Даташит tda7294. TDA7294: мощный усилитель звука для Hi-Fi систем

Что такое TDA7294. Какие характеристики у этой микросхемы. Как правильно собрать усилитель на TDA7294. Какие схемы включения существуют. Как подобрать компоненты для качественного звучания.

Характеристики и особенности микросхемы TDA7294

TDA7294 — это интегральная микросхема усилителя мощности звуковой частоты, разработанная компанией STMicroelectronics. Она обладает следующими ключевыми характеристиками:

• Выходная мощность: до 100 Вт на нагрузке 4 Ом
• Напряжение питания: ±10 В…±40 В
• Коэффициент нелинейных искажений: 0.5% при 50 Вт
• Диапазон воспроизводимых частот: 20 Гц — 20 кГц
• Отношение сигнал/шум: 100 дБ
• Встроенная защита от перегрева и короткого замыкания
• Режим энергосбережения Standby

TDA7294 выпускается в корпусе Multiwatt15 и требует минимум внешних компонентов для построения законченного усилителя. Благодаря хорошим параметрам и доступности, эта микросхема стала популярной среди радиолюбителей для создания Hi-Fi усилителей.

Типовая схема включения TDA7294

Базовая схема усилителя на TDA7294 довольно проста и содержит всего несколько десятков компонентов. Основные элементы:

• Входные разделительные конденсаторы
• Резисторы обратной связи для задания коэффициента усиления
• Конденсаторы питания и фильтрации
• Резисторы и конденсаторы в цепях управления режимами работы

Ключевые моменты при сборке усилителя:

• Использование качественных пленочных и электролитических конденсаторов
• Правильный монтаж микросхемы на радиатор достаточной площади
• Разделение силовых и сигнальных цепей на печатной плате
• Качественный стабилизированный блок питания

При соблюдении этих рекомендаций можно получить усилитель с отличными параметрами, близкими к заявленным производителем микросхемы.

Схемы включения TDA7294 для увеличения мощности

Существует несколько способов повысить выходную мощность усилителя на TDA7294:

Параллельное включение

При параллельном соединении двух микросхем выходная мощность возрастает примерно в 2 раза. Ключевые моменты:

• Входы микросхем соединяются параллельно
• Выходы объединяются через небольшие резисторы (0.1-0.2 Ом)
• Требуется более мощный блок питания
• Улучшаются параметры по искажениям

Мостовое включение

При мостовом включении двух микросхем мощность увеличивается примерно в 4 раза. Особенности:

• Одна микросхема работает в инверсном режиме
• Нагрузка подключается между выходами микросхем
• Требуется раздельное управление каналами
• Возможно только на нагрузке 8 Ом

Добавление выходных транзисторов

Позволяет повысить выходной ток и мощность. Но усложняет схему и требует точного подбора компонентов.

Каждый из этих вариантов имеет свои плюсы и минусы. Выбор зависит от требуемой мощности и сложности реализации.

Выбор компонентов для качественного звучания

Для получения максимального качества звука при сборке усилителя на TDA7294 следует обратить внимание на следующие компоненты:

Конденсаторы

• Входные разделительные — качественные пленочные (полипропилен, полистирол)
• В цепи ООС — керамические NP0/C0G или пленочные
• Питания — низкоимпедансные электролиты известных брендов

Резисторы

• Металлопленочные с допуском 1% в сигнальных цепях
• Подобранные по номиналу в цепи ООС для лучшего баланса каналов

Печатная плата

• Качественный текстолит с медной фольгой 35-70 мкм
• Раздельные «земли» для входных и выходных цепей
• Минимальная длина сигнальных дорожек

Правильный выбор этих компонентов позволит реализовать весь потенциал микросхемы TDA7294 и получить усилитель с отличным звучанием.

Блок питания для усилителя на TDA7294

Правильно спроектированный блок питания критически важен для работы усилителя на TDA7294. Основные требования:

• Двухполярное напряжение ±27-35 В (зависит от нагрузки)
• Ток не менее 4 А на канал
• Качественная фильтрация и стабилизация
• Мощный трансформатор с низким рассеянием

Варианты реализации блока питания:

Линейный БП

Классическая схема на трансформаторе, выпрямителе и конденсаторах фильтра. Преимущества:

• Простота реализации
• Низкий уровень пульсаций
• Отсутствие высокочастотных помех

Недостатки — большие габариты и вес.

Импульсный БП

Современное решение на основе ШИМ-контроллера. Плюсы:

• Малые размеры и вес
• Высокий КПД
• Возможность регулировки напряжения

Минусы — сложность разработки, потенциальные помехи.

Для домашнего усилителя оптимальным выбором будет качественный линейный БП с большим запасом по мощности.

Настройка и тестирование усилителя на TDA7294

После сборки усилитель на TDA7294 требует правильной настройки для достижения оптимальных параметров. Основные этапы:

1. Проверка монтажа и отсутствия замыканий
2. Настройка тока покоя выходного каскада
3. Измерение коэффициента усиления и АЧХ
4. Проверка работы защиты от перегрузки
5. Тестирование на максимальной мощности

Для настройки потребуется следующее оборудование:

• Осциллограф
• Генератор звуковых частот
• Мультиметр
• Эквивалент нагрузки (мощные резисторы)

Важно соблюдать меры предосторожности при работе с высоким напряжением. После настройки усилитель должен обеспечивать заявленные параметры по мощности и искажениям.

