Даташит tda7293 pdf datasheet

↑ Введение

Усилитель MF1 — давно обещанный результат моей разработки в области токового управления — инвертирующий полу-ИТУН с F-образной гибридной ООС. Включает в себя как ОС по напряжению, так и по току. Ураганное, чистое и динамичное звучание. Основа — популярная микросхема TDA7294 или любая из семейства, однако схемотехника может использоваться и с любой другой.

— Ураганное, динамичное и собранное звучание— Полный контроль работы динамика— Уникальная схемотехника, сочетающая в себе лучшие веяния в достижении живого звучания— Схемотехническая надежность даже в самых экстремальных режимах— Доступность к повторению. Основа — популярная ИМС TDA729x— Уникальная топология печатной платы, позволяющая собрать не менее 4 разных вариантов усилителей, не меняя разводки.— Учтены все требования даже самых придирчивых критиков-аудиофилов.

Связанные материалы

Даташит TDA7294 pdf datasheet…
100В — 100Ватт DMOS аудио усилитель с цепями MUTE/ST-BY TDA7294 монолитная микросхема в корпусе…

Переделка усилителя «Романтика 15-120С» на TDA7293 + клипдетектор…
Пылилась у меня старенькая «Романтика 15-120С». Внешнее состояние почти идеальное, а вот с…

Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Титце У., Шенк К….
Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем.-М.: Мир,…

Практическая схемотехника. 450 полезных схем радиолюбителям. Книга 1. Шустов М.А….
Практическая схемотехника. 450 полезных схем радиолюбителям. Книга 1. Шустов М.А. Издательство:…

Полный усилитель на микросхемах. Часть 5-3. Усилитель в режиме ИТУН…
Не мечтай, действуй! Незабываемый кадр из незабываемого фильма. Сейчас Марти МакФлай вжарит!!! В…

CD-проигрыватели. Схемотехника. Ю.Ф. Авраменко…
CD-проигрыватели. Схемотехника В книге систематизировано изложены основные принципы и базирующиеся…

Мой усилитель «Mad Feedback 1» на TDA7294 в корпусе…
Наверное, любой радиолюбитель знаком с микросхемой TDA7294: простая схема, хорошее качество звука,…

Автомобильный аудиоусилитель с инвертором напряжения и отключаемым ФВЧ…
Авто звук — дело сугубо личное и не всем понятное. Но мне нравиться ковыряться в машинах,…

Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения. Книга З. Шустов М.А….
Практическая схемотехника. Преобразователи напряжения. Книга З. Шустов М.А. Издательство: Альтекс-А…

Даташит TDA7293 pdf datasheet…
120В — 100Ватт DMOS аудио усилитель с цепями MUTE/ST-BY TDA7293 монолитная микросхема в корпусе…

Полный аудио усилитель на TDA7293. Итоги…
Привет! Продолжаем разговор, начатый в предыдущих статьях «TDA7293 и LM3886 — две пары кирпичиков…

Гитарный преамп Tomato — исправленная печатка. Tomato updated pcb. Обновлено….
Маленькая заметочка в стиле «возвращаясь к напечатанному» для устранения замеченных ошибок. В…

Аналоги

Какая микросхема лучше для усилителя звука tda7294 или tda7293? Данный вопрос встречается часто при поиске аналогов, так как эти две TDA можно назвать взаимозаменяемыми (главное условие – питания схемы не более 40 В). Основные параметры у них особо ничем не отличаются.

Вместе с тем, tda7293 имеет чуть лучше характеристики по максимальному питающему напряжению и выходной мощности. В ней доработаны функции вольтодобавки и клип-детектора. Реализована возможность параллельного соединения для умощнения. Но, несмотря на эти плюсы, некоторые радиолюбители считают её более глючной и менее надёжной в использовании.

Принципиальная схема преобразователя напряжения

Преобразователь блока питания усилителя (рис. 2) построен в основном на микросхеме КР1114ЕУ4 — импортный аналог TL494CN фирмы Texas Instruments. Подробное описание микросхемы можно найти в , ее блок-схема показана на рис. 3.

Рис. 2. Принципиальная схема мощного преобразователя напряжения для автомобильного УМЗЧ.

Она включает в себя широтно-импульсный модулятор (ШИМ) и цепи управления им. Микросхема предоставляет широкие возможности по управлению длительностью выходных импульсов. Так как микросхемы TDA7294 имеют собственные узлы защиты, отпадает необходимость их использования в самом блоке питания.

