Усилитель с фильтром для сабвуфера – простая схема
Содержание
- 1 Схема фильтра с УМЗЧ сабвуфера
- 2 Описание работы схемы усилителя
- 3 Сборка сабвуфера
Вещь, о которой мы сейчас расскажем, как понятно из названия статьи, является самодельным усилителем для сабвуфера, в народе называемом “Саб”. Устройство имеет активный фильтр НЧ, построенный на операционных усилителях, и сумматор, обеспечивающий ввод сигнала с выхода стерео.
Поскольку сигнал для схемы берется с выходов на акустические системы, нет необходимости вмешательства в работающий усилитель. Получение сигнала с динамиков имеет еще одно преимущество, а именно – позволяет сохранить постоянное соотношение громкости сабвуфера к стереосистеме.
Естественно, усиление канала сабвуфера можно регулировать с помощью потенциометра. После отфильтровывания высоких частот и выделения низких (20-150 Гц), звуковой сигнал усиливается с помощью микросхемы TDA2030 или TDA2040, TDA2050.
Схема фильтра с УМЗЧ сабвуфера
Схема принципиальная ФНЧ и УМЗЧ сабвуфераОписание работы схемы усилителя
Стерео сигнал подается на разъем In через C1 (100nF) и R1 (2,2 М) на первом канале и C2 (100nF) и R2 (2,2 М), в другом канале. Затем он поступает на вход операционного усилителя U1A (TL074). Потенциометром P1 (220k), работающем в цепи обратной связи усилителя U1A, выполняется регулировка усиления всей системы. Далее сигнал подается на фильтр второго порядка с элементами U1B (TL074), R3 (68k), R4 (150к), C3 (22nF) и C4 (4,7 nF), который работает как фильтр Баттерворта. Через цепь C5 (220nF), R5 (100k) сигнал поступает на повторитель U1C, а затем через C6 (10uF) на вход усилителя U2 (TDA2030).
Конденсатор С6 обеспечивает разделение постоянной составляющей сигнала предусилителя от усилителя мощности. Резисторы R7 (100k), R8 (100k) и R9 (100k) служат для поляризации входа усилителя, а конденсатор C7 (22uF) фильтрует напряжение смещения.
Элементы R10 (4.7 k), R11 (150к) и C8 (2.2 uF) работают в петле отрицательной обратной связи и имеют задачу формирования спектральной характеристики усилителя. Резистор R12 (1R) вместе с конденсатором C9 (100nF) формируют характеристику на выходе. Конденсатор C10 (2200uF) предотвращает прохождение постоянного тока через динамик и вместе с сопротивлением динамика определяет нижнюю граничную частоту всего усилителя.
Защитные диоды D1 (1N4007) и D2 (1N4007) предотвращают появление всплесков напряжений, которые могут возникнуть в катушке динамика. Напряжение питания, в пределах 18-30 В подается на разъем Zas, конденсатор C11 (1000 – 4700uF) – основной фильтрующий конденсатор (не экономьте на его ёмкости). Стабилизатор U3 (78L15) вместе с конденсаторами C12 (100nF), C15 (100uF) и C16 (100nF) обеспечивает подачу напряжения питания 15 В на микросхему U1. Элементы R13 (10k), R14 (10k) и конденсаторы C13 (100uF), C14 (100nF) образуют делитель напряжения для операционных усилителей, формируя половину напряжения питания.
Сборка сабвуфера
Вся система паяется на печатной плате. Монтаж следует начинать от впайки двух перемычек. Порядок установки остальных элементов любой. В самом конце следует впаивать конденсатор C11 потому что он должен быть установлен лежа (нужно согнуть соответствующим образом ножки).
Плата печатная для устройстваВходной сигнал должен быть подключен к разъему In с помощью скрученных проводов (витой пары). Микросхему U2 обязательно необходимо оснастить радиатором большого размера.
Схему следует питать от трансформатора через выпрямительный диодный мост, фильтрующий конденсатор стоит уже на плате. Трансформатор должен иметь вторичное напряжение в пределах 16 – 20 В, но чтобы после выпрямления оно не превышало 30 В. К выходу следует подключить сабвуфер с хорошими параметрами – от головки очень многое зависит.