Сравнение TDA7294 с другими микросхемами усилителей

TDA7294 — не единственный вариант для построения мощного Hi-Fi усилителя. Рассмотрим ее основных конкурентов:

LM3886

Популярная микросхема от Texas Instruments. Отличия от TDA7294:

• Немного меньшая выходная мощность (68 Вт на 4 Ом)
• Лучшие параметры по искажениям
• Выше стоимость

TDA7293

«Старший брат» TDA7294 от STMicroelectronics:

• Повышенная мощность (120 Вт на 4 Ом)
• Расширенный диапазон питающих напряжений
• Полная совместимость по выводам

LM4780

Двухканальная микросхема от National Semiconductor:

• Два усилителя в одном корпусе
• Мощность 60 Вт на канал
• Упрощенная разводка платы

Выбор конкретной микросхемы зависит от требований к усилителю, доступности компонентов и личных предпочтений разработчика.

Усилители мощности на интегральных микросхемах TDA7293 и TDA7294

Как не странно, но сначала европейский производитель вылупил на свет микросхему TDA7294 с максимальной музыкальной мощностью 100Вт при напряжении питания ±40V, а спустя несколько лет со словами: «маловато будет» разродился и ИМС TDA7293, с увеличенной до 120Вт мощностью и максимальным значением напряжения питания ±50V.

За счёт применения полевых транзисторов в выходных каскадах микросхем, играют они субъективно несколько приятнее и мягче, чем LM3886 — американский конкурент со схожими параметрами, но построенный на биполярных транзисторах.

С тех пор прошло не мало лет, в журналах и на форумах горели страсти по улучшению и без того приличных характеристик микросхемы, а пронырливые китайские коммерсанты вовсю клепали готовые модули на TDA7293/TDA7294 в строгом соответствии с datasheet-ом производителя, причём особо продвинутые снабжали их симпатичными писюльками, выполненными в стиле промышленной радиотехники.

А вот так выглядят готовые изделия.

Типовая схема включения TDA7294 отличается от указанной для TDA7293 только изменением подключения минусового вывода конденсатора 22,0 Мкф (не к 12 ножке микросхемы, ввиду её незадействованности, а к 14).

Данными схемами я бы и рекомендовал воспользоваться при желании самостоятельно соорудить усилительный агрегат. Все факультативные ухищрения по увеличению мощности, снижению нелинейных искажений, введению токовых обратных связей, не предусмотренные производителем, кроме приключений на собственную задницу никакого существенного эффекта не дадут.

Теперь, что касается мощности. Конечно, и 120 Вт у TDA7293, и 100 Вт у TDA7294 — от лукавого.
Посмотрим документацию на более мощную TDA7293.

Из графиков видно, что максимальная мощность, ограниченная 1%-ом нелинейных искажений, составляет 80 Вт на 4 Омной нагрузке и 90 Вт — на 8 Омной. Далее идёт резкий, практически лавинный рост параметра TDH вплоть до 10%.

А почему изображённая на правом графике характеристика приведена для значения напряжения питания ±40 В при максимальном — ±50 В?
Это напряжение ограничено допустимым нагревом микросхемы и в значительной степени зависит от сопротивления нагрузки. Зависимость допустимого напряжения питания микросхемы от сопротивления нагрузки сведём в таблицу.

Сопротивление нагрузки	4 Ом	6 Ом	8 Ом
Максимальное напряжение питания TDA7293	±29 В	±34 В	±40 В
Максимальное напряжение питания TDA7294	±27 В	±31 В	±35 В

Тогда на кой казан-чурек сдались нам эти ±50V, указанные в datasheet-е на TDA7293?
Ну, во-первых — для 16-ти Омной нагрузки.
Во-вторых, производитель предусмотрел для TDA7293 возможность параллельного включения двух или нескольких микросхем. Вот при таком включении и напряжении питания ±50V для 4 Омной нагрузки микросхемы будут работать в штатном режиме и развивать мощность как минимум вдвое большую, чем мощность, выдаваемая одной микросхемой, если конечно, запараллеленные микросхемы не накроются медным тазом в момент подачи напряжения.
А такое, к сожалению, иногда случается, хотя и не должно — режим штатный, рекомендованный именитым производителем. По всему получается — китайский пошив не лучшим образом сказывается на качестве европейской коллекции.
Для минимизации этих рисков, раздаются робкие голоса в пользу замыкания выходов микросхем с задержкой через коммутирующие реле, но, а буржуйские радиолюбители, либо вообще демонстративно не обращают на это дело никакого внимания, либо (наверно тоже сэкономив на оригинальных изделиях) подключают выходы микросхем к нагрузке через резисторы, номиналом 0,2 Ома.

Ну и поскольку параллельное соединение TDA7293 не сводится к лубочному перемыканию входов и выходов, а предусматривает работу микросхем в режиме MASTER — SLAVE, как ни крути, а придётся приводить схему данного включения из datasheet-а.

Плавно переходим к следующему штатному режиму включения микросхем TDA7293/TDA7294 для увеличения выходной мощности — мостовому.

Тут, что для TDA7293, что для TDA7294 — всё одинаково: 9,10 выводы микросхем объединяются, вход нижнего блока заземляется, а выход верхнего через резистор сопротивлением 22 кОм подключается ко 2-му выводу нижней микросхемы.
При этом крайне важно для сохранения высоких характеристик усилителя, соблюдать точное равенство номинала этого резистора со значением резистора, подключённого между 2 и 14 выводами нижней микросхемы!

Для данного режима производитель ограничился диаграммами зависимости нелинейных искажений от Pвых только для микросхемы TDA7294.