Микросхема КР1114ЕУ4 может работать как в двухтактных, так и в однотактных преобразователях; режим работы задается по входу OTC (вывод 13). В этом блоке питания вывод 13 подключен к источнику образцового напряжения +5 В и преобразователь работает в двухтактном режиме

Скважность импульсов может меняться в широких пределах

Рис. 3. Блок-схема микросхемы КР1114ЕУ4 (TL494CN).

Выходы микросхемы можно подключить непосредственно через резисторы R16, R17 к базам мощных биполярных транзисторов VT1 и VT2 преобразователя благодаря большому предельному значению выходного тока (до 200 мА).

Поскольку у микросхемы преобразователя имеются выводы коллекторов и эмиттеров выходных транзисторов (выводы 8-11), их возможно включить по схеме с общим эмиттером либо с общим коллектором, в зависимости от структуры транзисторов VT1 и VT2. В описываемом блоке с транзисторами структуры n-p-n применен второй вариант. При использовании в качестве ключей полевых транзисторов (n-канальных ПТ) следует удалить резисторы R18 и R19.

В микросхему КР1114ЕУ4 встроен собственный генератор пилообразных импульсов. Элементы R8, С8 являются времязадающими, и частоту генерации можно определить по формуле 1 = 1/(R8С8). При работе в двухтактном режиме частота автогенератора микросхемы должна быть вдвое выше частоты на выходе преобразователя. Для указанных на схеме номиналах времязадающей цепи частота генератора — около 160 кГц, а частота импульсов на выходе — примерно 80 кГц

Стабильность работы преобразователя в широком диапазоне напряжения питания обеспечивает встроенный источник образцового напряжения (вывод 14) +5 В. Цепь R9С7 обеспечивает после включения питания плавное увеличение ширины выходных импульсов блока и мощности в нагрузке.

Диод VD1 предотвращает выход из строя блока при обратной полярности напряжения питания; в этом случае перегорит лишь предохранитель FU1.

Блок питания имеет стабилизацию напряжения на нагрузке благодаря обратной связи. Она осуществляется через резисторы R10-R15 с каждого плеча выпрямителя.

Эти резисторы образуют два делителя напряжения, через которые часть напряжения с выхода блока питания поступает на усилители ошибки (выводы 1,15) В качестве эталона напряжения, с которым сравниваются выходные напряжения блока питания, используется источник образцового напряжения (ИОН). Выходы усилителей ошибки внутри DA1 соединены вместе через диоды.

Вывод 3 предназначен для местной обратной связи, ограничивающей коэффициент усиления усилителей. В этом блоке вывод 3 использован для запуска преобразователя, а усилители работают как компараторы. С импульсного трансформатора Т1 напряжение выпрямляется диодами VD2-VD5 и сглаживается конденсаторами С11- С14.

Для уменьшения мощности рассеивания на микросхемах УМЗЧ DA1 и DA2 и увеличения максимальной выходной мощности усилителя нужно правильно выбрать выходное напряжение преобразователя, исходя из сопротивления нагрузки.

Данный УМЗЧ рассчитан на работу совместно с нагрузкой 4 Ом в режиме “Стерео” и с нагрузкой 8 Ом в мостовом режиме. Рекомендуемое фирмой-изготовителем значение напряжения питания DA1, DA2 при заданном сопротивлении нагрузки составляет ±25…27 В, на это напряжение и рассчитан импульсный преобразователь.

Установка микросхемы TDA7294

В зависимости от применяемой микросхемы на плате устанавливается перемычка в нужной позиции.

Установка перемычки TDA7294 или TDA7293

Если перемычка установлена в положение TDA7293, то пустую квадратную контактную
площадку с надписью TDA7294
можно залить припоем.

Заливка контактной площадки

Так будет совсем-совсем немного, но лучше.

Микросхема должна быть установлена на радиаторе площадью не
менее 700 квадратных сантиметров. При установке микросхемы на радиатор
необходимо использовать термопасту. Радиатор должен свободно охлаждаться
воздухом.

