набір NM2045

Кожен радіоаматор напевно в своїй практиці стикався з виготовленням підсилювачів електричних сигналів низькою (звуковий, 15 … 20000 Гц) частоти. Підсилювачі, у яких у вихідних каскадах в якості навантаження використовуються динаміки (перетворювачі електричних сигналів в звук), можна назвати аудіо підсилювача, так як вони посилюють не частоту, а потужність звуку. Всі вони будувалися за давно відпрацьованим схемами, наведеними в різній радіотехнічної літературі.

Будь-який підсилювач потужності звуку обов'язково містить вихідний каскад, побудований зазвичай на транзисторах. Транзистори можуть працювати в різних режимах. Залежно від характеру струму, що протікає через вихідний каскад, аудіопідсилювач діляться на три основні класи: клас «А», клас «В» і клас «АВ».

Для радіоаматорів, яким ще не доводилося стикатися з режимами роботи аудіопідсилювач, бажано ознайомитися з характеристиками цих режимів.

У режимі класу «А» струм в колекторному ланцюзі вихідного транзистора протікає протягом усього періоду підсилюється сигналу. Це найпростіші підсилювачі потужності. Вони використовуються в малопотужних схемах. Найпоширеніший варіант підсилювача, що працює в цьому режимі, це транзистор, включений за схемою з загальним емітером і навантаженням у колекторі.

У режимі класу «В» вихідний струм протікає протягом тільки одного напівперіоду підсилюється сигналу, а в режимі «АВ» – протягом часу навіть більшого, ніж один напівперіод. Вихідні каскади, що працюють в останніх двох режимах, побудовані, як правило, на двох транзисторах. Вони відкриваються як би поперемінно, що досягається подачею відповідної напруги між базою і емітером на кожен з транзисторів. В основному вихідні підсилювальні каскади працюють або в режимі «В», або в режимі «АВ».

Однак існує ще один режим роботи аудіопідсилювач, в основу якого покладено принцип широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) підсилюється звукового сигналу. Підсилювач, що працює в такому режимі, називається підсилювачем класу «D».

. Набір NM2045 якраз і дозволить зібрати потужний аудіопідсилювач Меляса «!)», який може працювати як в стереофонічному режимі, забезпечуючи вихідну потужність 80 Вт на опорі навантаження 4 Ом у кожному з двох каналів, так і в мостовому. В останньому варіанті виділяється на ^ навантаженні максимальна потужність складе 140 Вт на навантаженні 8 Ом! Цей Ісілітель добре зарекомендував себе для роботи на сабвуфер (пристрій, що створює НЧ ефекти звукової частоти). Аудіопідсилювач володіє високими експлуатаційними характеристиками, високою надійністю, ростотой у виготовленні, оптимальним співвідношенням ціна / якість.

Крім того, особливістю режиму роботи аудіопідсилювач класу «D» є їх надзвичайно високий коефіцієнт корисної дії (ККД). Наприклад, у хороших підсилювачів, що працюють в інших режимах, ККД рідко перевищує 65 … 70%. Саме ККД підсилювача показує, наскільки ефективно витрачається енергія джерела живлення підсилювача і не йде ця Ьергія на нагрів транзисторів кінцевого каскаду. ККД підсилювача, зібраного з набору NM2045, досягає 95%! Майже вся енергія йде в навантаження! Та й габаритні розміри такого підсилювача невеликі, тому що немає необхідності ставити радіатори охолодження на вихідні транзистори ^ навіть при досить істотною потужності вихідного сигналу (радіатори Є постійним атрибутом для підсилювачів класів «В» і «АВ»).

Технічні характеристики

Напруга живлення Un двуполярное [В] ± 15-30

Рекомендоване напруга живлення [В] ± 25

Максимальний вихідний струм [А] 8

Струм в режимі очікування [м А] 50

Струм в режимі «OFF» | мА] 0.5

Максимальна вихідна потужність у режимі «стерео» [Вт]:

До г – 0.5%, U n = ± 27 В, R "= 4 Ом 65

До г = 10%, U n = ± 27 В, R H – 4 Ом 80

Максимальна вихідна потужність у мостовому режимі [Вт]:

До г – 0.5%, U n = ± 25 В. R H = 8 Ом 120

До г – 10%, U n = ± 25 В, R H = 8 Ом 140

Коефіцієнт посилення [дБ]:

в режимі «стерео» 30

в мостовому режимі 36

ККД [%] 94

Діапазон відтворюваних частот [Гц] 20-20000

Примітка: «OFF» – режим зниженого енергоспоживання, в якому посилення сигналу неможливо; Кг – коефіцієнт гармонійних спотворень вихідного сигналу; R h – Активний опір навантаження підсилювача.

Опис роботи аудіо підсилювача класу «О»

Зовнішній вигляд плати аудіо підсилювача зі встановленими на ній елементами і електрична схема аудіо підсилювача показані на Рис. 1 і Рис. 2.