В принципе, для TDA7293 картина не сильно отличалась бы от приведённой.
И что мы наблюдаем?
Рвых = 115 Вт для TDA7294 при напряжении питания ±25V и Rн = 8 Ом, либо Рвых = 125-130 Вт при напряжении питания ±28V для TDA7293 — результат не слишком убедительный на фоне Рвых = 80 Вт при стандартном (одиночном) включении ИМС. А выше повышать это напряжение не рекомендуется, опять же из-за пресловутого ограничения, связанного с допустимым нагревом микросхемы.

4 Омная нагрузка вообще не предполагается к использованию с мостовой схемой включения данных микросхем, во избежание скоропостижной кончины последних.

Итого, что мы имеем в сухом остатке?
Для микросхемы TDA7293 и величин сопротивлений нагрузки 4-8 Ом предпочтительной является параллельная схема включения. Теоретически, при напряжении питания ±50V и сопротивлении нагрузки 4 Ома, возможно увеличение выходной мощности до 250-300 Вт.
При этом важно понимать, что во избежание теплового пробоя микросхем, пропускать через них мощность более 100 Вт на корпус не следует. Поэтому для получения подобных высоких значений Рвых, следует соединять по 3-4 штуки параллельно.

А вот если сопротивление нагрузки 16 Ом, то вполне можно рекомендовать мостовое включение микросхем и смело их запитывать максимально допустимым для данного включения напряжением ±40V.

Достаточно распространённым вариантом умощнения микросхем TDA7293/TDA7294 является так же использование дополнительного выходного каскада на мощных транзисторах. Однако не каждому такому каскаду дано удачно вписаться в конструкцию усилителя и не подгадить приличные характеристики, заложенные производителем ИМС.
Подобные схемотехнические решения мы с Вами рассмотрим на странице —   Ссылка на страницу .

 

описание, datasheet и примеры использования

Описание микросхемы TDA7294

Недорогая микросхема TDA7294 представляет собой монолитную интегральную схему в корпусе MULTIWATT15. Она предназначена для использования в качестве AB усилителя звука класса Hi-Fi. Благодаря широкому диапазону питающего напряжения и высокому выходному току, TDA7294 способна обеспечивать высокую выходную мощность при сопротивлении динамиков 4 Ом и 8 Ом.

TDA7294 имеет низкий уровень шума, низкий уровень искажений, хорошее подавление пульсаций и может работать от широкого диапазона питающего напряжения. Микросхема имеет встроенную защиту от короткого замыкания и схему отключения при перегреве. Встроенная функция подавления (Mute) упрощает дистанционное управление усилителем, предотвращая появления шумов.

Этот интегральный усилитель прост в использовании и для его полноценной работы требуется не так много внешних компонентов.

Умощнение транзисторами

Для повышения тока в нагрузке выполняют умощнение схемы на tda7294. Такое возможно реализовать добавив на выход транзисторы. Примеров подобных доработок в интернете достаточно. На рисунке представлен один из вариантов.

Номинальная мощность усилителя в таком исполнении, на нагрузку в 4 Ом, достигает 100 Вт. Коэффициент нелинейных искажений, при работе на уровне до 80 Вт, значительно меньше типового решения. Провал типа «лесенка» в каскаде вовсе отсутствует.

В интернете есть и альтернативные решения на этой TDA. Одним из них является популярный инвертирующий усилитель на tda7294, по схеме с проекта audiokiller. Пример сборки такого модуля смотрите в видеоролике

Размеры микросхемы:

Как было сказано выше, микросхема TDA7294 выпускается в корпусе MULTIWATT15 и имеет следующее расположение выводов (распиновка):

1. GND (общий провод )
2. Inverting Input (инверсный вход)
3. Non Inverting Input (прямой вход)
4. In+Mute
5. N.C. (не используется)
6. Bootstrap
7. +Vs
8. -Vs
9. Stand-By
10. Mute
11. N.C. (не используется)
12. N.C. (не используется)
13. +Vs (плюс питание)
14. Out (выход)
15. -Vs (минус питание)

Следует обратить внимание на тот факт, что корпус микросхемы соединен не с общей линией питания, а с минусом питания (вывод 15)

↑ О звучании

Конечно, аудиофильским усилителям они уступают. Но звук без явных искажений и не раздражающий. Все частоты воспроизводятся, особенно низкие. Но звук как бы очищенный, упрощенный, сглаженный. Нет «воздуха», «живости» и микродинамики.
Но недостатки при прослушивании качественных записей переходят в достоинства при прослушивании МР3 и соответствующей акустики. Детальность и прозрачность усилителей более высокого класса могут только подчеркивать недостатки МР3.

У меня есть свои «стандарты» определения мощности (с удивлением фактически нашел подтверждение на некоторых datasheet), своя «музыкальная» мощность, но она принципиально отличается от раздутого PMPO. Для данных усилителей моя оценка мощности 1…2 Вт, и этого достаточно для домашнего прослушивания на акустике чувствительностью около 90 дБ.

Мостовая схема подключения

Мостовое включение — это включение усилителя к динамикам, при котором каналы стереофонического усилителя функционируют в режиме моноблочных усилителей мощности. Они усиливают один и тот же сигнал, но в противофазе. При этом динамик подключается между двумя выходами каналов усиления. Мостовое включение позволяет значительно увеличить мощность усилителя

По сути, данная мостовая схема из datasheet не что иное как два простых усилителя к выходам, которых подключен звуковой динамик. Данная схема включения может применяться только при сопротивлении динамиков 8 Ом или 16 Ом. С динамиком 4 Ом возникает большая вероятность выхода микросхемы из строя.