Важно! Корпус
микросхемы соединен с минусом источника питания, поэтому, чтобы избежать
короткого замыкания источника питания, надо либо устанавливать микросхему через
изолирующую прокладку (и изолировать винт, которым микросхема крепится к
радиатору), либо надежно изолировать радиатор от корпуса. В первом варианте микросхема охлаждается немного хуже

Во втором есть возможность случайно замкнуть радиатор, находящийся под напряжением, на корпус

В первом варианте микросхема охлаждается немного хуже. Во втором есть возможность случайно замкнуть радиатор, находящийся под напряжением, на корпус.

Поступайте так, как вам удобнее.

На один радиатор можно установить несколько микросхем, при
этом площадь радиатора увеличить в столько раз, сколько микросхем на него
установлено.

Крепить плату к радиатору можно просто прикрутив к нему микросхему. Этот способ применим, если на плате не используются тяжелые экзотические компоненты и если при эксплуатации усилителя отсутствует вибрация. Пример такого крепления платы в корпусе усилителя показан на странице Четырехканальный усилитель.

Габариты платы и присоединительные размеры показаны на
рисунке. Фланец микросхемы выступает за габариты платы на 1…2 миллиметра в
зависимости от того, как микросхема сориентирована при пайке.

Для более надежного крепления можно использовать специальное крепежное отверстие под винт с резьбой М3. Это отверстие изолировано от схемы.

Все о микросхемах TDA7293 / TDA7294

Усилители на микросхеме TDA7294, TDA7293 довольно популярны. Но форумах часто встречаются и сообщения о том, что они (микросхемы) плохие, плохо работают и часто горят. Я считаю, что 95% проблем с микросхемой вызвано либо “кривыми” руками тех, кто ее использует, либо их недостатком знаний, вызывающим ошибки (эта цифра 95% возникла не на пустом месте, а из анализа сообщений на форумах за последние 2-3 года). Однако, мне пришлось и самому столкнуться с некачественными микросхемами.

Поэтому я провел некоторое “расследование” в этой области, и вот что выяснилось:

1. Мне попался экземпляр микросхемы, самовозбуждающийся на ВЧ. Без нагрузки работает все ОК. В частотном диапазоне от 10 Гц до 100 кГц, при выходных амплитудах от 0,05 до 22 Вольт. Ограничение наступает чистенькое (я всегда в новых устройствах подключаю генератор и осциллограф и смотрю это все). Одако, при подключении нагрузки и выходном напряжении больше 0,5 В на отрицательной полуволне сигнала возникает ВЧ генерация – “звон” (на глаз 50-80 кГц, не мерял). Источник питания хороший, на него грешить нельзя. Кроме того, я всегда ставлю прямо на плату развязывающие конденсаторы в цепи питания не менее 0,47 мкФ, и электролиты не менее 470 мкФ. Так что со стороны питания никакого подвоха.Вылечилось это очень просто – установкой цепочки из последовательно соединенных резистора 10 Ом и конденсатора 0,1 мкФ 63В, идущих с выхода микросхемы на землю (я теперь ее ставлю во все схемы, и она предусмотрена на моей плате – ведь хуже не будет, даже если она не нужна). Но на душе осадок неприятный – производителем эта цепочка не предусмотрена, значит и без нее все должно хорошо работать (и у меня много микросхем работали как часы).

2. Еще в одном экземпляре микросхемы “звон” вообще не удалось победить.

3. По отзывам в Интернете грамотных людей (у которых руки 100% нормальные), существует много изначально в той или иной степени “кривых” микросхем.

Судя по всему, структура микросхемы оказалась легко воспроизводимой, и кто-то ее делает в весьма “упрощенном” виде. Эту продукцию из-за ее дешевизны к нам и везут.

Кроме того. В этой микросхеме изначально заложена небольшая бомба. Дело в том, в микросхемах для изоляции широко применяют n-p переходы. Т.е. изолятор – это обратно смещенный диод, не проводящий ток. Так вот, этот набор n-p переходов в определенном месте микросхемы TDA7294 (выходные транзисторы усилителя напряжения) образует структуру, эквивалентную тиристору. При подаче на него напряжения определенной величины, тиристор открывается, и начинает этот ток пропускать. Причем, закрываться тиристор сам не умеет, поэтому ток через него перестает течь только тогда, когда микросхема вся сгорит! 

В нормальных качественных микросхемах напряжение открывания этого тиристора велико, и все работает ОК (то есть, тиристор просто вообще никогда не открывается). А вот в “левых”, где видимо сэкономили на толщине перехода, оно небольшое. И при резком повышении напряжения при включении (особенно при плохом блоке питания), тиристор открывается, и микросхема выходит из строя.