Простой самодельный стереоусилитель с сабвуфером (TL074, LM3875)
Принципиальная схема трехканального 2+1 аудио усилителя мощности на микросхемах TL074, LM3875, выходная мощность порядка 40 Ватт.
При построении стереосистемы по трехканальной схеме, комплексный стереосигнал разделяют на две полосы, средневысокочастотную и низкочастотную.
Причем, низкочастотный канал делают общим для обоих стерео каналов и подают на отдельный низкочастотный усилитель, нагруженный на низкочастотную акустическую систему (так называемый, сабвуфер), а средне-высокочастотных каналов два — по одному на каждый стереоканал. Сигналы средне-высокочастотных каналов подают на обычный стереоусилитель, нагруженный широкополосными или средне-высокочастотными акустическими системами.
Усилитель обладает следующими техническими характеристиками:
- Номинальная выходная мощность на канал, на нагрузке 8 Ом — 40 Ватт.
- КНИ при номинальной мощности не более — 0,06%.
- КНИ при выходной мощности 1 Ватт, на нагрузке 8 От, не более — 0,02%.
- Максимальная выходная мощность на канал, на нагрузке 8 Ом — 60 Ватт.
- КНИ при максимальной выходной мощности не более — 5%.
- Общий частотный диапазон при общей неравномерности характеристики 3 Дб — 10-30000Гц.
- Отношение сигнал/шум = 80 Дб.
- Входное сопротивление — 47кОм.
- Глубина разделения НЧ и СЧ-ВЧ каналов = 24 Дб на октаву.
- Номинальное напряжение входного сигнала — 1В.
Такая схема позволяет, без ухудшения восприятия стереоэффекта и низкочастотной составляющей, оптимизировать стереосистему как по цене (хорошие низкочастотные динамики обычно дороги), так и по занимаемому в помещении пространству (одну крупную низкочастотную АС располагают внизу посредине между разнесенных двух более компактных средне-высокочастотных акустических систем).
Для качественного воспроизведения стереосигнала необходимо, чтобы было обеспечено хорошее разделение каналов, так как, попадание средне-высокочастотных составляющих в низкочастотный канал сужает зону стереоэффекта, а попадание низкочастотной составляющей в средне-высокочастотные каналы ведет к искажениям звука из-за неспособности средне-высокочастотных АС хорошо воспроизводить низкие частоты.
Наилучшие результаты дают двух-трехзвенные активные фильтры на операционных усилителях.
На рисунке приводится схема УМЗЧ, у которого на входе имеется фильтр-формирователь трехполосного сигнала, сделанный на основе двухзвенных активных фильтров. Входной стереосигнал поступает на разъемы INL и INR. Каналы средне-высокочастотные сделаны на микросхемах А1 и А2 по схемам фильтров ВЧ.
На операционных усилителях А1.1 и А2.1 сделаны входные повторители. Это буферные каскады. Далее следуют по два каскада фильтров ВЧ (А1.2-А1.3 и А2.2-А2.3), настроенные на выделение полосы сигнала выше 240 Гц. Подавление низкочастотной составляющей 24 дб. на октаву. Подстроечные резисторы R15 и R16 служат для установки номинальных уровней громкости.
Для получения низкочастотного канала стереосигналы сначала поступают на микшер, выполненный на ОУ А3.1. Входное сопротивление микшера составляет 10 кОм, а выходные сопротивления операционных усилителей А1.1 и А2.1, -около 100 От. Поэтому, микшер практически не ухудшает разделения средневысокочастотных стереоканалов.
Рис. 1. Принципиальная схема трехканального усилителя мощности, стерео и сабвуфер на микросхемах TL074, LM3875.
Полученный монофонический сигнал с выхода А3.1 поступает на двухзвенный фильтр НЧ на операционных усилителях АЗ.2 и А3.3. Фильтр настроен на выделение частот ниже 240 Гц. Далее следует резистор R27 для установки уровня громкости низкочастотного канала.
Питается фильтр от двухполярного источника напряжением ±12V. Это напряжение берется с отдельного выпрямителя источника питания, который служит источником питания усилителя мощности. Напряжение источника питания фильтра может быть от ±8 до ±15V, — это может быть любой двуполярный источник, даже не стабилизированный.