Рис. 1. Зовнішній вигляд аудіо підсилювача класу «D»

Принцип роботи підсилювача класу «D» полягає не в прямому посиленні аудіосигналу, а в посиленні сигналу прямокутної форми, ширина імпульсів якого промодульованих відтворюваної фонограл мій. При посилення імпульсного сигналу потужний крайовий каскад можна побудувати з використанням польових транзисторів, що працюють у ключовому режимі. Це, як уже говорилося, дозволяє підняти ККД всього УНЧ до 95% і максимально знизити теплові втрати.

Двоканальний аудіопідсилювач класу «D» складається з трьох конструктивно об'єднаних блоків – контролера на ІВ DA1, потужного кінцевого каскаду на ІВ DA2 і демодулятора (LC-фільтрів другого порядку: L5C36 і L6C37). Двуполярное напруга живлення подається на контакти XI (+), Х2 (загальний) і ХЗ (-).

Вхідний сигнал через попередній підсилювач надходить на ШІМ модулятор. На інший вхід модулятора надходять прямокутні імпульси високої частоти, що формуються генератором несушеі частоти. ШІМ модулятор виробляє модуляцію високочастотних імпульсів таким чином, що на його виході формуються прямокутні імпульси, ширина яких безпосередньо залежить від характеристик підсилюється сигналу (звідси і назва – Широтно-импуль-сная модуляція).

Рис. 2. Електрична схема аудіо підсилювача класу <D »

З виходу знімаються модульовані по ширині імпульси, несу щие, таким чином, інформацію про що підсилюється, сигналі. Ці імпульси надходять на крайовий ключовою підсилювач потужності далі на демодулятор, представляє собою LC-фільтр низьких частот, після якого відновлений (без високочастотної імпульсної складової) звуковий сигнал подається на гучномовець.

Контролер призначений для формування ШІМ-сигналу на робочій частоті 360 кГц з використанням вхідного аудіосигналу. Мікросхема DA1 містить два ідентичні каналу формування IIIIiM-сигналу, генератор робочої частоти та ланцюги керування потужним прикінцевим каскадом. ШІМ-сигнал подається на потужний крайовий ключовою каскад, побудований на мікросхемі DA2, посилюється і надходить на фільтри низьких частот L5C36 і L6C37, після чого на виходах підсилювача Х8-Х9 і XI1-Х10 або Х8-Х11 з'являється посилений сигнал звукової частоти.

Для того щоб підсилювач низької частоти функціонував в стереофонічному режимі, необхідно підключити джерело сигналу до контактів Х4 (-IN1), Х5 (+ IN1) і Х6 (-IN2), Х7 (+ IN2). Навантаження підключається до наступних контактів: Х10 (OUT1), XII (+ OUTl) n Х8 (-OUT2), Х9 (+ OUT2). Перемички J1 і J4 необхідно замкнути, в той час як перемички J2 і J3 повинні знаходитися в розімкнутому стані.

У мостовому монофонічному режимі джерело сигналу підключається до контактів Х4 (-IN1), Х5 (+ IN1) або Х6 (-IN2), Х7 (+ IN2). Навантаження потрібно підключити до контактів XII (+ OUT1) і Х8 (-OUT2). Необхідно розімкнути перемички J1 і J4. Перемички J2 і J3 необхідно з'єднати між собою так, щоб висновки 4 і 5 мікросхеми DA1 замкнулися з висновками 8 і 9 відповідно. Це робиться, використовуючи самостійно виготовлений шлейф.

За допомогою перемикача SW1 можна управляти режимами ON, MUTE, OFF підсилювача. Коли перемичка знаходиться в положенні 1, підсилювач переходить в стан ON, тобто в робочий стан, і готовий до використання. У положенні 2 – підсилювач переходить в режим MUTE (пауза). У цьому випадку на виходах аудіо підсилювача посилені їм звукові сигнали відсутні. Режим MUTE зручно використовувати при необхідності нетривалого вимкнення звуку. 11 нарешті, в положенні 3 відбувається перехід електронної схеми підсилювача в стан OFF (викл.). Режим зручний, якщо потрібно довго тимчасове відключення аудіо підсилювача. При активізації цього режиму струм, споживаний підсилювачем, не перевищує 0.5 мА.

Збірка аудіо підсилювача

Перед складанням підсилювача потужності класу «D» уважно ознайомтеся з наведеними на початку цієї книги рекомендаціями з монтажу електронних схем. Це допоможе уникнути псування друкованої плати та окремих елементів схеми. Перелік елементів набору наведено в Табл. 1.