Надо сказать, что мне такие микросхемы не попадались. Или из-за того, что я использую достаточно хорошие источники питания, паразитный тиристор не открывался? Так что практического подтверждения открыванию паразитного тиристора у меня нет.

 Точно также есть опасность спалить микросхему по этой причине (паразитная тиристорная структура) при раздельном питании. В этом случае необходимо одновременно подавать на микросхему сразу четыре напряжения, и тут еще больше шансов неугодить этому паразиту-тиристору.

Это все не значит, что микросхема однозначно плохая, и все вообще ужасно! То количество брака, с которым сталкивался я сам – не такое уж и большое. Поэтому не стОит бояться! Все свои схемы я стараюсь разрабатывать так, чтобы дать минимум шансов всем “вредным” микросхемам.

У меня еще ни одна не сгорела!!!

↑ Звучание усилителя MF1

О звучании отдельно было написано во вступительном слове статьи, однако следует поделиться и более конкретными ощущениями от прослушивания. Первое слово, которое приходит на ум при прослушивании — ураганное звучание. Это, пожалуй, наиболее точное слово. Усилитель без проблем переваривает сложнейший в плане динамики материал. Играет стремительно и неудержимо, но при этом достаточно деликатно.

Сразу всплывает вопрос — а вообще куда делось замыленное электронное звучание TDA7294? Отдача баса просто изумительна. Он, правда, не столь глубок и раскатист, как, скажем у Quad 405 или ламповиков, зато проработка и атака просто поразительны — как выстрел, ни малейшей задержки, ни малейшего намека на затягивание фронта.

Вокал наконец прослушивается открыто и приятно, заполняя звуком все пространство. Вообще вокал и высокие частоты — конек токового управления. Переданы все нюансы и полутона, не упущена ни одна деталь, отклик АС скомпенсирован, поэтому также исчезает весь сопутствующий шум и грязь, и музыка передается в кристальном, первозданном виде.

Пройдемся по моим любимым тестовым композициям:

Alegria (Toyota business car) — сочная металлическая электроника, вокал энергичный, нет характерной хрипотцы, которую, как правило, передают низкокачественные УМЗЧ. Вокал звучит завораживающе, вызывая характерные мурашки по спине.

Away From Me (Evanescence) — уже первые ноты говорят о качестве проработки сверхнизких частот, вступление накрывает волной, из которой вдруг материализуется пронзительно-наполненный вокал, каким ему и положено быть.

Yeah! (Usher) — сабвуфер на 75ГДН, на который нагружен усилитель для этого трэка, вдруг взрывается сочными реперскими ударами. Почему-то начинают звенеть стекла в книжной полке и что-то покрытое толстым слоем пыли на шкафу.

Eternal (Evanescence) — характерный тест на передачу нюансов средне-высокочастотного спектра. Четко слышен звук каждой отдельной капли дождя, капли, падающие на землю легко отличимы от тех, что падают на металлическую крышу. Только что цвет крыши непонятен.

Шествие Гномов (Григ) — отлично раскрывает динамический диапазон. В трэке как минимум 3 основных уровня громкости. Усилитель перескакивает с оного на другой с такой стремительностью, что не верится, что слушаешь одну и ту же композицию. Настолько вкрадчивое, на пределе слышимости вступление далеко от сочной шумовой атаки, следующей за ним.

Типовое включение

Типовую схему включения на tda7294 можно взять из технического описания в datasheet.  Контакты VM и VSBY подключают к положительному выводу +V_S. Если питание на них отсутствует или меньше 1,5 В – устройство выключено. В случае увеличения напряжения более 3,5 В микросхема выходит из энергосберегающего состояния (StandBy) и тихого режима (Mute).

Данную конструкцию можно собрать используя изображенную на рисунке элементную базу.  Вместе с тем, любителям глубоких низких частот, её следует незначительно доработать. Ниже приведены рекомендации по выбору конденсаторов и резисторов, которые помогут получить более качественное звучание.

На место С1 целесообразно установить металлизированные плёночные конденсаторы не менее 0,33 мкФ. Чем больше ёмкость, тем лучше будут звучать басы. C2 должен быть на 50 В и не менее 22 мкФ. На форумах рекомендуют ставить 220 мкФ. C3,C4 (на 50 В) задают время включения. Примерно такое же назначение у резисторов R4 и R5, их номиналы лучше оставить на 10 и 22 кОм соответственно.