Важно чтобы у него хорошо соблюдалось равенство по модулю разнополярных напряжений. Усилитель мощности выполнен на трех интегральных УМЗЧ на микросхемах А4, А5 и А6 типа LМ3875. Микросхемы включены почти по типовой схеме включения. Отличие от типовой схемы в параметрах цепей ООС.
Здесь чтобы исключить применение в ООС электролитических конденсаторов, которые являются источниками шума и искажений, решено было просто отказаться от этих конденсаторов вообще.
Ведь микросхемы LМ3875 являются по всем характеристикам мощными операционными усилителями, и наличие конденсатора в цепи ООС имеет смысл только в случае необходимости создания частото-зависимой ООС, что здесь не требуется, либо как разделительный конденсатор при питании микросхемы от однополярного источника, что здесь, при питании от двухполярного источника, так же не требуется.
Лабораторные испытания микросхемы LМ3875 при включении без конденсатора в цепи ООС и без разделительного конденсатора на входе показали отличную работоспособность такого варианта включения. Причем при этом варианте включения АЧХ становится более линейной, что особенно важно при работе по НЧ.
Коэффициент усиления каждой ИМС LМ3875 при необходимости можно подкорректировать изменением сопротивлений R19, R20 и R29, соответственно. При возникновении самовозбуждения по ВЧ параллельно этим резисторам нужно включить по конденсатору небольшой емкости (100-1000 пФ), которую подобрать экспериментально. Усилитель мощности питается нестабилизированным напряжением ±30V.
Фильтр сделан на трех микросхемах ТL074, в корпусе каждой по четыре операционных усилителя. При этом по одному ОУ остается свободным. Микросхемы можно заменить на ТL064, LМ324, LМ2902 или КМ1401УД4. Эти подходят полностью.
Можно использовать микросхему КМ1401УД2, но нужно знать, что питание на неё подается наоборот (на 11-й вывод плюс, на 4 — минус).
С успехом можно применить и другие ОУ, например, 9 штук одинарных ОУ К140УД608. При необходимости фильтр можно настроить на другую частоту раздела. Резисторы и конденсаторы можно рассчитать исходя из формулы:
где, F — частота в кГц, R — сопротивление в кОм, С — емкость в мкФ.
Причем, резисторы R9, R10, R13, R14, R23, R24, R25, R26 принимаются как R, а резисторы R7, R8, R11, R12 принимаются как 2R, конденсаторы С5, С7, С6, С8, С11, С10, С9, С12, С14, С16 принимаются как С, а конденсаторы С15 и С17 принимаются как 2С.
Конденсаторы С1-С19 должны быть на напряжение не ниже 25У. Конденсаторы С20-С26 должны быть на напряжение не ниже 63V.
Микросхемы УМЗЧ А4-А6 необходимо установить на радиаторы. Желательно обеспечить принудительное охлаждение с помощью вентилятора (например, от блока питания персонального компьютера).
Попцов Г. РК-2014-11.
TL074CN Low Noise J-FET Quad Operational Amplifiers Datasheet PDF Download
Catalog
Features |
Description |
Order Code |
Pin Connections |
Схематическая диаграмма |
Абсолютные максимальные номинальные значения |
Электрические характеристики |
Parameter Measurement Information |
Typical Applications |
TL074CN Datasheet |
TL074CN FAQ |
Features
■ Wide common-mode (до Vcc+) и диапазон дифференциального напряжения
■ Низкое входное смещение и ток смещения
■ Низкий уровень шума e n = 15 нВ/√Гц (тип.
)
■ Защита от короткого замыкания на выходе
■ Высокое входное сопротивление Входной каскад J-FET
■ Низкие гармонические искажения: 0,01 % (тип.) : 13 В/мкс (тип.)
Описание
TL074, TL074A и TL074B — это быстродействующие операционные усилители с четырьмя входами на J-FET, включающие хорошо согласованные высоковольтные J-FET и биполярные транзисторы в монолитной интегральной схеме.
Устройства отличаются высокими скоростями нарастания, малыми входными токами смещения и смещения, а также низким температурным коэффициентом напряжения смещения.
