1. Мікросхема TDA7294 і її особливості
2. Технічні характеристики
3. Відмінність в корпусах
4. комплекс захистів
5. Підсилювач потужності на TDA7294
6. Структурна схема підсилювача
7. Блок живлення для TDA7294
8. Блок управління режимами Mute і Stand-By
9. Підсилювач на TDA7294 за звичайною схемою
10. Підсилювач на TDA7294 по бруківці схемою
11. Універсальна плата для TDA7294
12. Збірка і налагодження
13. висновок
14. список файлів

Оновлене: 27.04.2016

Відмінний підсилювач для будинку можна зібрати на мікросхемі TDA7294. Якщо ви не сильні в електроніці, то такий підсилювач ідеальний варіант, він не вимагає тонкої настройки і налагодження як транзисторний підсилювач і простий в побудові на відміну від лампового підсилювача.

Мікросхема TDA7294 випускається ось вже протягом 20 років і до сих пір не втратила своєї актуальності, і як і раніше затребувана в колу радіоаматорів. Для початківця радіоаматора, ця стаття стане гарною підмогою для знайомства з інтегральними підсилювачами звукової частоти.

У цій статті я постараюся докладно розписати пристрій підсилювача на TDA7294. Основний акцент зроблю на стерео підсилювачі, зібраному за звичайною схемою (1 мікросхема на канал) і коротко розповім про бруківку схему (2 мікросхеми на канал).

Мікросхема TDA7294 і її особливості

TDA7294 - дітище компанії SGS-THOMSON Microelectronics, ця мікросхема є підсилювач низької частоти AB класу, і побудована на польових транзисторах.

З переваг TDA7294 можна відзначити наступне:

• вихідна потужність, при спотвореннях 0,3-0,8%:
  • 70 Вт для навантаження опором 4 Ом, звичайна схема;
  • 120 Вт для навантаження опором 8 Ом, бруківка схема;
• функція приглушення (Mute) і функція режиму очікування (Stand-By);
• низький рівень шумів, малі спотворення, діапазон частот 20-20000 Гц, широкий діапазон робочих напруг - ± 10-40 В.

Технічні характеристики

призначення висновків

Зверніть увагу. Корпус мікросхеми пов'язаний з мінусом харчування (висновки 8 і 15). Не забувайте про ізоляцію радіатора від корпусу підсилювача або ізоляцію мікросхеми від радіатора, встановивши її через термопрокладку.

Також хочу зауважити, що в моїй схемі (як і в даташіте) немає поділу вхідних і вихідних «земель». Тому в описі і на схемі визначення «загальний», «земля», «корпус», GND слід сприймати як поняття одного спрямування.

Відмінність в корпусах

Мікросхема TDA7294 випускається двох видів - V (вертикальний) і HS (горизонтальний). TDA7294V, маючи класичне вертикальне виконання корпусу, першою зійшла з конвеєра і до теперішнього часу є найбільш поширеною та доступною.

комплекс захистів

Мікросхема TDA7294 має ряд захистів:

• захист від перепадів напруги живлення;
• захист вихідного каскаду від короткого замикання або перевантаження;
• тепловий захист. При нагріванні мікросхеми до 145 ° С включається режим приглушення (Mute), а при 150 ° С включається режим очікування (Stand-By);
• захист висновків мікросхеми від електростатичних розрядів.

Підсилювач потужності на TDA7294

Мінімум деталей в обв'язці, проста друкована плата, терпіння і свідомо придатні деталі дозволять вам без труднощів зібрати недорогий УМЗЧ на TDA7294 з чистим звучанням і хорошою потужністю для домашнього використання.

Ви можете підключити даний підсилювач безпосередньо до лінійного виходу звукової карти комп'ютера, тому що номінальна вхідна напруга підсилювача 700 мВ. А рівень номінальної напруги лінійного виходу звукової карти регламентується в межах 0,7-2 В.

Структурна схема підсилювача

На схемі представлений варіант стерео підсилювача. Структура підсилювача по бруківці схемою аналогічна - також дві плати з TDA7294.

