Посредством этого можно избавиться от перегрузок, вызываемых индуктивной нагрузкой.
Тепловая защита включается при повышении температуры ЧИПа до 165°С и отключается при ее опускании ниже 155°С.
Принципиальная схема
Принципиальная схема усилителя приведена на рис.1. Схема состоит из ИМС и цепи обратной связи. Громкоговоритель подключается на выход через цепочку R7-L1.
Рис. 1. Принципиальная схема усилителя мощности низкой частоты на микросхеме LM3886 (68 Вт).
Для достижения больших мощностей необходимо высокое напряжение питания, и его должны выдерживать электролитиеские конденсаторы фильтра.
Вывод 8 микросхемы используется для включения режима "Mute". В нормальном режиме работы на него подается через R6 отрицательное напряжение. Величину резистора R6 можно вычислить по формуле:
где I 8 >0,5 мА.
Конструкция и детали
Печатная плата усилителя приведена на рис.2, а схема размещения деталей на ней — на рис.3. Резисторы R7 и R8 мощностью 2 Вт класс точности 1%. Для изготовления выходной индуктивности L1 необходимо намотать 12 витков провода диаметром 0,5...0,6 мм с эмалевой изоляцией на трубку или карандаш такой же толщины, как и R7.
Затем в нее вставляется резистор - так, чтобы он нигде не прикасался к ней(чтобы не повредить изоляцию). Емкость конденсатора C2 можно увеличить для лучшей передачи низких частот.
Глубина обратной связи задается резистором R4. Режим Mute включается при размыкание переключателя S1. Для сетевого трансформатора желательно использовать тороид. Напряжение вторичной обмотки - 2x25 В.
Выпрямительный мостик должен быть рассчитан на номинальный ток — как минимум, 6 А. Выпрямленное напряжение без нагрузки ±35÷38В. Емкость электролитических конденсаторов C5, C4 4700÷10000 мкФ, допустимое напряжение — не меньше 50 В. Конденсаторы желательно зашунтировать плЈночным конденсаторами Јмкости (0,1 - 1 мкФ) в непосредственной близости от выводов микросхемы.
Рис. 2. Печатная плата усилителя на микросхеме LM3886.
Рис. 3. Размещение деталей на печатной плате усилителя.
Внимание! ИМС необходимо установить на радиатор. Внутренняя защита микросхемы эффективна только тогда, когда выделяющееся тепло рассеивается радиатором соответствующих размеров.
Относительно высокое напряжение на оконечных транзисторах (5,2 В) и ток покоя около 38 мА существенно увеличивают теплоотдачу. Размеры радиатора можно определить, руководствуясь графиками на рис.4.
В правой части рисунка приведены графики зависимости выделяющейся мощности от суммарного напряжения (для некоторых значений импеданса громкоговорителей). Этим мощностям соответствуют температуры радиатора Т с. При заданной темпетуре среды Т А, из таблицы в левой части можно определить необходимое тепловое сопротивление радиатора.
Рис. 4. Тепловое сопротивление радиатора.
Пример. Пусть суммарное значение напряжения питания равно 80 В, импеданс громкоговорителя — 8 Ом. По графикам этим значениям соответствует выделяемой мощности Р D =40 Вт, т.е. Т С =102°С. Пусть максимальная температура среды Т А равна 25°С.
Тогда для теплового сопротивления радиатора по таблице получаем 1,9 °/Вт. Если усилитель должен надежно работать при максимальной температуре 40°С, это значение уменьшается до 1,6.
При 50°С будет нужен уже очень большой радиатор (пластина примерно 30x30 см толщиной 5 мм). У современных ребристых или игольчатых радиаторов тепловое сопротивление меньше, чем у гладкой пластины, и можно обойтись гораздо меньшим по размерам радиатором.
Проблему охлаждения можно решить, используя радиатор длиной 150 мм и шиной 95 мм, имеющий 16 ребер. Радиатор на плату необходимо устанавливать обязательно так, чтобы между ребрами могли свободно протекать воздушные потоки. Поэтому он должен располагаться снаружи корпуса на задней стенке. Поскольку корпус и у этой ИМС также находится под напряжением питания, радиатор необходимо изолировать от корпуса усилителя (если он металлический).
Может возникнуть вопрос: поскольку размеры радиатора достаточно велики, не лучше ли использовать для охлаждения небольшой вентилятор?
Однако шум постоянно включенного даже малошумящего вентилятора будет мешать прослушиванию тихих музыкальных пассажей. Некоторые фирмы используют в мощных усилителях вентиляционное охлаждение, однако включение вентилятора происходит при определенном уровне входного сигнала.
Поскольку в этом случае вентилятор не мешает тихим музыкальным мелодиям (отключается), такое решение имеет право на существование. Однако при усилении речи возникают акустические помехи из включения и выключения вентилятора при резком изменении громкости.