ПОС конденсатор С5 имеет место только при превышении источника питания более 40 В. На схеме он указан 22 мкФ, но лучше ставить 220 мкФ x 50 В. Это также будет способствовать  появлению хороших низких част.

С7, C9 это плёночныё кондеры на 0,33 мкФ. C6 и С8 можно не ставить. Резистор R1 определяет входное сопротивление. R2 и R3 (их соотношение R3/R2) задают коэффициент усиления.

↑ Схема усилителя MadFeedback1 (MF1)

Рассмотрим схему действия поподробнее. Сигнал со входа IN поступает через проходной конденсатор C1 на низкоомное плечо обратной связи R1 R3, которое вместе с конденсатором C2 образует ФНЧ, препятствующий проникновению наводок и ВЧ шумов в звуковой тракт. Вместе с резистором R4, входная цепь создает первый сегмент ООС, Ку которого равен 2.34. Далее, если бы не токовый датчик R7, коэффициент усиления второй цепи задавался бы отношением R5/R6 и равнялся бы 45.5. Итоговый Ку был бы около 100. Однако, токовый датчик в схеме все-таки есть, и его сигнал суммируясь с падением напряжения на R6, создает частичную ООС по току. Выражение полного коэффициента довольно сложно, поэтому для удобства радиолюбителя пришлось аппроксимировать реальную зависимость достаточно простой функцией.

где kп — коэффициент приведения, зависящий от номиналов элементов цепи ООС

Ниже представлен график реального и расчетного (по вышеприведенной формуле) коэффициента усиления. При наших номиналах схемы kп=15.5, что дает результат удовлетворительной точности при сопротивлениях нагрузки выше 1 Ома.

Совершенно очевидно, что ни один здравомыслящий человек акустику с таким низким сопротивлением подключать к микросхемному усилителю не будет, однако вглядитесь, при коротком замыкании Ку практически уходит в ноль, а ведь последовательно динамику стоит еще и R7, который также ограничивает ток.

Характеристики усилителя при работе на нагрузку 4 Ома (ИМС TDA7294): — Рабочий диапазон частот, Гц 20—20 000 — Напряжение питания @4 Ом, В ±30 — Напряжение питания @8 Ом, В ±40 — Номинальное входное напряжение, В 0.6 действ. — Номинальная выходная мощность, Вт 73 действ. — Входное сопротивление, кОм 9.4 — THD при 70Вт, не более, % 0.3* — THD при 60Вт, не более, % 0.01**характеристики производителя

Однако следует заметить, что в данном случае напряжение питания рассчитанное, скажем, для 8 Ом нагрузки не придется снижать для работы на более низкоомную, т. к. выходной ток уже ограничен схемотехнически. К слову сказать, у одного из радиолюбителей поддельная микросхема, встроенная токовая защита которой не сработала, 2 минуты работала на полную мощность на короткое замыкание. Т. е. случайный бросок тока, который привел бы к гибели усилителя, фактически исключен.

Рассмотрим графики выходной мощности и выходного тока от сопротивления нагрузки для входного сигнала 0.6В.

Как видно из графика, клиппинг по мощности практически не возможен при увеличении нагрузки, чем страдают классические схемы, реализующие принцип Источника Тока, Управляемого Напряжением (ИТУН). Если там эквивалентное выходное сопротивление практически бесконечно, то в случае MF1 оно вполне реально ограниченно примерно на 10 Омах.

Что же мы получили в итоге? Мы получили неприхотливый усилитель со звучанием, характерным для ИТУН-а, без паразитных призвуков, мощное и динамичное, однако усилитель остался устойчив, легче переносит комплексную нагрузку фильтров АС и, кроме того, задранный Ку ИТУН-а на резонансной частоте ГД в предлагаемой схеме проявляется в гораздо меньшей степени.

Микросхема TDA7294 и ее особенности

TDA7294 – детище компании SGS-THOMSON Microelectronics, эта микросхема представляет собой усилитель низкой частоты AB класса, и построена на полевых транзисторах.