• А0. Блок живлення
• А1. Блок управління режимами Mute і Stand-By
• A2. УМЗЧ (лівий канал)
• A3. УМЗЧ (правий канал)

Зверніть увагу на підключення блоків. Неправильна розводка проводів всередині підсилювача може викликати додаткові перешкоди. Щоб максимально мінімізувати шуми дотримуйтесь декількох правил:

1. Харчування до кожної платі підсилювача потрібно підводити окремим джгутом.
2. Провід живлення повинні бути свити в косичку (джгут). Це дозволить компенсувати магнітні поля, створювані протікає по провідникам струмом. Беремо три дроти ( «+», «-», «Загальний») і плетемо з них косичку з легким натягом.
3. Уникайте «земляних петель». Це така ситуація коли загальний провідник, поєднуючи блоки, утворює замкнутий контур (петлю). Підключення загального проводу повинно йти послідовно від вхідних роз'ємів до регулятора гучності, від нього до плати УМЗЧ і далі на вихідні роз'єми. Бажано використовувати ізольовані від корпусу роз'єми. А для вхідних ланцюгів також екрановані дроти в ізоляції.

Детальніше про правильне підключенні блоків в підсилювачі читайте у АудіоКіллера.

Блок живлення для TDA7294

Блок живлення для TDA7294 обов'язково повинен бути Двуполярность. Тому знадобиться трансформатор з двома вторинними обмотками або з відведенням від середини однієї обмотки. На схемі показаний трансформатор з двома вторинними обмотками. Обмотки з'єднані послідовно, кінець першої з початком другої - ця точка і є «земля», на схемі позначається GND.

Перелік деталей для БП TDA7294:

• Діодний міст (VD1). KBPC1001 або аналогічний, розрахований на зворотне напруга не менше 100 В і прямої струм не менше 10 А.
• Конденсатори (C1, C2, C3). Полярні К73-17 або аналогічні плівкові. С1 на 0,1 мкФ 630 В, C2 і C3 на 0,68 мкФ 63 В.
• Конденсатори (C4, C5). Полярні електролітичні, вітчизняні K50-35 або імпортні, 10 000 мкФ 50 В. Я використав 6 шт. по 3300 мкФ, по 3 конденсатора на плече.

• Запобіжники (F1, F2). Основний - F1, на 1 А, встановлений в виносної держатель, розміщений на задній панелі корпусу. F2 - додатковий, на 5 А, встановлений на платі в утримувач типу FH-101.

  

• Вимикач (SA1). Будь на 250 В з двома групами контактів.
• Трансформатор.

Купуючи трансформатор, зверніть увагу, що на ньому пишуть діюче значення напруги - UД, і, заміривши вольтметром ви також побачите діюче значення. На виході після випрямного містка конденсатори заряджаються до амплітудного напруги - UА. Амплітудне і чинне напруги пов'язані наступною залежністю:

UА = 1,41 × UД

Згідно характеристикам TDA7294 для навантаження опором 4 Ом оптимальне напруга живлення ± 27 вольт (UА). Вихідна потужність при такій напрузі буде 70 Вт. Це оптимальна потужність для TDA7294 - рівень спотворень складе 0,3-0,8%. Збільшувати харчування для підвищення потужності немає сенсу тому рівень спотворень зростає лавиноподібно (див. графік).

Обчислюємо необхідну напругу кожної вторинної обмотки трансформатора:

UД = 27 ÷ 1,41 ≈ 19 В

У мене трансформатор з двома вторинними обмотками, з напругою на кожній обмотці 20 вольт. Тому на схемі я позначив клеми живлення як ± 28 В.

Для отримання 70 Вт на канал, враховуючи ККД мікросхеми 66%, вважаємо потужність трансформатора:

P = 70 ÷ 0,66 ≈ 106 ВА

Відповідно для двох TDA7294 це 212 ВА. Найближчий стандартний трансформатор, з запасом, буде на 250 ВА.

Тут доречно сказати, що потужність трансформатора порахована для чистого синусоїдального сигналу, для реального музичного звуку можливі поправки. Так, Ігор Рогов стверджує , Що для підсилювача потужністю 50 Вт, досить буде трансформатора на 60 ВА.

Високовольтна частина БП (до трансформатора) збирається на друкованій платі 35 × 20 мм, можна і навісним монтажем:

Низьковольтна частина (А0 по структурній схемі) зібрана на друкованій платі 115 × 45 мм:

Всі плати підсилювача доступні в одному.

