Полная схема унч на микросхеме lm1875t. Усилитель мощности на микросхеме LM1875T: схема, характеристики и особенности

alexxlabСхем
Как работает усилитель на LM1875T. Какие преимущества у этой микросхемы. Какие элементы входят в схему усилителя. Как правильно собрать и настроить усилитель на LM1875T. На что обратить внимание при конструировании.

Особенности микросхемы LM1875T для усилителей мощности

Микросхема LM1875T представляет собой интегральный усилитель мощности, разработанный компанией National Semiconductor (сейчас Texas Instruments). Это популярное решение для создания недорогих и качественных усилителей звуковой частоты мощностью до 20 Вт.

Основные характеристики LM1875T:

  • Выходная мощность: до 20 Вт на нагрузке 8 Ом
  • Напряжение питания: ±15 В до ±30 В
  • Коэффициент нелинейных искажений: 0,015% при 20 Вт
  • Отношение сигнал/шум: 105 дБ
  • Полоса пропускания: 70 кГц
  • Встроенная защита от перегрева и короткого замыкания

Микросхема выполнена в корпусе TO-220 с 5 выводами, что упрощает ее монтаж и теплоотвод. LM1875T содержит все необходимые элементы усилителя мощности, требуя минимум внешних компонентов для построения законченного устройства.


Принципиальная схема усилителя на LM1875T

Рассмотрим типовую схему усилителя мощности на микросхеме LM1875T:

«` Вход LM1875T +Vcc
-Vcc Выход C1 R1 R2 C2 «`

Основные элементы схемы:

  • C1 — входной разделительный конденсатор
  • R1 — входной резистор
  • LM1875T — микросхема усилителя
  • R2 — резистор обратной связи
  • C2 — выходной конденсатор

Входной сигнал через C1 и R1 подается на вход микросхемы. Коэффициент усиления задается резистором обратной связи R2. Выходной сигнал через C2 поступает на нагрузку (динамик).

Расчет элементов схемы усилителя

При конструировании усилителя на LM1875T необходимо правильно рассчитать номиналы внешних компонентов:

  • Входной конденсатор C1: 1-10 мкФ
  • Входной резистор R1: 20-50 кОм
  • Резистор обратной связи R2: определяет коэффициент усиления
  • Выходной конденсатор C2: 1000-4700 мкФ

Коэффициент усиления рассчитывается по формуле:

Ku = 1 + (R2 / R1)


Например, при R1 = 1 кОм и R2 = 20 кОм получим Ku = 21.

Особенности конструкции усилителя на LM1875T

При разработке усилителя на LM1875T следует учитывать несколько важных моментов:

  1. Теплоотвод. Микросхема LM1875T требует эффективного охлаждения. Рекомендуется использовать радиатор площадью не менее 50 см².
  2. Питание. Для получения максимальной мощности требуется двуполярный источник ±25 В. Важно обеспечить качественную фильтрацию напряжения питания.
  3. Монтаж. Рекомендуется использовать печатную плату с толстыми дорожками питания и короткими связями.
  4. Защита. Желательно предусмотреть защиту от короткого замыкания на выходе и задержку включения питания динамика.

Характеристики готового усилителя на LM1875T

При правильном конструировании усилитель на LM1875T обеспечивает следующие параметры:

  • Выходная мощность: 20 Вт на нагрузке 8 Ом
  • Коэффициент гармоник: менее 0,1% на частоте 1 кГц
  • Полоса частот: 20 Гц — 20 кГц (±0,5 дБ)
  • Отношение сигнал/шум: более 100 дБ
  • Входная чувствительность: около 0,5 В для полной мощности

Эти характеристики позволяют использовать усилитель на LM1875T в качественных аудиосистемах.


Преимущества усилителя на микросхеме LM1875T

Усилитель мощности на базе LM1875T обладает рядом достоинств:

  • Простота конструкции — требуется минимум внешних компонентов
  • Низкий уровень искажений и шумов
  • Встроенная защита от перегрева и КЗ
  • Широкая полоса пропускания
  • Невысокая стоимость
  • Хорошее качество звучания

Эти факторы делают LM1875T отличным выбором для построения бюджетных Hi-Fi усилителей.