Из достоинств TDA7294 можно отметить следующее:

• выходная мощность, при искажениях 0,3–0,8 %:
  • 70 Вт для нагрузки сопротивлением 4 Ом, обычная схема;
  • 120 Вт для нагрузки сопротивлением 8 Ом, мостовая схема;
• функция приглушения (Mute) и функция режима ожидания (Stand-By);
• низкий уровень шумов, малые искажения, диапазон частот 20–20000 Гц, широкий диапазон рабочих напряжений — ±10–40 В.

Технические характеристики

Технические характеристики микросхемы TDA7294
Параметр	Условия	Минимум	Типовое	Максимум	Единицы
Напряжение питания		±10		±40	В
Диапазон воспроизводимых частот	Cигнал 3 dbВыходная мощность 1Вт	20-20000	Гц
Долговременная выходная мощность (RMS)	коэф-т гармоник 0,5%:Uп = ±35 В, Rн = 8 ОмUп = ±31 В, Rн = 6 ОмUп = ±27 В, Rн = 4 Ом	606060	707070		Вт
Пиковая музыкальная выходная мощность (RMS), длительность 1 сек.	коэф-т гармоник 10%:Uп = ±38 В, Rн = 8 ОмUп = ±33 В, Rн = 6 ОмUп = ±29 В, Rн = 4 Ом		100100100		Вт
Общие гармонические искажения	Po = 5Вт; 1кГцPo = 0,1–50Вт; 20–20000Гц		0,005	0,1	%
Uп = ±27 В, Rн = 4 Ом:Po = 5Вт; 1кГцPo = 0,1–50Вт; 20–20000Гц		0,01	0,1	%
Температура срабатывания защиты		145	°C
Ток в режиме покоя		20	30	60	мА
Входное сопротивление		100			кОм
Коэффициент усиления по напряжению		24	30	40	дБ
Пиковое значение выходного тока		10	А
Рабочий диапазон температур			70	°C
Термосопротивление корпуса				1,5	°C/Вт

Назначение выводов

Назначение выводов микросхемы TDA7294
Вывод микросхемы	Обозначение	Назначение	Подключение
1	Stby-GND	«Сигнальная земля»	«Общий»
2	In-	Инвертирующий вход	Обратная связь
3	In+	Неинвертирующий вход	Вход аудиосигнала через разделительный конденсатор
4	In+Mute	«Сигнальная земля»	«Общий»
5	N.C.	Не используется	–
6	Bootstrap	«Вольтодобавка»	Конденсатор
7	+Vs	Питание входного каскада (+)	Плюсовая клемма (+) блока питания
8	-Vs	Питания входного каскада (-)	Минусовая клемма (-) блока питания
9	Stby	Режим ожидания	Блок управления
10	Mute	Режим приглушения
11	N.C.	Не используется	–
12	N.C.	Не используется	–
13	+PwVs	Питания выходного каскада (+)	Плюсовая клемма (+) блока питания
14	Out	Выход	Выход аудиосигнала
15	-PwVs	Питания выходного каскада (-)	Минусовая клемма (-) блока питания

Обратите внимание. Корпус микросхемы связан с минусом питания (выводы 8 и 15)

Не забывайте про изоляцию радиатора от корпуса усилителя или изоляцию микросхемы от радиатора, установив ее через термопрокладку.

Также хочу заметить, что в моей схеме (как и в даташите) нет разделения входных и выходных «земель». Поэтому в описании и на схеме определения «общий», «земля», «корпус», GND следует воспринимать как понятия одного толка.

Отличие в корпусах

Микросхема TDA7294 выпускается двух видов – V (вертикальный) и HS (горизонтальный). TDA7294V, имея классическое вертикальное исполнение корпуса, первой сошла с конвейера и до настоящего времени является наиболее распространённой и доступной.

Комплекс защит

Микросхема TDA7294 имеет ряд защит:

• защита от перепадов напряжения питания;
• защита выходного каскада от короткого замыкания или перегрузки;
• тепловая защита. При нагреве микросхемы до 145 °С включается режим приглушения (Mute), а при 150 °С включается режим ожидания (Stand-By);
• защита выводов микросхемы от электростатических разрядов.

↑ Идея? Целая идеология!

Хочу начать с того, что сама идея данного усилителя пришла ко мне далеко не спонтанно. Скорее она стала результатом анализа наиболее интересных в плане звучания схемотехнических решений, существующих на сей день. Сразу оговорюсь, по результатам сборки множества схем, я для себя вывел собственную философию в конструкциях звукоусиления.

