Усилитель на TDA2005.

TDA2005 - микросхема мостовой или стерео усилитель на 20Вт. Собрать TDA2005 как мостовой усилитель можно например по такой схеме:

Рисунок 1 - Усилитель на TDA2005

Плату можно быстро изготовить из небольшого куска двустороннего фольгированного стеклотекстолита вырезанием канавок надфилем, отвёрткой или другими подходящими для этого инструментами:

 Микросхему лучше поставить на радиатор со специальной прокладкой для лучшего теплоотвода.

Для усилителя на TDA2005 нужно больше обвязки, поэтому он сложнее для сборки, чем для усилителя на ILA7056B но TDA2005 мощнее чем ILA7056.

TDA2005 можно нагрузить на динамик с активным сопротивлением обмотки 4Ом, питание при этом м.б. от 8 до 18В. Источник питания д.б. соответствующий т.е. на мощность не менее 20Вт но лучше чтобы он был хотя бы на 30Вт.
КАРТА БЛОГА (содержание)

Усилитель на микросхеме AN5265.

AN5265 это ещё одна (помимо ILA7056B) микросхема-усилитель применяющаяся в телевизорах. Для AN5265 нужно больше обвязки чем для ILA7056B но тем не менее на этой микросхеме тоже получается неплохой усилитель.

Рисунок 1 - Усилитель на микросхеме AN5265

Выводы 1 и 9 микросхемы можно объединить и подавать питание 9...12В от одного источника. Из схемы видно что выходной каскад усиления в данной микросхеме полумостовой (у ILA7056B выходной каскад - полный мост) поэтому нужны конденсаторы C6, C7. На вывод 6 подаётся обратная связь с выхода. На вывод 2, через конденсатор, подаётся входной сигнал. На вывод 4 подаётся напряжение (с делителя на резисторе R1) от 0 до +питания для регулировки громкости. Вывод 3 - для выключения звука. Весь усилитель можно разместить на небольшой плате.

Микросхему необходимо присоединить к радиатору для охлаждения. При работе с динамиком сопротивление обмотки которого 16Ом без радиатора микросхема нагревается сильно и возможно долго не проработает. На микросхеме AN5265 получается неплохой усилитель.

доп. проверка усилителя

КАРТА БЛОГА (содержание)

Усилитель на микросхеме ILA7056.

Изготовить хороший усилитель просто если использовать микросхему ILA7056B. Для работы этой микросхемы требуется небольшое количество дополнительных навесных элементов. Рассмотрим схему:

Рисунок 1 - Усилитель на микросхеме ILA7056B

Конденсатор C1 нужен для того чтобы "не пускать" постоянное напряжение на вывод 3 микросхемы, этот конденсатор помимо этого также немного ослабляет низкочастотные составляющие полезного сигнала поэтому его ёмкость можно (или даже нужно) увеличить. Остальные конденсаторы "убирают помехи". Резисторы R1 и R2 нужны для регулировки громкости, если регулировка громкости не нужна то вывод 5 микросхемы можно соединить с землёй (минусом питания) а элементы R1,R2,C4 можно убрать. Питать схему можно от любого источника стабилизированного напряжения 4.5-12В, если конденсатор C3 поставить с напряжением например 25В то можно повысить напряжение питания до 18В но не более т.к. микросхема ILA7056B рассчитана на питающие напряжения от 4.5В до 18В. BF1 - электромагнитный динамик, активное сопротивление его обмотки не должно быть слишком низким, рассеиваемая мощность микросхемы ILA7056B - несколько ватт, более точно эту мощность можно определить по формуле:
Рd(ta)=(150-Ta)/Rtj-a
где: 150 - максимально-допустимая рабочая температура p-n перехода (^оС); Rt j-a - тепловое сопротивление "p-n переход-окружающая среда": для микросхемы без внешнего дополнительного теплоотвода Rtj-a принимают не хуже чем 55 ^оС/Вт; Ta - температура окружающей среды (обычно комнатная температура примерно 22^оС). Для микросхемы, укрепленной на внешнем радиаторе:
Rtj-a=Rtj-c+Rtr-a
 где: Rtj-c - тепловое сопротивление p-n перехода-корпус микросхемы, но не хуже чем
10 ^оС/Вт; Rtr-a- тепловое сопротивление радиатор- окружающая среда, определяемое конструкцией радиатора. Данную микросхему лучше ставить на радиатор, если во время работы микросхема нагревается то лучше поставить динамик "послабее" а радиатор побольше. Достать данную микросхему можно например из платы от телевизора:

При сборке проблем возникнуть не должно т.к. всё очень просто!

Проверка работы на видео:

Расчёт мощности:

Температура окружающей среды Ta=^oC
Тепловое сопротивление p-n переход-окружающая среда^oC/Вт

Мощность Pd=Вт

КАРТА БЛОГА (содержание)

Усилитель звука своими руками 4.