Таблиця 1. Перелік елементів набору NM2045

Позиція

Характеристика

Найменування і / нли примітка

Кількість

С1 … С4, С7 … С10, С23 … С25, С27, С29, С32

0.22 мк <[)

SM D-конденсатор, настановний розмір 0805, поставляється па пакувальної стрічці

14

С5, С6

2200 мкФ, 50 В

Конденсатор, 018 мм

2

С11.С12

47 мкФ, 35 У

Конденсатор, 05 мм

2

С13, С15, С16, С22, С36, С37

0.47 мкФ

Конденсатор, 474 – маркування

6

С14, С19, С40, С41

1000 ІФ

Конденсатор, 102 – маркіронка

4

С17, С18, С38, С39

0.22 мкФ

Конденсатор, 224 – маркування

4

С20, С21

330 нФ

Конденсатор, 331 – маркіронка

2

С26

180 нФ

Конденсатор, 181 – маркування

1

С28, СЗО

0.015 мкФ

SM D-конденеатор, настановний розмір 0805, поставляється на пакувальній стрічці

2

C31.C33, С34, С35

560 пФ

Конденсатор, 561 – маркування

4

0Л1

TDA8929T

Мікросхема, корпус S024

1

DA2

TDA8927J

Мікросхема, корпус DBS17P

1

L1…L4

BL01RN1-A68

Дросель блокувальний, Muraia

4

L5, L6

30 м кГц

Дросель КІ Г на струм 3 А

2

Rl, R2, R4, R6, R8, R9

Юком

Коричневий, чорний, помаранчевий *

6

R3, R5

39 кОм

Помаранчевий, білий, помаранчевий *

2

R7

27 кОм

Червоний, фіолетовий, помаранчевий *

1

R10

1 кОм

Коричневий, чорний, червоний *

1

R11

200 кОм

Червоний, чорний, жовтий *

1

R12…R15

5.6 Ом

Зелений, синій, золотий *

4

R16. R17

24 Ом

Червоний, жовтий, чорний *

2

Продовження

Позиція

Характеристика

Найменування і / або примітка

Кількість

VD1

5.6 У

Стабілітрон, потужність 0.5 Вт

1

VD1

7.5 У

Стабілітрон, потужність 0.5 Вт

1

Х1 … ХЗ

l’I)500V-3×5

Затиск клемний, 3 контакти

1

Х4 … Х11

li 1)500V-2×5

Затиск клемний, 2 контакти

4

J1-J4

PLS-40

Роз'єм штирьовий, 2 контакти

4

SW1

PLD-80

Роз'єм штирьовий, (3×2)

1

 

 

Перемичка знімна (джампер)

3

 

BLS-2

Гнізда на кабель (2×1)

2

 

 

Відрізок 2-жілиюго шлейфу

5 см

А2045

62×73 мм

Плата друкована

1

* Кольорова маркування на резисторах.

Конструктивно підсилювач потужності виконаний на двосторонній друкованої плати. Місця розташування елементів на платі показані на Рис. 3. (Вид зверху) і Рис. 4. (Вид знизу).

Відформо висновки елементів, установіть елементи на плату та прп-паяйте їх висновки; при цьому спочатку інсталюйте малогабаритні, потім всі інші елементи. Технологія поверхневого монтажу SMD-koh- денсаторов має деякі особливості, обумовлені їх мініатюрністю. Процес пайки SMD-конденсаторів показаний на Рис. 5.

Після складання перевірте правильність монтажу, особливо уважно перевірте правильність установки електролітичних конденсаторів, після чого встановіть у потрібному положенні перемички J1 … J4 і перемикач SW1.

Для закріплення плати в корпусі по кутах плати є отвори 02.5 мм. Мікросхему крайового підсилювача DA2 при необхідності можна встановити на тепловідвід. Оскільки ККД аудіо підсилювача класу «D» складає 94%, то теплові втрати мінімальні навіть на помірній потужності. Площа і конструкція радіатора підбирається користувачем самостійно. Для підвищення надійності роботи мікросхеми при установці радіатора рекомендується використовувати теплопровідних пасту типу КТП-8.

При підключенні живлення зверніть увагу на його полярність. Не забудьте, що для живлення підсилювача необхідний двополярний джерело живлення +15 … 30 В. Неправильне підключення джерела живлення може привести до виходу з ладу транзисторів.

Рис. 3. Розташування елементів (вид зверху) на платі аудіо підсилювача

Рис. 4. Розташування елементів (вид знизу) на платі аудіо підсилювача

Правильно зібраний аудіопідсилювач не вимагає серйозної настройки, однак перед його експлуатацією необхідно виконати декілька простих операцій:

включити харчування;

проконтролювати струм споживання підсилювача в режимі спокою;

перевірити аудіопідсилювач в роботі.

Використання набору NM2045 економить час і позбавляє від рутинної роботи з пошуку необхідних компонентів і виготовлення друкованих плат. Набір комплектується заводський друкованої платою, усіма необхідними компонентами і докладною інструкцією по збірці і експлуатації.

При недостатньому рівні вхідного сигналу, що подається на аудіопідсилювач, необхідно використовувати попередній підсилювач звукового сигналу низької частоти. Зібрати його можна, наприклад, з набору NM2118. Для побудови сабвуфера добре підходять актив-

Рис. 5. Процес пайки SMD-конденсаторів

ний фільтр для сабвуфера NM2115 і блок обробки сигналу для сабвуферного каналу NM2117.

Вищевказані набори можна придбати в магазинах радіодеталей або на радіоринках.