Во-первых, я не гонюсь за линейностью. Иногда даже нарочно ее избегаю. Во-вторых, мне не нравится идеально точный, стерильный, выхолощенный звук. Намного интереснее создавать усилители с характером, звучание которых приятно и узнаваемо с первых нот. Четные гармоники? Пусть! Неидеально ровная АЧХ? Плевать. Главное — чтобы нравилось.

Увы, такой подход приходится где-то урезать, если хочешь быть услышанным широкой общественностью. Схемотехника усилителя, предлагаемого в данной статье, призвана примирить множество разнообразных групп убежденных сторонников того или иного подхода.

Итак, рассмотрим постулаты современного виденья схемотехники бюджетных несложных УМЗЧ.

1. Усилитель реализован по принципу мощного ОУ с ОООС, будь то дискрет или микросхема. В данном случае для наиболее широкого круга радиолюбителей будет доступна именно мощная микросхема распространенной линейки.
2. Инвертирующее включение, несомненно, более линейно, устойчиво и просто лучше звучит.
3. Для повышения входного сопротивления в инвертирующем включении рационально применять Т-образную ООС.
4. ИТУН реализуется на МС просто, а звучит, несомненно, намного лучше классических схем с ООС по напряжению. Однако основная сложность — работа на многополосные системы с разделительными фильтрами и усугубление ситуации неравномерности АЧХ динамика на резонансной частоте. Также нельзя не отметить подъем усиления на ВЧ, что сразу отпугивает многих энтузиастов.
5. Земля на плате должна быть разведена, несомненно, звездой, а все электролиты зашунтированы пленкой или керамикой.

И, что самое интересное, при всем при этом схема должна быть проста для сборки широким кругом радиолюбителей. Честно говоря, меня поначалу пугала перспектива объединить все требование воедино, не наворочив при этом сложных повторителей, компенсаторов и критических цепей.

Но чем дольше размышлял, тем реальнее казалась эта идея. Оформилась она в следующую мыслеформу — новый УМ должен сочетать в себе как ООС по току, так и по напряжению. Чистая ООС по току недопустима, т. к. резко сужает выбор используемых АС, но и отказываться от нее не стоит. Коэффициент усиления должен быть не прямо пропорционален сопротивлению нагрузки, а, скажем, пропорционален корню из импеданса. При этом схема должна быть, несомненно, инвертирующей, с достаточно высоким (насколько это реально) входным сопротивлением. Не стоит забывать и об источнике сигнала. К нему не должно предъявляться каких-либо особых требований.

↑ Схема усилителя должна быть проста и универсальна

Для построения усилителя мощности была выбрана популярная, но мною лично не любимая микросхема TDA7294 производства SGS-Thomson. Поводом к такому отношению стали частые отказы и обилие поддельных микросхем. Однако потом выяснилось, что в смерти ИМС повинны мои собственные кривые руки, которые обеспечили явно завышенное питание и не заземлили радиатор. Это обязательное условие стабильной работы микросхемы. Она боится статики —  ее надо изолировать от радиатора, а радиатор обязательно заземлить на среднюю точку питания.

Достаточно долгие построения и моделирования в Multisim 2001 позволили создать цепь обратной связи, воплощающую все эти, казалось, несовместимые требования.

Итак, перед вами схема «бешенной» обратной связи, MadFeedback1 (MF1) .

↑ Перейдем к решению технологических вопросов

Многих смущает питание и надежность цепей mute и stby. Согласитесь, держать на одном тумблере два полюса питания просто опасно, особенно если тумблер более чем бюджетный. Не одна микросхема вышла из строя из-за таких фокусов. Об обеспечении надежности этого узла я также позаботился, разведя прямо на печатной плате параметрический стабилизатор на 12В, представленный на рисунке.

Стабилизатор

От него питаются сервисные цепи микросхемы. В качестве выводов установлен трехштырьковый джампер. Это позволило решить сразу несколько задач:

— Если управление микросхемой не нужно, он просто фиксируется в положении Play!, усилитель постоянно находится в разблокированном состоянии и готов к работе ежесекундно.— Если в многоканальном усилителе длительно не используются, скажем, тыловые каналы, можно перекинуть джампер в положение Mute, при этом заблокируются входные и выходные каскады микросхемы и ее потребление снизится до микроскопических дежурных токов.— К джамперу можно подключить внешний ON-ON тумблер, такой, например, как доступный MTS102.