Типовое включение

Типовую схему включения на tda7294 можно взять из технического описания в datasheet. Контакты VM и VSBY подключают к положительному выводу +VS. 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.

В вашем автомобиле слишком шумно? Слышен гул колёс? Тогда вам нужна качественная шумоизоляция фольксваген, от профессионалов своего дела.

Пример использования TDA7294

Это простая схема усилителя на 70 ватт. Конденсаторы должны быть рассчитаны на напряжение не менее 50 вольт. Для нормальной работы схемы микросхему TDA7294 необходимо установить на радиатор площадью около 500 см. кв. Монтаж выполнен на односторонней плате выполненный по технологии ЛУТ.

Печатная плата и расположение элементов на ней:

↑ УМЗЧ TDA7266, TDA7297 не работают от «Кроны»!

Частенько встречаются жалобы в духе «указано, что микросхема работает от 6 Вольт, но подключил батарею „Крона“ целых 9 Вольт , а усилитель не работает, значит это отстой». Надо ли комментировать? Крона не тянет, нужен хороший блок питания с достаточной нагрузочной способностью по току.
Сегодня обычное дело — миниатюрная плата УМЗЧ, но сделать на ней крохотный УНЧ не получится т. к. необходим достаточно мощный блок питания и другая обвязка. А БП имеет размеры намного большие, чем плата УМЗЧ. Про классический трансформаторный блок питания и говорить не надо, тем более что нужны большие конденсаторы фильтра питания.

С импульсными усилителями тоже не всё так просто. Дешевые обратноходовые блоки питания могут быть источником помех, есть смысл вынести их за пределы корпуса, как в ноутбуках. Итак, блок питания должен быть достаточно мощным и не создавать помех.

Блок питания усилителя TDA7294

Для питания усилитель с нагрузкой 4 Ома питание должно составлять 27 вольт, при сопротивлении динамиков 8 Ом напряжение должно быть уже 35 вольт.

Блок питания для усилителя TDA7294 состоит из понижающего трансформатора Тр1 имеющего вторичную обмотку на 40 вольт (50 вольт при нагрузке 8 Ом) с отводом посередине либо две обмотки по 20 вольт (25 вольт при нагрузке 8 Ом) с током нагрузки до 4 ампер. Диодный мост должен отвечать следующим требованиям: прямой ток не менее 20 ампер и обратное напряжение не менее 100 вольт. С успехом диодный мост можно заменить четырьмя выпрямительными диодами с соответствующими показателями.

Электролитические конденсаторы фильтра C3 и C4 предназначены в основном для снятия пиковой нагрузки усилителя и устранению пульсации напряжения идущего с выпрямительного моста. Данные конденсаторы обладают ёмкостью 10000 мкф с рабочим напряжением не менее 50 вольт. Неполярные конденсаторы (пленочные) C1 и C2 могут быть емкостью от 0,5 до 4 мкф с напряжением питания не менее 50 вольт.

Нельзя допускать перекосов напряжения, напряжение в обоих плечах выпрямителя обязательно должно быть равным.

(1,2 MiB, скачано: 5 756)

Используемые детали

Усилитель доступен для сборки даже начинающими и малочувствителен к качеству комплектующих. Но для получения наилучших параметров и максимально хорошего звука усилитель должен быть собран из качественных деталей. Качественные – это не обязательно дорогие.

Комплектующие неизвестного производителя лучше не использовать: они могут иметь плохие параметры. При применении таких комплектующих, усилитель может работать плохо или вообще не работать.

Список используемых деталей (BOM List) можно загрузить по ссылкам:

На русском языке:

hi-fi-7294-2020-bom-rus

In English:

hi-fi-7294-2020-bom-eng

Резисторы

В усилителе используются недорогие металлопленочные резисторы. Все резисторы кроме R9 мощностью 0,125…0,25 Вт. Если R9 российского производства, то достаточна мощность 0,5 Вт. Если R9 не российского производства, то рекомендуется устанавливать R9 мощностью 1 Вт. Это надежнее для работы на максимальной мощности или в качестве измерительного усилителя.

Если планируется стерео усилитель или многоканальный усилитель, то резисторы, включенные в цепь отрицательной обратной связи (R2…R5), желательно использовать с точностью 1% или лучше (более точные, чем 0,25% не нужны). В этом случае разбаланс громкости стереоканалов будет минимальным. Если доступны только резисторы точностью 5%, то их следует по возможности подобрать одинакового сопротивления во всех каналах. Другие резисторы не критичны к величине точности.

Большое значение имеет резистор R10. Этот резистор служит для разделения земли в усилителе. Но входная и выходная земли должны быть не только разделены, но и обязательно связаны. Если резистор R10 отсутствует, имеет плохой контакт или слишком большое сопротивление, то усилитель работать не будет. Поэтому важно, чтобы этот резистор был надежным и качественным и имел требуемое сопротивление. Аудио качество этому резистору не нужно.

В принципе, резистор R10 можно заменить перемычкой.

Керамические конденсаторы

Конденсаторы C1 и Cx керамические из качественной низковольтной керамики, с максимальным рабочим напряжением 50 вольт. Качественная керамика определяется по температурному коэффициенту емкости конденсатора (ТКЕ, TCC). Эти конденсаторы должны быть с ТКЕ класса НП0 (NP0), или С0G. Иногда вместо цифры 0 пишут букву О (НПО, NPO) – это то же самое. Производитель конденсаторов является важным. Конденсаторы noname лучше не использовать. Подойдут, например, Murata, Vishay, EPCOS. Можно использовать конденсаторы российского производства.