Усилители звука описываемые в предыдущих статьях (например усилитель звука своими руками 3) рассчитаны на небольшую мощность, питание от +5В и на работу с пьезодинамиком. На рисунке 1 приведена схема усилителя который мощнее предыдущих.

Рисунок 1 - Усилитель звука

 Усилитель состоит из трёх каскадов:
1) Каскад предварительного усиления на VT1,
2) Каскад промежуточного усиления на VT2,
3) Выходной каскад - двухтактный эмиттерный повторитель на транзисторах VT3-VT6.
Выход каскада промежуточного усиления непосредственно связан с входом выходного каскада. Резистор R8 и конденсатор C3 создают отрицательную обратную связь необходимую для того чтобы динамик не издавал звуки в отсутствии звуков на входе.
Транзисторы КТ801А я установил на радиаторы:

без термопасты, просто контактные поверхности хорошо прочищены стёркой и щёткой.

После сборки усилителя для настройки убираются R8, C3, C4, BF1 (или собирается пока без R8, C3, C4, BF1) и устанавливается +9В на коллекторе VT2, резистором R10.

 Может получиться примерно так:

Можно на всякий случай, перед проверкой, установить +9В на коллекторе VT1:

После подачи питания +18В необходимо убедиться в том что транзисторы КТ801А не нагреваются. Если они нагреваются то можно подстроить R10 так чтобы они не нагревались. После того как R10 правильно настроен то его лучше не трогать. Если после подачи питания динамик сильно шумит то можно подстроить R5 так чтобы шум пропал.
Может получиться примерно так:

Резистором R5 также можно регулировать громкость. Микрофон BM1 и резистор R1 можно убрать а вместо них подвести к конденсатору C1 напряжение которое необходимо усиливать и преобразовывать в звук.

В общем, я думаю, получился нормальный практически применимый усилитель звука.

Усилитель звука своими руками 3.

В статье усилитель звука своими руками приведена схема усилителя звука на транзисторах которая обладает недостатками. Один из недостатков это усиление ненужных шумов. Устранить этот недостаток можно введением отрицательной обратной связи. Можно ввести регулируемую отрицательную обратную связь в каждый каскад. Для этого можно поставить в цепи эмиттеров подстроечные резисторы. Схема на рисунке 1 имеет регулируемую отрицательную обратную связь в каждом каскаде и лишена некоторых других недостатков предыдущих схем.

Рисунок 1 - Схема усилителя

Резистор R4 создаёт отрицательную обратную связь в первом каскаде R7- во втором. R4 также задаёт рабочую точку транзистора VT1 в первом каскаде, R7- рабочую точку VT2 (это является недостатком данной схемы но на практике не сильно мешает её работе (если правильно подобрать R2 и R5)).
Для сборки схемы понадобятся детали:

Собирается схема любым удобны способом но так чтобы она могла при этом работать. Проводники соединяющие элементы имеют паразитные ёмкости, индуктивности и активные сопротивления поэтому они должны: быть как можно более короткими, по возможности не создавать большие площади пересечения на небольших расстояниях друг от друга и не иметь слишком большого активного сопротивления. Также эти проводники "ловят" разные электромагнитные поля. Введение отрицательной обратной связи делает эти нюансы менее важными.

Резисторы 130кОм заменены на 100кОм+33кОм т.к. 2х по 130кОм не было "под рукой" на момент сборки, но это не очень важно.
После сборки на схему подаётся питание +5В и подстроечными (или переменными) резисторами устанавливаются рабочие точки и отсутствие сильного шума в динамике.

Усилитель усиливает звук и добиться его нормальной работы теперь намного проще.

Усилитель звука на транзисторе.

Схема двухкаскадного усилителя звука (в более ранней статье) усиливает звук но добиться нормальной её работы без сильного дополнительного шума в пьезодинамике трудно, поэтому придумана другая более простая схема усилителя: 

Рисунок 1 - Усилитель звука на транзисторе

В этой схеме используется один транзистор который желательно выбрать с большим коэффициентом передачи тока. Резистор R3 поставлен с большим чем в предыдущей схеме сопротивлением. Большее сопротивление в цепи коллектора увеличивает коэффициент усиления по напряжению но нагрузочная способность усилителя при этом падает. Пьезодинамик обладает большим сопротивлением и можно подумать что он почти не потребляет ток и нагрузочная способность в данном случае не очень важна, но это не так сопротивление резистора R3 не следует выбирать слишком большим иначе усилитель не будет усиливать звук. Настройку такого усилителя произвести проще чем предыдущего. Напряжение на коллекторе VT1 должно быть подстроено (резистором R2) до половины напряжения питания.

Это напряжение на коллекторе VT1 не должно "сильно скакать".

Данный усилитель усиливает слабее чем предыдущий но зато дополнительный шум в динамике меньше. Если поднести микрофон к динамику то в динамике будет слышен сильный дополнительный шум.

Усилитель звука своими руками.