Настройка и тестирование усилителя на LM1875T

После сборки усилителя на LM1875T необходимо выполнить его настройку и проверку:

  1. Проверьте правильность монтажа и отсутствие замыканий.
  2. Подключите источник питания, не подсоединяя динамик. Проверьте напряжения на выводах микросхемы.
  3. Подайте на вход синусоидальный сигнал 1 кГц. Измерьте выходное напряжение и рассчитайте коэффициент усиления.
  4. Проверьте форму выходного сигнала осциллографом на отсутствие искажений.
  5. Измерьте полосу пропускания усилителя, подавая сигналы разной частоты.
  6. Подключите динамик и проверьте качество звучания на разных уровнях громкости.

Тщательная настройка позволит получить от усилителя на LM1875T максимум качества.


Возможные проблемы при работе с LM1875T

При разработке усилителя на LM1875T могут возникнуть некоторые сложности:

  • Самовозбуждение усилителя на высоких частотах. Решение — установка RC-цепочки на выходе.
  • Перегрев микросхемы. Необходимо обеспечить эффективный теплоотвод.
  • Искажения при большой амплитуде сигнала. Нужно правильно выбрать напряжение питания.
  • Фон переменного тока. Требуется качественная фильтрация питания.

Внимательный подход к конструированию позволит избежать большинства проблем.


интегральный усилитель на оригинальных микросхемах

Обзор на оригинальные микросхемы LM1875T и УНЧ на их основе. Микросхемы и другие компоненты были куплены в магазине радиодеталей Mouser Electonics.

Mouser Electronics — один из крупнейших дистрибьюторов электронных компонентов. Компания основана в США в 1964 году — en.wikipedia.org/wiki/Mouser_Electronics. Сейчас компания представлена во многих странах, есть европейское (Мюнхен) и восточно-европейское (Прага) представительство со своими складами, есть и российское представительство — компания PM Electronics в Санкт-Петербурге (http://pmelectronics.ru/). Для россиян заказы собираются в Мюнхене, потом отправляются в PM Electronics в Санкт-Петербурге и далее курьером отправляются покупателю. Все денежные расчеты делаются с PM Electronics. Вот такое международное сотрудничество.

Плюсы Mouser Electronics:


1. Огромный выбор электронных компонентов. Все оригинальное — компания работает напрямую с производителями.
2. Работают с физическими лицами.
3. Бесплатная доставка при заказе больше 60$.
4. Отличный и удобный сайт — поиск и выбор по разным параметрам компонентов (параметры, размеры, производители, тип выводов и прочее). Ко всем компонентам можно посмотреть даташиты.
5. Нет сбора за упаковку деталей.
6. Возможность подбора компонентов в разные корзины для разных проектов.
7. Упаковка в отдельный антистатический пакетик каждого типа компонентов.

Минусы:
1. Дорого + накрутка российского представителя PM Electronics.
2. Доставка после заказа — 3-4 недели.
3. Оплата сразу после заказа.
4. Иногда нет на складе выбранных компонентов, хотя по базе на сайте компоненты есть на складе. PM Electronics предлагает либо вернуть деньги за компоненты, либо сделать замену компонентов, либо ждать, когда на склад прибудут.

5. Некоторые компоненты не поставляют в Россию из-за санкций.
6. Для россиян невозможно отследить процесс формирования и доставки заказов.
7. Оплата только банковским переводом.

Заходим на сайт ru.mouser.com/
В поиске набираем LM1875 и получаем выбор:


При выборе компонентов нужно обратить внимание
1. На цену.
2. На наличие на складе — выбирайте только те компоненты, что есть на складе. Чем больше компонентов на складе — чем лучше.
3. Для европейцев (и возможно еще кому-то) важно расположение склада — за компоненты на складе в США придется доплачивать таможенные пошлины.
4. На производителя — некоторые компоненты производят несколько различных производителей.
5. На размеры, расположение выводов, тип корпуса и прочее.

Цены для россиян и, например, американцев отличаются (привет таможенным пошлинам и PM Electronics)

Для россиян:

Для американцев:

Так что, для заказов по цене больше 100$ есть смысл заказывать через посредников майл-форвардов из США.