Для получения высокого качества звуковоспроизведения, на входы микросхемы должно попадать как можно меньше помех. Поскольку в проводах питания неизбежно имеются большие пульсации тока, которые могут легко передаваться на вход усилителя, входные провода и провода питания должны быть расположены как можно дальше друг от друга.
В схеме используются два LM3886 на один канал, что позволяет получить мощность 50Вт при работе на нагрузку 8Ом и 100Вт при нагрузке 4Ом. Лучше использовать операционные усилители LM3886 TF, так как они с изолированной подложкой и их можно крепить к радиаторам без изоляционных прокладок. Входное сопротивление данного усилителя составляет около 47кОм.
Принципиальная схема усилителя:
Резистор 680Ом и конденсатор 470pF необходимы для фильтрации высокочастотных шумов на входе усилителя. Конденсаторы С4 и С8 используются для фильтрации вч шумов на LM3886. Все конденсаторы должны быть высокого качества.
Блок питания:
Сердцем блока питания является стабилизатор LT1083, который позволяет получить ток до 8А.
Диоды должны иметь запас по току, в проекте использовались диоды MUR860.
Если использовать LM317 и TIP2955, то можно получить ток до 15А.
Печатная плата разработана таким образом, что силовая и сигнальная земля объединены только в одной точке, Это положительно сказывается на качестве звучания.
Резисторы 20кОм и 1кОм с допуском 0,1%. Выходные резисторы 1Ом 3 Вт пришлось заменить на шесть резисторов 0.5Вт 1% 1Ом в параллель, так как найти резистор 3Вт с допуском в 1% практически невозможно.
Входной конденсатор 1мкФ должен быть высокого качества, например в этом проекте был использован Auricap 450V 1uF.
Конденсаторы ВЧ фильтра 47 пФ и 220пФ - слюдяные с обкладками, металлизированными серебром(silver mica capacitor)
В источнике питания используются Blackgate 1000мкФ 50В.
С2 и С6 Blackgate 100мкФ 50В. Для достижения лучшего результата, используйте неполярные конденсаторы. У меня неполярный Blackgate просто не вписался на плате.
680Ом + 470пФ устанавливается непосредственно на аудио разъём. Это необходимо для фильтрации помех до того как они попадут на плату усилителя.
Конденсаторы С11 и С13 0.1uF WIMA припаяны непосредственно на контактах LM3886 на нижнем слое печатной платы. Это помогло удалить некоторые высокочастотные шумы.
LM3886 установлены на алюминиевую пластину, к которой крепятся 3 компьютерных радиатора. Для улучшения теплопроводности использовалась термопаста Arctic Silver.
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
На схеме микросхема, два входных конденсатора и один фильтрующий. Фильтрующий конденсатор указан с минимальной емкостью 2200 мкФ, но лучшем решением будет взять 4 таких конденсатора и запараллелить, так вы обеспечите более стабильную работу усилителя на низких частотах. Микросхему нужно обязательно устанавливать на радиатор, чем больше, тем лучше.Сборка простого усилителя
Также можно увеличить в схеме число компонентов, повышающих надежность при эксплуатации, но не принципиально.
Тут добавилось ещё пять деталей, объясню для чего. Два резистора на 10 К Ом уберут фон, если к схеме идут длинные провода. Резистор 27 К Ом и конденсатор 47 мкФ дают плавный пуск усилителя без щелчков. А конденсатор 220 пF отфильтрует высокочастотные помехи идущие по проводам питания. Так что я рекомендую доработать схему этими узлами, лишним не будет.
Хочу ещё добавить, что усилитель развивает полную мощность только на нагрузке 2 Ома. На 4 Ом будет где-то порядка 25 Вт, что тоже очень неплохо. Так что нашу советскую акустику раскачает.
Низковольтное, однополярное питание дает дополнительные плюсы: использование в автомобильной акустике, дома же можно питать от старого компьютерного блока питания.
Минимальное количество компонентов позволяет встраивать усилитель в замен старому, вышедшему из строя, на микросхеме других марок.
Микросхема LM1875 это высококачественный монофонический усилитель мощности низкой частоты, отдающий в нагрузку 25 Ватт. Выходной каскад работает в классе АВ. LM1875 отличается высокими звуковыми параметрами. Динамический диапазон – 90 дБ. нелинейные искажения – 0.015%, полоса воспроизводимых частот 20 – 20000 Гц. Микросхема предназначена для использования в бытовых аудиосистемах, для питания широкополосной акустики или маломощного сабвуфера.
Популярны две стандартные схемы включения LM1875. Типовая – она описана в даташите на микросхему и мостовая. Усилитель на двух LM1875 включенных по мостовой схеме способен развивать до 50 Ватт на выходе.