Код заказа
Номер детали
|
Диапазон температур
| Упаковка | |
Н | Д | ||
ТЛ074М/АМ/БМ | -55°С, +125°С | · | · |
ТЛ074И/АИ/БИ | -40°С, +105°С | · | · |
ТЛ074К/АК/БК | 0°С, +70°С | · | · |
Пример: TL074IN | |||
N = Двойной линейный пакет (DIP)
D = Малый контурный пакет (SO) — также доступен в виде ленты и катушки (DT)
Подключения контактов Схематическая диаграмма Абсолютные максимальные оценкиПараметр | ТЛ074М, АМ, БМ | TL074I, АИ, БИ | TL074C, АС, БК | Блок | |
ВКЦ | Напряжение питания — примечание 1) | ±18 | В | ||
Ви | Входное напряжение — примечание 2) | ±15 | В | ||
вид | Дифференциальное входное напряжение — примечание 3) | ±30 | В | ||
Общий | Рассеиваемая мощность | 680 | мВт | ||
| Длительность короткого замыкания на выходе — примечание 4) | Бесконечный |
| ||
Топер | Диапазон рабочих температур наружного воздуха | от -55 до +125 | от -40 до +105 | от 0 до +70 | °С |
ЦТГ | Диапазон температур хранения | от -65 до +150 | °С | ||
1.
Все значения напряжения, за исключением дифференциального напряжения, относятся к нулевому опорному уровню (земле) питающих напряжений, где нулевой опорный уровень является средней точкой между VCC+ и VCC-.
2. Величина входного напряжения никогда не должна превышать величину напряжения питания или 15 вольт, в зависимости от того, что меньше.
3. Дифференциальные напряжения представляют собой неинвертирующий вход по отношению к инвертирующему входу.
4. Выход может быть закорочен на землю или на любой источник питания. Температура и/или напряжение питания должны быть ограничены, чтобы гарантировать, что номинал рассеивания не будет превышен.
Электрические характеристики
В CC = ±15 В, T акр = +25°C (если не указано иное)
Символ
| Параметр
| ТЛ074И, М, АК, АИ, АМ, БК, БИ, БМ | TL074C | Блок
| ||||
Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Тип. | Макс. | |||
Вио | Входное напряжение смещения (Rs = 50 Вт) Tокр = +25°C TL074 ТЛ074А ТЛ074Б Tmin £ Tamb £ Tmax TL074 TL074A TL074B |
|
3 3 1 |
10 6 3 13 7 5 |
|
3 |
10
13 | мВ |
ДВио | Дрейф входного напряжения смещения |
| 10 |
|
| 10 |
| мВ/°С |
Ио | Входной ток смещения — примечание 1) Tокр = +25°C Tмин £ Tокр £ Tмакс |
|
5 |
100 4 |
|
5 |
100 10 |
пА нА |
Ииб | Входной ток смещения — примечание 1 Tокр = +25°C Tмин £ Tокр £ Tмакс |
|
20 |
200 20 |
|
30 |
200 20 |
пА нА |
Авд | Коэффициент усиления по напряжению большого сигнала (RL = 2 кВт, Vo = ±10 В) Tокр = +25°C Tмин £ Tокр £ Tмакс |
50 25 |
200 |
|
25 15 |
200 |
| В/мВ |
СВР | Коэффициент подавления напряжения питания (RS = 50 Вт) Tокр = +25°C Tмин £ Tокр £ Tмакс |
80 80 |
86 |
|
70 70 |
86 |
| дБ |
МТП | Ток питания, без нагрузки, на усилитель Tamb = +25°C Tмин £ Tокр £ Tмакс |
|
1,4 |
2,5 2,5 |
|
1,4 |
2,5 2,5 | мА |
Викм | Диапазон входного синфазного напряжения | ±11 | +15 -12 |
| ±11 | +15 -12 |
| В |
CMR | Коэффициент подавления синфазного сигнала (RS = 50 Вт) Tокр = +25°C Tмин £ Tокр £ Tмакс |
80 80 |
86 |
|
70 70 |
86 |
| дБ |
Иос | Выходной ток короткого замыкания Tamb = +25°C Tмин £ Tокр £ Tмакс |
10 10 |
40 |
60 60 |
10 10 |
40 |
60 60 | мА |
±Вопп | Колебание выходного напряжения Tокр = +25°C RL = 2кВт RL = 10кВт Tmin £ Tamb £ Tmax RL = 2 кВт RL = 10 кВт |
10 12 10 12 |
12 13,5 |
|
10 12 10 12 |
12 13,5 |
| В |
СР | Скорость нарастания (Tокр = +25°C) Vin = 10 В, RL = 2 кВт, CL = 100 пФ, единичный коэффициент усиления |