Выбор емкости конденсаторов C1 и Cx

Конденсатор С1 обрезает высокие частоты, поступающие на вход усилителя (он образует фильтр нижних частот), и тем самым подавляет высокочастотные помехи. Однако при этом сужается диапазон рабочих частот усилителя в области высоких частот. Емкость конденсатора С1 выбирается исходя из величины сопротивления регулятора громкости и требуемой частоты среза фильтра нижних частот (ФНЧ, LPF), который образует этот конденсатор совместно с резистором R1 и сопротивлением регулятора громкости. Я предлагаю на выбор одну из двух частот: 50 кГц и 70 кГц.

Частота среза 50 кГц выбирается для более сильного подавления возможных высокочастотных помех, поступающих на вход.

Источниками таких помех может быть как аппаратура связи (мобильные устройства, Wi-Fi и Bluetooth, радиосвязь, телевидение), так и другие промышленные и бытовые устройства.

Но высокочастотные помехи возникают не только из-за наводок систем радиосвязи. Ультразвук может поступать на вход усилителя с проигрывателя CD (точнее, его ЦАПа) — недостаточно отфильтрованная частота дискретизации. Или, например, с проигрывателя виниловых грампластинок — там ультразвук образуется при движении иглы звукоснимателя по канавке грампластинки.

Если вы уверены в отсутствии высокочастотных помех, то частоту среза входного фильтра можно выбрать равной 70 кГц. В этом случае усилитель может иметь максимальную рабочую частоту примерно 50 кГц.

При выборе частоты среза входного фильтра равной 50 кГц усилитель может иметь максимальную рабочую частоту примерно 40 кГц.

Значения емкости конденсатора C1 в зависимости от величины сопротивления регулятора громкости и требуемой частоты среза входного фильтра.

Сопротивление регулятора громкости, кОм	Емкость конденсатора С1, необходимая для получения частоты среза входного фильтра 50 кГц, пФ	Емкость конденсатора С1, необходимая для получения частоты среза входного фильтра 70 кГц, пФ
Регулятор громкости на входе усилителя отсутствует: используется предусилитель или громкость регулируется звуковой картой компьютера	2200	1500
5	1200	820
10	820	560
20	510	360
30	360	240
50	220	160
100	120	82

Конденсатор Cx выполняет несколько функций одновременно:

• — улучшает устойчивость усилителя;
• — увеличивает глубину отрицательной обратной связи (ООС) на высоких частотах и снижает искажения;
• — на высоких частотах форсирует сигнал в цепи ООС, что практически исключает возможность появления динамических искажений.

Конденсатор Cx также как и C1 уменьшает верхнюю граничную частоту усилителя.

Оба конденсатора работают на частотах выше 20 кГц, поэтому на воспроизведение высоких звуковых частот они практически не влияют. Совместное использование этих конденсаторов приводит к тому, что динамические искажения в усилителе вообще не возникают. Однако некоторые люди хотят получить усилитель с частотным диапазоном до 40…50 кГц. Это их право, несмотря на то, что большинство людей не слышит сигналов выше частоты 20 кГц (небольшое исследование на эту тему опубликовано в статье Исследование верхней границы слуха). Кроме того, влияние любых фильтров на частотную характеристику происходит плавно, поэтому даже если верхняя граничная частота усилителя равна 50 кГц, на частоте 20 кГц амплитудно-частотная характеристика усилителя (АЧХ) имеет завал, хоть и микроскопический.

Выбор величины емкости конденсатора Cx.

Вариант 1. Частота среза входного фильтра НЧ равна 70 кГц.

Емкость конденсатора Cx, пФ	Верхняя граничная частота усилителя по уровню -3 дБ, кГц	Завал АЧХ усилителя на частоте 20 кГц, дБ
47	54	0,5
56	50	0,6
68	46	0,65
75	44	0,7
82	42	0,8

Вариант 2. Частота среза входного фильтра НЧ равна 50 кГц.

Емкость конденсатора Cx, пФ	Верхняя граничная частота усилителя по уровню -3 дБ, кГц	Завал АЧХ усилителя на частоте 20 кГц, дБ
47	42	0,8
56	40	0,9
68	37	1

Завал АЧХ на частоте 20 кГц величиной 0,8 дБ, а тем более 1 дБ может показаться слишком большим. Но на самом деле он незаметен:

• он ниже порога чувствительности слуха на этой частоте,
• на частоте 20 кГц уже практически нет никакого звука,
• не все люди эту частоту слышат

На самом деле емкость этих конденсаторов может немного отличаться от указанной. Изменение емкости частотозадающих конденсаторов на 10…20% будет незаметно. Но если изменять емкость этих конденсаторов, то все же лучше в сторону расширения АЧХ: C1 увеличивать, а C2 и Cx уменьшать.

Пленочные конденсаторы

Конденсаторы C2, C4, C6, C7, C9 пленочные лавсановые (другие названия диэлектрика – майлар, полиэстер, MKT).

Самым важным для звука является конденсатор C2. Он должен быть хорошего качества. На этом месте можно применить конденсатор с диэлектриком из полипропилена (MKP). Разницы в звуке вы, скорее всего, не заметите, но все равно будет приятно, что вы сделали максимум для получения высокого качества звучания.

На самом деле, для получения хорошего звука гораздо важнее использовать правильный блок питания и правильный монтаж блоков усилителя внутри корпуса. Но в любом случае конденсатор C2 не должен быть плохим.

Конденсатор С6 меньше всего влияет на качество звучания. В принципе, его даже можно исключить из схемы. Тем не менее, даже на этом месте использовать плохой конденсатор не рекомендуется.