В этот раз мы предлагаем вам собрать усилитель по стандартной схеме. Маленькая печатная плата, минимальное количество деталей, высокое качество звука – настоящий Gainclone. Дополнительно на плате установлен диодный мост и два электролитических конденсатора большой емкости. Для питания вам нужно будет только подключить трансформатор с двумя обмотками, по 18В каждая.
Технические характеристики
Напряжение питания ±8В … ±25В
Выходная мощность 25Вт
Коэффициент нелинейных искажений при 20Вт* 0.015%
Отношение сигнал/шум 90Дб
*После 20Вт у LM1875 её довольно низкий коэффициент гармоник резко возрастает, поэтому 20Вт это значение максимальной выходной мощности для качественного усилителя.
Схема подключения
Внешний вид
Схему, проект в KiCad можно скачать в разделе техническая документация.
Это открытый проект! Лицензия, под которой он распространяется – Creative Commons - Attribution - Share Alike license. Проект выполнен в KiCad. Любые файлы доступны для скачивания.
Усилитель LM386. Применение данной микросхемы будет оправдано при изготовлении небольших устройств с низким напряжением питания, например, усилитель для , карманных и т.д.
Простота применения LM386 обусловлена применением всего нескольких внешних деталей, позволяющих получить полноценный усилитель.
Микросхема LM386 представляет собой усилитель мощности для усиления слабых аудиосигналов при низком напряжении питания. Хотя по умолчанию коэффициент усиления LM386 установлен на уровне 20, он с успехом может быть увеличен почти в 10 раз, то есть до 200 путем подключения внешних элементов, а именно и к выводам 1 и 8.
Вход микросхемы LM386 работает относительно земли, в то время как выход автоматически смещен к половине напряжения питания.
Функциональная схема LM386
Назначение выводов микросхемы LM386
Размеры LM386
Усилитель LM386 выпускается в четырех модификациях. Первые три из них, а именно: LM386 N-1, N-2, N-3, обеспечивают очень низкое искажение и хорошо работают при напряжении питания в диапазоне от 4 до 12 вольт постоянного тока.
Четвертый тип, LM386 N-4 работает с рабочим напряжением от 5 до 18 вольт постоянного тока. Это крайние значения питающего напряжения, за пределами которого усилитель либо перестает работать, либо перегревается и выходит из строя.
- Ток покоя (потребление тока, когда усилитель находится в режиме ожидания) составляет около 4 мА.
- Максимальная выходная мощность LM386 около 1,25 Вт при использовании динамика на 8 Ом.
- Коэффициент усиления по напряжению составляет от 20 до 200 (от 26 дБ до 46 дБ соответственно).
- Пропускная способность: 300 кГц при работе от 6 вольт питания
- Низкий уровень искажений: 0,2%
- Широкий диапазон напряжения питания: 4…12В или 5…18В
Схемы включения усилителя LM386
На рисунке ниже показано типовое включение микросхемы LM386 из datasheet. В данном случае коэффициент усиления схемы ограничено до 20, поскольку к выводам 1 и 8 не подключены внешние элементы.
Данный коэффициент усиления (20) обеспечивается внутренними резисторами обратной связи на 1,35 кОм (к выводам 8 и 1) и 15 кОм (к выводам 1 и 5). к данным резисторам приводит к изменению коэффициента усиления.
Формула расчета коэффициента усиления
A = (2 x R (1-5))/ (150 + R (1-8))
Без каких-либо внешних компонентов усиление составляет 20:
А = 2 × 15000 / (150 + 1350) = 20
Конденсатор, подключенный между контактами 1-8 микросхемы, позволяет игнорировать резистор на 1,35 кОм, и следовательно коэффициент усиления будет:
А = 2 × 15000/150 = 200
Выход микросхемы подключен к громкоговорителю с помощью конденсаторного фильтра, который обычно используется в линейных усилителях. на входе используется для настройки желаемого уровня громкости.
Вторая схема показывает, как можно повысить коэффициент усиления выше базовой установки (20) вплоть до 200 путем добавления конденсатора к контактам 1 и 8 микросхемы. Емкость конденсатора не должна превышать 10 мкФ.
Подбор коэффициента усиления в диапазоне от 20 до 200 может быть осуществлен, в том числе и с применением переменного резистора на 4,7 кОм, подключенного последовательно с конденсатором.
Избыток смещения может быть уменьшен путем соединения неиспользуемого вывода резистора с землей. Однако все вопросы смещения отпадают если активный вход соединен через конденсатор.
В варианте с коэффициентом усиления 200, необходимо соединить вывод 7 с помощью конденсатора емкостью 0,1мкФ с минусом питания для поддержания стабильной работы и предотвращения нелинейных искажений.
Простой, но интересный усилитель басов может быть получен путем подключения цепи из резистора и конденсатора к выводам 1 и 5
(211,2 Kb, скачано: 3 173)