8 |
13 |
|
8 |
13 |
| В/мс |
т. | Время нарастания (Tокр = +25°C) Vin = 20 мВ, RL = 2 кВт, CL = 100 пФ, единичное усиление |
|
0,1 |
|
|
0,1 |
| мс |
Ков | Перерегулирование (Tокр = +25°C) Vin = 20 мВ, RL = 2 кВт, CL = 100 пФ, единичное усиление |
|
10 |
|
|
10 |
| % |
| фунтов стерлингов | Произведение коэффициента усиления (Tокр = +25°C) Vin = 10 мВ, RL = 2 кВт, CL = 100 пФ, f = 100 кГц |
2 |
3 |
|
2 |
3 |
| МГц |
Ри | Входное сопротивление |
| 1012 |
|
| 1012 |
| Вт |
р.
Повторитель напряжения
Инвертирующий усилитель с коэффициентом усиления 100004
Усилитель распределения аудио
Положительный отзыв.
Спецификация
TL074CN Часто задаваемые вопросы
Что такое прецизионный операционный усилитель?
Этот прецизионный однофункциональный операционный усилитель специализированное устройство, которое отличается чрезвычайно низким смещением напряжения, дрейфом смещения и входным током смещения, а также балансирует полосу пропускания, шум и мощность рассеяния .
Почему в операционных усилителях используется отрицательное питание?
Операционные усилители не производят напряжение или ток. Они позволяют большему или меньшему току проходить от источника питания к выходу. Чтобы получить отрицательное напряжение от операционного усилителя , вы должны подать на него блок питания с отрицательным напряжением. Выход операционного усилителя ограничен тем, что доступно на шинах питания.
В чем основные различия между операционным усилителем и инструментальным усилителем?
Операционные усилители имеют два входа и один выход .
Инструментальные усилители обычно имеют три входа (ref — это вход), средство регулировки усиления и один выход.
TL074 Операционный усилитель IC Распиновка, характеристики, эквивалент и техническое описание
23 июня 2018 — 0 комментариев
Номер контакта | Название контакта | Описание |
1,7,10,16 | Выходные контакты операционного усилителя | Это выходные контакты четырех операционных усилителей |
2,6,11,15 | Входные инвертирующие контакты | Это входные инвертирующие контакты четырех операционных усилителей |
3,5,12,14 | Входные неинвертирующие контакты | Это входные неинвертирующие контакты четырех операционных усилителей |
4 | Вкк (+) | Положительная шина питания операционного усилителя |
13 | Вкк (-) | Отрицательная шина питания операционного усилителя |
Характеристики и характеристики
- Счетверенный входной операционный усилитель на полевых транзисторах
- Типичное рабочее напряжение: от +15 В до -15 В
- Максимальное рабочее напряжение: 36 В
- Входной ток смещения: 65 пА
- Коэффициент подавления синфазного сигнала CMRR: 100 дБ
- Низкий уровень входного напряжения: 0,8 В (макс. )
- Задержка распространения (Pd) / Время перехода: 29нс (макс.)
- Низкий входной ток смещения и смещения
- Выход Защита от короткого замыкания
- Доступен в 14-контактных корпусах PDIP, SO-14, TSSOP с такими вариантами, как TL74A, TL74AB, TL74AC и TL74L.
)
Примечание. Полную техническую информацию по можно найти в техническом описании микросхемы TL074 , приведенном в конце этой страницы.
TL074 Эквивалент
LM324
Альтернативы OP-AMPS
LM741A, LM741C, LM709C, LM201, MC1439 и LM748
AMIFLIRIFLIRIL ICS , ISLIF ISLIRIFLIR. Операционные усилители внутри него и каждый операционный усилитель можно использовать независимо.