Конденсатор C4 улучшает устойчивость усилителя. Его максимальное рабочее напряжение может быть до 250 вольт. Если есть возможность выбора, то этот конденсатор рекомендуется выбирать наибольшего размера из всех доступных, но такой, чтобы его можно было нормально установить на плату. При работе усилителя через этот конденсатор проходит сравнительно большой высокочастотный ток, и конденсатор может нагреваться. Чем больше размер конденсатора, тем меньше нагрев. Будьте благоразумными! Размер конденсатора 7,5 мм вполне достаточен!

Конденсаторы C7 и C9 помогают конденсаторам C8 и C10 снабжать усилитель энергией на высоких частотах. Емкость этих конденсаторов 2,2…4,7 мкФ, максимальное рабочее напряжение не менее 63 вольт. Конденсаторы должны быть качественными, чтобы хорошо работать. Чем больше емкость, тем лучше, но будьте разумными. Важно, чтобы длина выводов этих конденсаторов была минимальной – индуктивность длинных выводов будет мешать их работе. Поэтому конденсатор меньшей емкости с короткими выводами будет работать лучше, чем конденсатор большей емкости, но с длинными выводами.

«Зеленые» конденсаторы можно использовать в позициях C4 и C6.

Хорошие конденсаторы не обязательно дорогие. Более того, лучше использовать «обычные» конденсаторы известного производителя, чем конденсаторы неизвестного .

Выбор емкости конденсатора C2

Величина емкости конденсатора C2 определяет как нижнюю граничную частоту усилителя, так и завал АЧХ усилителя на низких частотах. Этот конденсатор совместно с входным сопротивлением усилителя образует фильтр верхних частот (ФВЧ, HPF), пропускающий частоты выше 10…25 Гц и подавляющий частоты, лежащие ниже этого значения.

Как выглядит амплитудно-частотная характеристика в области низких частот при различных значениях емкости конденсатора C2, показано на рисунке (высокие частоты на этом рисунке изображены условно).

АЧХ усилителя при разных значениях C2.

Параметры усилителя в зависимости от емкости конденсатора C2.

Емкость конденсатора C2, мкФ	Нижняя граничная частота усилителя по уровню -3 дБ, Гц	Завал АЧХ усилителя на частоте 20 Гц, дБ	Завал АЧХ усилителя на частоте 25 Гц, дБ	Завал АЧХ усилителя на частоте 30 Гц, дБ
0,22	22	3,3	2,5	1,8
0,33	14	1,8	1,3	0,9
0,47	10	0,9	0,6	0,5
0,68	7	0,5	0,3	0,2
1,0	5	0,2	0,2	0,1
1,5	3	0,1	0,1	0,05

Стратегия выбора величины емкости конденсатора C2

Чем емкость C2 больше, тем меньше нижняя частота среза усилителя (то есть усилитель достаточно сильно усиливает более низкие частоты), и тем меньше завал АЧХ на низких звуковых частотах.

Но сказать, что чем емкость C2 больше, тем низкие частоты воспроизводятся лучше, будет неверно.

Действительно, если АЧХ ваших колонок начинается с 40 Гц, то всё, что происходит ниже 30 Гц вас не должно беспокоить.

Правильнее будет сказать так: если емкость конденсатора C2 меньше некоторого значения, то громкость самых низких частот звукового диапазона будет уменьшаться. Например, если C2 = 0,68 мкФ, то завал АЧХ на частоте 20 Гц составляет 0,5 дБ – это намного меньше, чем предел чувствительности слуха на этой частоте, так что такой завал мы наверняка не услышим. При этом усилитель воспроизводит частоты, начиная с 7 герц. Если же емкость конденсатора C2 уменьшить до 0,1 мкФ, то громкость на самых-самых низких частотах немного снизится. Мы заметим это лишь на очень хорошей фонограмме и отличных колонках. И то, только при сравнительном прослушивании. Но ведь заметим!

А нужны ли настолько низкие частоты?

Утверждают, что если усилитель воспроизводит абсолютно все низкие частоты, начиная с постоянного напряжения, то это улучшает звук. Рассказывают даже о постоянной составляющей звука. Это все рекламные и маркетинговые уловки, не имеющие ничего общего с действительностью.

Постоянная составляющая звука – это атмосферное давление, и изменить его неспособна ни одна колонка. А инфразвуковые частоты, которые могут попасть на выход усилителя и воспроизвестись колонками, вредны для человека. Например, инфразвуковые частоты, совпадающие с частотой альфа-ритма головного мозга (частоты 7…15 Гц), могут вызвать головную боль, дезориентацию и даже панику.

Большое количество инфразвуковых частот образуется при воспроизведении виниловых грампластинок. Особенно старых: покоробленных и имеющих эксцентриситет. Но даже при воспроизведении новых грампластинок инфразвук все же возникает: он создается и двигателем проигрывателя (рокот) и физическими процессами трения иглы в канавке. Подробно об этом писал Дуглас Селф (Douglas Self) в книге Electronics for Vinyl.

К счастью, большинство звуковых колонок на таких частотах не могут создать значительного звукового давления, но лучше, если эти частоты обрезать еще в усилителе.

Другой причиной для отказа от воспроизведения очень низких частот, являются физические процессы в громкоговорителях. Для равной громкости при снижении частоты, ход диффузора растет пропорционально второй степени. То есть, если частота снизилась вдвое, ход диффузора должен вырасти в 4 раза. На самом деле ход диффузора растет еще сильнее из-за уменьшения чувствительности слуха на самых низких частотах. Но диапазон линейного хода громкоговорителя ограничен, поэтому низкие частоты значительного уровня могут перегрузить громкоговоритель, и будет искажаться весь звук вообще.