На схеме также представлен пример индикатора включения микросхемы, собранный на элементах R14 LED1. R14 выступает источником тока примерно в 5мА для светодиода LED1, который зажигается в положении Play! и погасает в режиме Mute. Кроме того, даже при неисправности тумблера и замыкании его контактов +Uп-Земля, ничего страшного не произойдет, поскольку ток ограничен резистором R11 на безопасном уровне. Емкости C11 C12 увеличены вдвое по сравнению со штатными для обеспечения большей задержки при включении и предотвращении щелчка в АС даже при длительном заряде силового блока питания.

Устройство запуска для преобразователя

В показанной на рис. 2 схеме блока питания для его включения нужен достаточно мощный переключатель. Зачастую такой способ включения оказывается неудобным или же неприемлемым. На рис. 4 показана схема устройства автоматического управления запуском преобразователя.

Она обеспечивает включение УМЗЧ при подаче на резистор R20 постоянного напряжения более 1 В или при подаче на конденсатор С15 звукового сигнала с действующим значением напряжения не менее 0,6 В.

Рис. 4. Cхема устройства автоматического управления запуском преобразователя.

Первый вариант можно использовать, если автомагнитола имеет выход для управления внешними устройствами, например, электрической выдвижной антенной. Пригоден и другой вариант, если в автомобиле установлен сабвуфер.

Тогда конденсатор С15 подключают к одному из выходов УМЗЧ автомагнитолы, и теперь усилитель будет автоматически включаться при выходной мощности автомагнитолы более 0,15.. 0,2 Вт и отключаться при меньшей.

Недопустимо подключать к магнитоле одновременно два входа, так как это может вывести ее из строя. Конденсатор С16 одновременно сглаживает пульсации переменного напряжения и задерживает отключение усилителя после исчезновения сигнала на входе (с задержкой около 30 с). Диоды VD7, VD8 предотвращают влияние цепи включения на работу ШИ-модулятора.

Также они устанавливают порог напряжения на коллекторе VT3, при превышении которого длительность импульсов на выходе DA3 начнет плавно сокращаться и при достижении 4 .4,5 В блок питания отключится.

Технические параметры

Технические характеристики TDA7294 позволяют получить максимальную мощность до 100 Вт, при сопротивлении в цепи нагрузки от 4 до 8 Ом. Этому способствуют полевые транзисторы, установленные в её предварительном и выходном каскадах. Устройство славится низким уровнем собственных искажений и шумов, работает в широком диапазоне частот и питающих напряжений.

Максимальные параметры

Рассмотрим максимальные значения предельно допустимых режимов эксплуатации TDA7294:

• напряжение питания (без сигнала) V_S = ± 50 В;
• пиковый выходной ток I_O = 10 А;
• мощность рассеивания (при T_case=70 ОС) P_tot = 50 Вт;
• диапазон рабочих температур от 0 до 70 ОС;
• температура: кристалла Tj до +150 ОС; при хранении до +150 ОС.

Стоит учитывать, что поданные на микросхему 50 В являются критическими и могут вывести её из строя. Поэтому не стоит экспериментировать с такими величинами, если нет желания спалить устройство. Оптимальным напряжением при нагрузке в 4 Ом считается ±27 В, а для 8 Ом не более ±35 В.

Для использования на мощности более 10 Вт, необходимо предусмотреть радиатор. Если не заморачиваться с расчётами, то его можно взять из старого компьютерного блока питания. В любом случае, чем он больше тем лучше. Ставить нужно через слюдяную прокладку. Дополнительно можно установить вентилятор, предусмотрев при этом выход для воздуха.

Отдельно нужно сказать про выбор источника напряжения. Чтобы устройство выдавало заявленные 100 Вт для воспроизведения музыки, достаточно будет блока питания мощностью от 110 Вт. На многих форумах советуют брать с запасом на 250 Вт. C таким БП данная TDA справится и c чистым синусоидальным сигналом.

Электрические параметры

Значения электрических параметров TDA7294 получены производителем при следующих режимах измерения: напряжение питания V_S = ± 35 В, сопротивлении нагрузки R_L = 8 Ом, температуры воздуха T_amb=25 ОС, рабочая частоты f=1 кГц. Они справедливы если в графе «условия» не указано иных величин.