Даний блок живлення для TDA7294 розрахований на дві мікросхеми. Для більшої кількості мікросхем доведеться замінити діодний міст і збільшити ємність конденсаторів, що спричинить за собою зміну габаритів плати.

Блок управління режимами Mute і Stand-By

Мікросхема TDA7294 володіє режимом очікування (Stand-By) і режимом приглушення (Mute). Управління цими функціями відбувається через висновки 9 і 10 відповідно. Режими будуть включені поки на цих висновках напруга відсутня або воно менше +1,5 В. Щоб «розбудити» мікросхему досить подати на висновки 9 і 10 напругу більше +3,5 В.

Для одночасного управління всіма платами УМЗЧ (особливо актуально для мостових схем) і економії радіодеталей є резон зібрати окремий блок управління (А1 по структурній схемі):

Список деталей для блоку управління:

• Діод (VD1). 1N4001 або аналогічний.
• Конденсатори (C1, C2). Полярні електролітичні, вітчизняні K50-35 або імпортні, 47 мкФ 25 В.
• Резистори (R1-R4). Звичайні малопотужні.

Друкована плата блоку має розміри 35 × 32 мм:

Завдання блоку управління забезпечити безшумне включення і відключення підсилювача за рахунок режимів Stand-By і Mute.

Принцип роботи наступний. При включенні підсилювача, разом з конденсаторами блоку живлення, заряджається і конденсатор C2 блоку управління. Як тільки він зарядиться, режим Stand-By відключиться. Трохи довше заряджається конденсатор C1, тому режим Mute відключиться в другу чергу.

При відключенні підсилювача від мережі першим розряджається конденсатор C1 через діод VD1 і включає режим Mute. Потім розряджається конденсатор C2 і встановлює режим Stand-By. Мікросхема замовкає, коли конденсатори блоку живлення мають заряд близько 12 вольт, тому ніяких клацань і інших звуків не чути.

Підсилювач на TDA7294 за звичайною схемою

Схема включення мікросхеми Неінвертуючий, концепція відповідає оригінальній з даташіта, тільки змінені номінали компонентів для поліпшення звукових характеристик.

Список деталей:

1. конденсатори:
   • C1. Плівковий, 0,33-1 мкФ.
   • С2, С3. Електролітичні, 100-470 мкФ 50 В.
   • С4, С5. Плівкові, 0,68 мкФ 63 В.
   • С6, С7. Електролітичні, 1000 мкФ 50 В.
2. резистори:
   • R1. Змінний здвоєний з лінійною характеристикою.
   • R2-R4. Звичайні малопотужні.

Резистор R1 здвоєний тому підсилювач стерео. Опір не більше 50 кому з лінійної, а не логарифмічною характеристикою для плавного регулювання гучності.

Ланцюг R2C1 представляє собою фільтр верхніх частот (ФВЧ), пригнічує частоти нижче 7 Гц, не пропускаючи їх на вхід підсилювача. Резистори R2 і R4 повинні бути рівні для забезпечення стійкої роботи підсилювача.

Резистори R3 і R4 організовують ланцюг негативного зворотного зв'язку (ООС) і задають коефіцієнт посилення:

Ку = R4 ÷ R3 = 22 ÷ 0,68 ≈ 32 дБ

Згідно даташіту коефіцієнт посилення повинен лежати в межах 24-40 дБ. Якщо менше, то мікросхема буде самозбуджуватися, якщо більше - виростуть спотворення.

Конденсатор C2 бере участь в ланцюзі ООС, краще взяти з більшою ємністю, щоб знизити його вплив на низькі частоти. Конденсатор C3 забезпечує збільшення напруги живлення вихідних каскадів мікросхеми - «вольтодобавки». Конденсатори C4, C5 усувають наведення вносяться проводами, а C6, C7 доповнюють ємність фільтра блоку живлення. Всі конденсатори підсилювача, крім C1, повинні бути з запасом по напрузі, тому беремо на 50 В.