Что заказывать у Маузера — микросхемы, ОУ, полупроводники (оригинальные мощные транзисторы, диодные мосты, диоды Шотки и т.д.), конденсаторы фирменные ELNA, Nichicon, Wima etc.

Далее выбираем товар, отправляем в корзину. Заказ для бесплатной доставки нужно набрать на цену больше 60$. После выбора всех компонентов, заходим в корзину, проверяем и подтверждаем заказ. Через некоторе время на электронную приходит письмо с подтверждением заказа от мюнхенского отделения Mouser Electronics и сообщением, что заказ передан PM Electronics. Через некоторое время (1-2 дня) приходит сообщение на электронную почту от менеджера PM Electronics с предложением оплатить счет банковским переводом в течении 3 дней и сам счет. Оплачиваю из Сбербанка Онлайн переводом организации и указываю в сообщении номер счета. Фото с экрана отправляю менеджеру. Если все ок, примерно через две-три недели приходит сообщение, что заказ пришел в PM Electronics и посылка готова к отправке курьером в ваш город. И СМС от курьерской службы.

Примерно через 5-7 дней объявляется курьер в вашем городе (звонит на телефон). Сообщает: готов доставить посылку по указанному при регистрации адресу. При вручении курьером посылки паспорт не спрашивают — так отдают.

Микросхема LM1875T — одноканальный высококачественный усилитель низкой частоты класса АВ с мощностью до 20 Ватт- даташит тут www.ti.com/general/docs/suppproductinfo.tsp?distId=26&gotoUrl=http%3A%2F%2Fwww.ti.com%2Flit%2Fgpn%2Flm1875

Микросхема пришла в таком виде:










Выводы микросхемы не паяны, но поцарапаны — моя версия: микросхема была тестирована на стенде перед упаковкой.

Микросхемы и остальные детали (ОУ, конденсаторы) покупались под проект усилителя мощности из этого топика с «Паяльника»:

Усилитель на LM1875 с тембрблоком и встроенной защитой на одной плате.
Печатные платы заказал на www.allpcb.com/ — вместо 5 штук прислали 6 штук — если кому-то интересен этот проект — пишите — пришлю свободные платы. Лайку брал с форума. Выводы под некоторые компоненты пришлось рассверливать:



Спаянный усилитель:





Корпус для усилителя покупал на ebay — ebay.com/itm/322538994572

Перед сборкой:

Надписи перед наклеиванием:

Собранный УНЧ:



Измерения на нагрузку 8 Ом. Питание — трансформатор с двумя обмотками по 12 Вольт. Мощность Pmax=16 Ватт, Pср=8Ватт:




RMAA:




Достаточно средненькие характеристики получились.

Измерения регулятора тембра:




По звуку — играет хорошо. Фона нет, тембр регулируется. Искажения не слышны.

Выходная мощность зависит от напряжения питания:

У меня стоит трансформатор на 12 В. Первоначально усилитель планировалось использовать для колонок от магнитолы «Панасоник» и подключать к телевизору вместо встроенной аудиосистемы телевизора. Отсюда и небольшая мощность. Усилитель был готов на 80%. Но потом жизнь внесла свои коррективы. Решил все таки доделать. Так что УНЧ озвучивает теперь мою кухню.

Усилитель мощности на микросхеме LM1875T • HamRadio

от Foxiss

Усилитель мощности на микросхеме LM1875T, усилители, которые выдают мощность более нескольких десятков ватт, могут быть сложными в изготовлении. Именно здесь может прийти на помощь несложный усилитель. Он отличается простой схемой и не сложен в сборке, относительно недорогой по комплектующими и включает защиту от перегрева и короткого замыкания. Что касается усилителя мощности, он может не занимать первое место по мощности, но будет сложно найти более простую схему. Конструкция усилитель мощности на микросхеме LM1875T выполнена на одной микросхеме — это LM1875T усилитель с выходной мощностью 20 Вт. Эта микросхема производится в корпусе TO-220 и с несколькими другими деталями обеспечивает мощность 20 Вт на громкоговоритель 4 или 8 ом.