Особенно подвержены этому явлению колонки с фазоинвертором (ФИ) – на частотах ниже частоты настройки ФИ, ход диффузора ничем не ограничен. При этом колонка звук практически не излучает, так как происходит акустическое короткое замыкание: звук, излучаемый громкоговорителем и звук, излучаемый фазоинвертором, вычитаются друг из друга практически до нуля.

В результате получается, что слышимая перегрузка отсутствует, а звук плохой. Так что с этой точки зрения, ограничение воспроизведения очень низких частот положительно сказывается на работе всей системы, на качестве звучания и на восприятии звука человеком.

С другой стороны, чем выше частота среза усилителя, тем хуже переходные процессы при воспроизведении низкочастотного музыкального сигнала (не бесконечно, а до определенных пределов). Басы, особенно в колонках с фазоинвертором, получаются немного более затянутыми.

Так что с этой точки зрения сильно увеличивать нижнюю граничную частоту усилителя тоже нежелательно.

Что же делать?

Выход такой: частота среза фильтра верхних частот, образованного конденсатором C2, должна быть в 2…3 раза меньше, чем нижняя рабочая частота колонок, подключенных к этому усилителю. Но не ниже 10 Гц. И не бойтесь завала АЧХ на низких частотах! Завал в 1 дБ на частотах ниже 30 Гц на слух незаметен.

Лично я чаще всего использую конденсатор C2 емкостью 0,33 мкФ, и реже емкостью 0,47 мкФ.

Для выбора емкости конденсатора C2 воспользуйтесь этой таблицей.

Назначение усилителя	Емкость конденсатора C2, мкФ
Колонки среднего качества с нижней рабочей частотой 50…80 Гц. Особенно рекомендуется при воспроизведении винила	0,22
Колонки более высокого качества с нижней рабочей частотой 30…40 Гц Высококачественные колонки с мощными басами и нижней рабочей частотой 20…30 Гц при воспроизведении винила	0,33
Высококачественные колонки с мощными басами и нижней рабочей частотой 20…30 Гц. Качественный сабвуфер при воспроизведении винила	0,47
Качественный сабвуфер при воспроизведении винила Качественный сабвуфер	0,68
Высококачественный сабвуфер	1,0
Сабвуфер для маньяков	1,5

Для себя и на заказ (по согласованию с заказчиками после изучения их требований и их аппаратуры) я обычно делаю два варианта усилителя (используется предварительный усилитель с регулятором громкости):

1. «Стандартный» с таким набором номиналов элементов: С1 = 2200 пФ (частота среза входного фильтра 50 кГц), Cx = 47 пФ, C2 = 0,33 мкФ полипропиленовый (MKP) Epcos или К78-19.
2. «С расширенным частотным диапазоном». С таким набором номиналов элементов: С1 = 1500 пФ (частота среза входного фильтра 70 кГц), Cx = 47 пФ, C2 = 0,47 мкФ полипропиленовый (MKP) Epcos или К78-19.

Амплитудно-частотные характеристики этих двух вариантов усилителя показаны на рисунке.

Электролитические конденсаторы

В позициях C3 и C5 должны быть обычные качественные конденсаторы. Конденсатор C3 задает время включения усилителя и на звук не влияет. Но если он некачественный или имеет большую утечку, то усилитель может не включиться. При некачественном конденсаторе C5 максимальная неискаженная выходная мощность оказывается намного меньше, чем могла бы быть.

Конденсаторы C8 и C10 выполняют сразу три функции:

1. Дополнительно подавляют пульсации напряжения питания.
2. Подпитывают усилитель на пиках громкости. Конденсаторы C8 и C10 установлены очень близко к микросхеме, и проводники, идущие от этих конденсаторов, очень короткие. Поэтому эти проводники имеют очень маленькое сопротивление и индуктивность. В результате при необходимости вся энергия этих конденсаторов быстро поступает в микросхему и передается на выход в громкоговорители.
3. Пропускают через себя ток громкоговорителей на средних и высоких частотах. В результате этот ток замыкается наиболее коротким путем.

Все эти функции на самом деле объединены. Физически это одна функция. Я их разделяю мысленно, чтобы удобнее было их анализировать.

Функции конденсаторов C8 и C10 очень важны, поэтому эти конденсаторы должны иметь хорошее качество. Очень полезно в этой позиции использовать конденсаторы типа Low ESR или Low Impedance.

Однако будьте благоразумны! Важность качества конденсаторов C8 и C10 зачастую преувеличивается. Нет смысла применять экзотические «волшебные» суперконденсаторы. Вполне достаточно хороших конденсаторов от надежного производителя. Важно, чтобы эти конденсаторы были правильно впаяны с плату. При этом они имеют выводы минимальной длины, а значит минимальное сопротивление и индуктивность.

Использовать конденсаторы C8 и C10 емкостью меньше, чем 1000 мкФ не рекомендуется. Значительно увеличивать их емкость тоже не рекомендуется. Можно использовать конденсаторы емкостью 2200 мкФ, но при качественном источнике питания разницы не будет.

На высоких частотах электролитическим конденсаторам C8 и C10 помогают пленочные конденсаторы C7 и C9, поэтому эти конденсаторы также должны иметь хорошее качество.

↑ Печатные платы для TDA7297 и TDA7266SA

Сегодня на Алиэкспресс можно купить как модули в сборе на этих микросхемах, так и наборы для самостоятельной пайки. Стоят они ок. 1 доллара, стереоусилитель за такую сумму — неплохо.