Главной отличительной чертой операционных усилителей TL074 является то, что они включают высоковольтный JFET и биполярные транзисторы, которые помогают транзистору иметь очень высокое входное сопротивление и низкий ток смещения.
Кроме того, этот операционный усилитель имеет низкий уровень шума и гармонических искажений, что делает его идеальным выбором для предварительных усилителей звука. Так что, если вы ищете микросхему операционного усилителя с четырехъядерным корпусом и JFET, то эта микросхема может быть для вас правильным выбором.0005
Как использовать операционный усилитель TL074
TL074 очень похож на операционный усилитель LM324, они оба имеют четыре операционных усилителя внутри и имеют одинаковые выводы. Однако они немного отличаются по своим характеристикам, так как TL074 имеет внутри JFET. Если вам интересно узнать о нескольких прикладных схемах этой ИС, вы можете прочитать, как используется LM324, поскольку обе ИС используют одни и те же приложения.
TL074 Рекомендации по проектированию операционных усилителей
Операционные усилители, как мы знаем, являются рабочей лошадкой для большинства электронных схем. Существует множество схем применения операционных усилителей, каждая из которых имеет свои характеристики и значение по-своему.
Но каждый проект ОУ будет иметь некоторые общие соображения или советы по проектированию, которые являются общими для них, и мы обсудим их далее.
Входы: Операционные усилители известны своим высоким входным сопротивлением, что означает, что они не потребляют ток (или не нарушают) сигнал, подаваемый на входной контакт. Входной каскад операционного усилителя в основном сложен, поскольку включает в себя множество каскадов. Значение входного синфазного диапазона необходимо учитывать при подаче сигналов напряжения, потому что входное напряжение никогда не должно превышать напряжение на шине, иначе оно создаст условия фиксации, которые, в свою очередь, создадут короткое замыкание напряжения питания и, таким образом, повредят цепь. постоянно. Также разница между значениями напряжения на инвертирующем и неинвертирующем контакте не должна превышать номинального дифференциального входного напряжения.
Выход: TL074 не является операционным усилителем, работающим от сети к сети, поэтому выходное напряжение не достигает максимального положительного или максимального отрицательного напряжения при насыщении.
Оно всегда будет на ~2 В меньше напряжения питания, это падение напряжения происходит из-за падения напряжения Vce на транзисторах внутри операционного усилителя. Также помните, что насыщенный операционный усилитель потребляет сравнительно больше тока и, следовательно, приводит к потере мощности.
Усиление/обратная связь: Операционные усилители известны своим очень большим коэффициентом усиления разомкнутого контура, но, к сожалению, этот коэффициент усиления сопровождается шумом, поэтому большинство схем спроектированы с использованием замкнутого контура. Система с обратной связью обеспечивает обратную связь на входе, что ограничивает значение усиления операционного усилителя и связанный с ним шум. Отрицательная обратная связь обычно предпочтительнее, поскольку она имеет предсказуемое поведение и стабильную работу.
Заделка неиспользуемых контактов операционного усилителя
Для интегральных схем, таких как TL074 , которые имеют корпус в стиле четырех операционных усилителей, часто существует большая вероятность того, что в конструкции не используются все доступные четыре операционных усилителя.
В этом случае очень важно правильно отключить неиспользуемый операционный усилитель. В противном случае неиспользуемые контакты будут создавать некоторую оставшуюся емкость, которая может улавливать шум и влиять на производительность, а также операционные усилители без оконечной нагрузки будут потреблять больше энергии, что снижает эффективность конструкции. Существует много способов окончить операционный усилитель в зависимости от вашей конструкции, но наиболее часто используемый метод показан ниже.
Здесь операционный усилитель работает в диапазоне напряжений V dd и V ss . Для подключения операционного усилителя инвертирующий контакт операционного усилителя подключается к выходному контакту, а неинвертирующий контакт снабжается источником постоянного напряжения. Это постоянное напряжение может иметь любое значение, но должно находиться в пределах напряжения питания (диапазон напряжения общего режима). Следовательно, эти два резистора не являются обязательными, поскольку любое доступное напряжение в этом конкретном диапазоне от схемы может использоваться для согласования неинвертирующего вывода операционного усилителя.