Характеристики для такой схемы удовлетворительны. При соотношении сигнал / шум 105 дБ и коэффициенте искажения менее 0,04% для 1 кГц при 20, его вполне можно было бы использовать в качестве основы для стереоусилитель. Частотная характеристика простирается от 14 Гц до 100 кГц при измерении при 1 Вт RMS. Микросхема LM1875 имеет внутреннее ограничение по току 4А, предотвращающее повреждение в случае случайного замыкания выхода на корпус. Также включает в себя защиту, означающую, что ограничение по току динамически снижается в соответствии с напряжением на выходе. Поскольку такой маленький корпус должен рассеивать достаточно большую мощность, LM1875 также имеет встроенную тепловую защиту. Это эффективно отключает устройство, если чип микросхемы перегревается (примерно при 170 градусов по Цельсию). Принципиальная схема усилитель мощности на микросхеме LM1875T представлена на рисунке.

Коэффициент усиления с обратной связью усилителя устанавливается на 23 резисторами R6 22 кОм и R5 1 кОм на инвертирующем входе (вывод 2) в соответствии со стандартными правилами обратной связи не инвертирующего усилителя (т. е. Коэффициент усиления по напряжению = 22 кОм / 1k + 1 = 23). Конденсатор С2 22 мкФ, включенный последовательно с резистором R5, устанавливает нижний предел частотной характеристика усилителя. Еще одним фактором, влияющим на отклик нижних частот, является фильтр верхних частот на входе, образованный разделительным конденсатором C1 2,2 мкФ и резистором R3 22 кОм.

В целом, результатом является быстрый спад частотной характеристики ниже 10 Гц. После этого резистор R4 1k и конденсатор C6 330 пФ образуют фильтр нижних частот, устраняя проблемы с высокочастотным шумом на входе. В фильтрах используются неполяризованные электролитические конденсаторы (с маркировкой NP), потому что присутствующие напряжения слишком малы для обычных электролитов.

Да и еще один момент, входная цепь не подключена напрямую к заземлению источника питания, а проходит через резистор 10 Ом. Это мало влияет на схему с одним (моно) усилителем, но в стереосистеме помогает уменьшить токи, протекающие в заземляющей проводнике, которые могут ухудшить разделение между каналами. Наконец, резистор R7 1 Ом 1 Вт, соединенный последовательно с конденсатором С8 220нФ на выходе усилителя, образует цепь Цобеля, предназначенную для нейтрализации влияния индуктивности звуковой катушки динамика. Конструкция модуля усилителя довольно проста, все детали монтируются на печатной плате. Расположение компонентов показано на печатной плате представлено на рисунке.

Да и еще хотелось остановиться на источнике питания усилителя. Схема блока питания для усилителя приводится на рисунке.

В источнике питания используется сетевой трансформатор мощностью 80 Вт с двумя вторичными обмотками по 18В или одной обмоткой с центральным отводом 36В. Вторичная обмотка питает мостовой выпрямитель и фильтр, образованные диодами D1-D4 и двумя конденсаторами емкостью 4700 мкФ 35В. Выход составляет около ± 25В без нагрузки и подходит для питания одного или двух модулей усилителя.

При создании своего источника питания нужно обратить внимание, что напряжение на микросхему LM1875 не должно превышать ± 30В. Желательное использовать как рекомендуется ± 25В. На схеме также показан источник питания предварительного усилителя ± 15В на основе двух простых стабилизаторов на стабилитронах. Конечно это не является обязательным и его можно просто не использовать, если эти напряжения не требуются. На рисунке показано, расположение компонентов на печатной плате блока питания, а также разводка проводников.

В заключении хотелось добавить, что перед включением питания внимательно проверяем расположение и установку всех компонентов, а также возможные короткие замыкания. После этого устанавливаем предохранители и подключаем провода источника питания, обращая внимание на правильную полярность выводов. На этом этапе не подключаем громкоговоритель. Проверяем напряжение питания — оно должно не отличатся на 10% от номинального значения. И еще, проверяем напряжение на выходных клеммах громкоговорителя. Оно должно быть менее ± 50 мВ. Если все соответствует, подключаем громкоговоритель и подаем входной аудио сигнал для окончательной проверки.

Рубрики Технологии

© 2023 HamRadio • Создано с помощью GeneratePress

Предложение

PSU для усилителя на микросхеме LM1875T.

#5