↑ Плата УМЗЧ с Али

Считаю удачной плату в наборе за доллар на Али, надо только заменить диод перемычкой.
Вполне годный вариант, но мне не всё в нём нравится, как обычно я считаю, что платы разведённые мною и под мои детали — лучше.

↑ Мои печатные платы

Поскольку платы я развожу медленно и долго, сначала решил сделать работающий макет и оценить, есть ли смысл продолжать.

Имеющиеся в интернете чертежи мне не понравились тем, что дорожки проходят за тыльной стороной микросхем, плата не позволит прикрутить транзистор к радиатору, радиатор будет стоять на плате. Нельзя будет, например, прикрутить плату к корпусу усилителя. Считаю, лучше припаять перемычку общего провода снизу платы.

В усилителе не следует в цепь прохождения звука ставить керамические конденсаторы, нужны пленочные. На плате они занимают больше места, хотя расстояние между выводами как у керамики — 5 мм.

Так же я разделил через резистор R3 минус питания и общий провод по входу. Это необязательно, но тогда надо делать плату, точно как в datasheet. В платах из интернета обычно общий провод разведен неверно. Насколько это критично — вопрос открыт, но в моих платах при питании от стабилизатора фон отсутствует полностью, а шум из ВЧ динамика еле слышен, если приложить к нему ухо.

Hoja de datos ( техническое описание в формате PDF ) электронных компонентов

Номер пьезы	Описание	Фабрикантес	ПДФ
1ЭДИ20Н12АФ	ИС драйвера одноканального MOSFET и GaN HEMT	Инфинеон	ПДФ
1ЭДИ60Н12АФ	Одноканальный драйвер затвора MOSFET IC	Инфинеон	ПДФ
2SB1017	КРЕМНИЕВЫЙ ЭПИТАКСИАЛЬНЫЙ ТРАНЗИСТОР PNP	Юнисоник Текнолоджиз	ПДФ
2SK1282	N-канальный силовой МОП-транзистор на полевых транзисторах	НЭК	ПДФ
2SK1282-Z	N-канальный силовой МОП-транзистор на полевых транзисторах	НЭК	ПДФ
74ACT245	Октальный двунаправленный приемопередатчик	Фэирчайлд Полупроводник	ПДФ
АБС10У	1. 0A ВЫПРЯМИТЕЛЬ МОСТА ШОТТКИ	Юнисоник Текнолоджиз	ПДФ
АБС2У	1.0A ВЫПРЯМИТЕЛЬ МОСТА ШОТТКИ	Юнисоник Текнолоджиз	ПДФ
АБС4У	1.0A ВЫПРЯМИТЕЛЬ МОСТА ШОТТКИ	Юнисоник Текнолоджиз	ПДФ
АБС6У	1.0A ВЫПРЯМИТЕЛЬ МОСТА ШОТТКИ	Юнисоник Текнолоджиз	ПДФ
АБС8У	1. 0A ВЫПРЯМИТЕЛЬ МОСТА ШОТТКИ	Юнисоник Текнолоджиз	ПДФ
АК1573	Синтезатор частот	АКМ	ПДФ
АК1573Б	Синтезатор частот	АКМ	ПДФ
АК1573С	Синтезатор частот	АКМ	ПДФ
Una ficha técnica, hoja técnica u hoja de datos (datasheet на английском языке), también ficha de características u hoja de características, es un documento que резюме el funcionamiento y otras caracteristicas de un componente (por ejemplo, un componente electronico) o subsistema por ejemplo, una fuente de alimentación) con el suficiente detalle para ser utilizado por un ingeniero de diseño y diseñar el componente en un sistema. DataSheet.es является веб-страницей, которая функционирует как репозиторий руководств или hoja de datos de muchos de los productos más Populares, allowiéndote verlos en linea o descargarlos en PDF.

TDA7294 100 В 100 Вт DMOS аудиоусилитель

Перейти к содержимому

13 марта 2021 г. Ваджид Хуссейн

5861 просмотр

TDA7294 представляет собой монолитную интегральную схему в корпусе Multiwatt15, предназначенную для использования в качестве усилителя звука класса AB в Hi-Fi полевых приложениях (домашняя стереосистема, громкоговорители с автономным питанием, телевизоры высшего класса). Благодаря широкому диапазону напряжения и высокому выходному току он может подавать максимальную мощность на нагрузку как 4 Ом, так и 8 Ом, даже при наличии плохой стабилизации питания с высоким отклонением напряжения питания. Встроенная функция отключения звука с задержкой включения упрощает дистанционное управление, позволяя избежать шумов при включении и выключении.

Buy from Amazon

TDA7294 Pinout

TDA7294 Pin Configuration

Pin No	Pin Name	Description
1	ST-BY GND	Stand By Ground
2	ИНВ-ВХОД	Инвертирующий вход
3	НЕИНВ-ВХОД	Неинвертирующий вход

40205 Возвращение напряжения питания 90505 +VSARPP205 Mute PIN9202

5	NC	NO Connection
6	Bootstrap	Signal
7	+VSARPAP
7	-Vs СИГНАЛ	Отрицательное напряжение питания (сигнал)
9	ST-BY	Режим ожидания
5 0	5 0
11	NC	NO Connection
12	NC	NO CONNECTION
13	+VS Power
13	+VS Power	OUT	Выход
15	-VS Power	Отрицательное напряжение питания (Power)

TDA7294 Ключевые функции

• 8 High High High Roy Praintage)
  • 8 High High High Roy Praitttage).