В статье двухкаскадный усилитель постоянного тока приведены схемы усилителей постоянного напряжения (неудачный и более менее работающий). После извлечения уроков из неудач при создании усилителей постоянного напряжения создана схема усилителя переменного напряжения. Схема приведена на рисунке 1:

Рисунок 1 - Усилитель 
(др. улучшенный усилитель от 5в с оос)

Рабочую точку транзистора VT1 первого каскада задает делитель напряжения на подстроечном резисторе R2, это позволяет настроить усилитель и обойтись без неточных расчётов. Питание на схему можно подавать с USB порта через разъём (стоит не дорого) или с другого источника питания с напряжением 5в. Конденсаторы можно поставить большей ёмкости. Резистор R1 можно поменять местами с микрофоном. BF1 - пьезодинамик. Можно попробовать питать схему и от большего напряжения. Можно попробовать поставить другие n-p-n транзисторы. Но с данным напряжением питания и транзисторами схема работала.

Плата может быть сделана из небольшого куска двухстороннего фольгированного стеклотекстолита, текстолита или гетинакса (или вообще можно попробовать собрать без платы). 

Пример разводки платы показан на фотографии:

 Для настройки схемы между коллектором транзистора VT2 и минусом питания (землёй) подключается вольтметр после чего подстроечным резистором R2 устанавливается (т.е. крутиться его ручка) напряжение на вольтметре близкое к 2.5в (т.е. половина питания). Может получиться так что это напряжение сильно "скачет" (вольтметр не показывает постоянно одно напряжение), в этом случае необходимо сделать (резистором R2) так чтобы это напряжение "скакало" около половины напряжения питания.

Схема усиливает звук от наушника. Если поднести микрофон к динамику то возникает сильная обратная связь и динамик сильно шумит. Может получиться так что динамик сильно шумит просто так, при подключенном питании, в этом случае схему следует собрать по другому.

Усиление в схеме с общим эмиттером.

Ранее, в этом блоге был описан расчёт элементов схемы усилителя постоянного тока на транзисторе КТ315Б. Основным элементом осуществляющим усиление, в такой схеме, является транзистор. Проще всего понять процесс усиления можно сравнивая делитель напряжения, на резисторах, с той частью схемы где происходит усиление:

Рисунок 1 - а) усилитель, б) делитель напряжения

На рисунке 1б показан делитель напряжения, верхний резистор Rд1 имеет фиксированное
сопротивление которое не меняется, нижний резистор Rд2 является переменным (или подстроечным) резистором и его сопротивление зависит то положения движка. Представим этот резистор в виде блока, в который втекает ток Iупр и что положение движка меняется в зависимости от тока Iупр таким образом: чем больше ток Iупр тем ниже находится движок и следовательно сопротивление резистора Rд2 меньше, чем меньше ток Iупр тем выше находится движок и следовательно сопротивление резистора Rд2 больше. С некоторыми допущениями, схема на рисунке 1б аналогична схеме на рисунке 1а.
     У биполярного транзистора, показанного на рисунке 1а, есть три вывода: эмиттер, коллектор и база по ним текут токи Iэ, Iк и Iб соответственно. Направления этих токов показаны на рисунке 1а стрелочками. Значения этих токов связаны друг с другом соотношением:

т.е. ток эмиттера Iэ складывается из тока базы Iб и тока коллектора Iк, но учитывая что ток базы Iб намного меньше тока коллектора Iк, пренебрегаем током базы Iб. Запишем выражение:

Т.е. полагаем что через транзистор от коллектора к эмиттеру течет ток коллектора Iк а ток базы просто втекает в транзистор (на самом деле это не так но это: помогает понять процесс усиления и упрощает расчёты). Приняв такое допущение можно записать:

Где h21э - коэффициент передачи тока транзистора в схеме с общим эмиттером, его приводят в справочниках по транзисторам. Этот коэффициент показывает во сколько раз ток коллектора больше тока базы, h21э - коэффициент усиления тока. Из схемы на рисунке 1а можно, по второму закону Кирхгофа, записать выражение для нахождения напряжения на выходе усилителя Uвых:

Подставив (3) в (4) получим:

Из выражения (5) можно найти напряжение на выходе усилителя зная ток базы. 

кт315а кт315б кт315в кт315г кт315д кт315е кт315ж кт940 (а-в) кт3102а кт3102б кт3102в кт3102г кт3102д кт3102е кт331а кт331б кт331в кт331г кт332а кт332б кт332в кт332г кт332д кт333а кт333б кт333в кт333г кт333д кт333е кт340а кт340б кт340в кт340д кт342а кт342б кт342в кт348а кт348б кт348в кт358а кт358б кт358в кт359а кт359б кт359в кт369а кт369б кт369в кт369г кт373а кт373б кт373в кт373г кт379а кт379б кт379в кт379г кт384а кт384ам кт385а кт385ам кт391а-2 кт391б-2 кт391в-2 ктс395а ктс395б кт306а кт306б кт306в кт306г кт306д гт311е гт311ж гт311и
h21э min =
h21э max =