Друкована плата підсилювача одностороння, досить компактна - 55 × 70 мм. При її розробці стояла мета розвести «землю» зіркою, забезпечити універсальність і при цьому зберегти мінімальні габарити. Думаю це одна з найменших плат для TDA7294. Дана плата розрахована під установку однієї мікросхеми. Для стерео варіанту, відповідно, знадобиться дві плати. Їх можна встановити поруч або одну над іншою як у мене. Детальніше про універсальність розповім трохи пізніше.

Радіатор, як бачите, вказано на одній платі, а друга, аналогічна, кріпиться до нього зверху. Фотографії будуть трохи далі.

Підсилювач на TDA7294 по бруківці схемою

Мостова схема це поєднання двох звичайних підсилювачів з деякими поправками. Таке схемотехнічне рішення розраховане для підключення акустики опором не 4, а 8 Ом! Акустика підключається між виходами підсилювачів.

Відмінностей від звичайної схеми всього два:

• вхідний конденсатор C1 другого підсилювача підключається до «землі»;
• доданий резистор зворотного зв'язку (R5).

Друкована плата також являє собою комбінацію з підсилювачів за звичайною схемою. Розмір плати - 110 × 70 мм.

Універсальна плата для TDA7294

Як ви вже помітили, вищезгадані плати по суті однакові. Наступний варіант друкованої плати повністю підтверджує універсальність. На цій платі можна зібрати стерео підсилювач 2 × 70 Вт (звичайна схема) або моно підсилювач 1 × 120 Вт (бруківка). Розмір плати - 110 × 70 мм.

Зверніть увагу. Для використання цієї плати в мостовому варіанті, необхідно встановити резистор R5, а перемичку S1 встановити в горизонтальному положенні. На малюнку ці елементи зображені пунктиром.

Для звичайної схеми резистор R5 не потрібен, а перемичку необхідно встановити у вертикальному положенні.

Збірка і налагодження

Збірка підсилювача не викличе особливих труднощів. Як такої налагодження підсилювач не вимагає і запрацює одразу за умови, що все зібрано правильно і мікросхема НЕ бракована.

Перш ніж почати користуватися:

1. Переконайтеся в правильному монтажі радіодеталей.
2. Перевірте правильність підключення проводів харчування, не забувайте, що на моїй платі підсилювача «земля» знаходиться не по центру між плюсом і мінусом, а з краю.
3. Переконайтеся, що мікросхеми ізольовані від радіатора, якщо немає, то перевірте відсутність контакту радіатора з «землею».
4. Подавайте харчування по черзі на кожен підсилювач, так є шанс не спалити відразу все TDA7294.

Перше включення:

1. Навантаження (акустику) не підключати.
2. Входи підсилювачів замикаємо на «землю» (замкнути X1 з X2 на платі підсилювача).
3. Подаємо харчування. Якщо з запобіжниками в БП все нормально і нічого не задимилося, то запуск вдався.
4. Мультиметром перевіряємо відсутність постійного і змінного напруги на виході підсилювача. Допускається незначне постійна напруга, не більше ± 0,05 вольта.
5. Відключаємо харчування і перевіряємо на нагрів корпус мікросхеми. Будьте уважні, конденсатори в БП довго розряджаються.
6. Через змінний резистор (R1 за схемою) подаємо звуковий сигнал. Включаємо підсилювач. Звук повинен з'явитися з невеликою затримкою, а при виключенні відразу пропадати, це характеризує роботу блоку управління (A1).

висновок

Сподіваюся, дана стаття допоможе вам зібрати якісний підсилювач на TDA7294. Наостанок уявляю кілька фотографій в процесі складання, не звертайте уваги на якість виконання плати, старий текстолит нерівномірно протравами. За результатами складання були зроблені деякі правки, тому плати в файлі .lay трохи відрізняються від плат на фотографіях.

Підсилювач виготовлявся для хорошого знайомого, він придумав і реалізував такий оригінальний корпус. Фотографії стерео підсилювача на TDA7294 в зборі:

На замітку: Все друковані плати зібрані в одному файлі. Для перемикання між "печатками" покликали по вкладках як показано на малюнку.

список файлів

amp_7294.lay6

Друковані плати для підсилювача на TDA7294

• Завантажень: 8274
• Розмір: 290 Kb

TDA7294V-HS.pdf

Datasheet TDA7294

• Завантажень: 4566
• Розмір: 1 477 Kb