Мостовая схема tda2030: Микросхема усилитель TDA2030. Подробное описание

Содержание

Микросхема усилитель TDA2030. Подробное описание

Микросхема усилитель TDA2030 является достаточно популярной и дешевой микросхемой позволяющей построить качественный усилитель для бытовых нужд. Может работать как от двухполярного, так и однополярного источника питания.

TDA2030 является монолитной интегральной микросхемой в корпусе типа Pentawatt с пятью выводами.

Микросхема предназначена для изготовления низкочастотных усилителей звука класса AB. 

Усилитель класса «A» – является линейным, усиление совершается на линейном участке вольт-амперной характеристики. Достоинством является хорошее качество усиления и практически нет переходных искажений. К недостаткам можно отнести не экономичный в плане энергопотребления, отсюда низкий КПД.

Усилитель класса «В» – усиление происходит активными транзисторами, причем каждый работает в ключевом режиме, усиливая свою часть полуволны сигнала. У данного класса высокий КПД, но вместе с тем и уровень нелинейных искажений выше, по причине несовершенной стыковки обоих полуволн.

Усилитель класса «AB» – усредненный вариант. По причине начального смещения снижаются нелинейные искажения звукового сигнала («стыковка» приближена к совершенной), но происходит ухудшение в плане экономичности.

Цифровой аудио усилитель на TPA3118

Питание 8-24В, мощность 60 Вт…


Микросхема TDA2030

Линейный аудио усилитель в корпусе TO-220…


Аудио усилитель на TDA2030

Мощность 18Вт, напряжение питания 6…12В, 1 канал…


Аудио усилитель TDA7294

Моно усилитель, размеры: 50х35х25мм….


Цифровой усилитель D класса

Микросхема: YD138-E, питание: 9-14 В, мощнос….


Аудио усилитель на TDA7379

Чип: TDA7379 + AD828, питание: 9…17,5В, мощность: 38 Вт + 38 Вт….


Микросхема  обеспечивает 14 ватт выходной мощности (d = 0,5%) при 14 В (двухполярном) или 28 В (однополярном) напряжении питания и  нагрузки в 4 Ом. А также обеспечивает гарантированную выходную мощность в 12/8 ватт при нагрузки 4/8 Ом.

TDA2030 создает высокий выходной ток и имеет очень низкие гармонические и перекрестные искажения. 

Гармонические колебания возникают из-за искажения формы напряжения от идеальной синусоиды. Это приводит к тому, что, помимо колебания первостепенной частоты (первой гармоники), в форме напряжения возникают колебания высших гармоник, которые и являются гармоническими искажениями.

Перекрестные искажения являются причиной нелинейной входной характеристики транзисторов, функционирующих в усилителях  режима «В».

Кроме того, TDA2030 включает в себя оригинальную и запатентованную систему защиты от короткого замыкания, состоящую из модуля автоматического ограничения рассеиваемой мощности для удержания рабочей точки выходных транзисторов в пределах их безопасного рабочего диапазона. Так же имеется типовая схема отключения по перегреву.

Технические характеристики TDA2030

Габаритные размеры и распиновка выводов микросхемы TDA2030

Типовая схема включения TDA2030 с выходной мощностью до 14 ватт

В качестве входного сигнала (приблизительно 0,8 вольт)  может выступать аудиосигнал  с выхода CD/DVD проигрывателя, радиоприемника, MP3 плеера. К выходу необходимо подключить громкоговоритель с сопротивлением катушки 4 Ом. Переменный резистор  Р1 предназначен для изменения величины входного аудиосигнала. Если необходимо усилить достаточно слабый сигнал, например, сигнал с микрофона или со звукоснимателя электрогитары, то в этом случае необходимо применить предварительный усилитель микрофона.

Предусилитель – усилитель слабого сигнала, расположенный, как правило, вблизи источника этого сигнала для предотвращения всевозможных искажений из-за различных наводок. Используется для усиления слаботочных сигналов с таких устройств как микрофоны, всевозможные звукосниматели.

Источник питания желательно собрать на отдельной плате от самого усилителя. Схема источника питания достаточно проста.

Выпрямительным трансформатором может быть любой трансформатор, обеспечивающий на вторичной обмотке напряжение около 20…22 вольт. Для нормальной работы усилителя, микросхему TDA2030 желательно установить на теплоотвод. В качестве, которого вполне подойдет небольшая алюминиевая пластина толщиной около 3 мм с общей площадью поверхности приблизительно 15 кв. см. Собранный без ошибок усилитель в наладке не нуждается и начинает работать сразу.

Мостовая схема включения TDA2030

В случае если необходимо получить более мощное усиление звука, то можно собрать усилитель по мостовой схеме подключения TDA2030

Акустический сигнал с выхода микросхемы DA1 поступает сквозь делитель на резисторах R5, R8 на инвертирующий вход микросхемы DA2. Это позволяет работать в противоположной фазе. В связи с чем увеличивается напряжение на нагрузке, и, следовательно, усиливается мощность на выходе. При напряжении питания 16 В и сопротивлении нагрузки 4 Ом выходная мощность может составить 32 Вт.

Скачать datasheet TDA2030 (1,3 MiB, скачано: 7 917)

TDA2030A схема усилителя, включения с однополярным питанием

Микросхема TDA2030A часто используется в схемах усилителя благодаря хорошим техническим характеристикам. Кроме того она недорогая и поэтому чрезвычайно популярна у многих радиолюбителей. Например, с её помощью и небольшим количеством электронной обвязки можно собрать неплохой усилитель звука мощностью до 18 Вт и другие, не менее интересные и полезные электроприборы. В её состав включены защитные схемы предохраняющие последнюю от выхода из строя. В этой статье приведены примеры её применения в схемах усиления.

Более подробно со всеми характеристиками можно ознакомиться в статье TDA2030A.

Для двуполярного источника питания

Типовая схема включения TDA2030, с номиналами основных электронных компонентов, для одноканального усилителя с двуполярным питанием (Spilt Power Supply) приведена ниже. В ней микросхема работает как неинвертирующий усилить низкой частоты. Коэффициент усиления (GV) задается отношением величин резисторов R2 и R3, входящих в цепь отрицательной обратной связи. Его значение расчитывают по следующей формуле GV=1+R3/R2 подбирается с помощью резистора R2. При этом, вместе с увеличении R2 растет и GV.пример с двуполярным питание tda2030

Конденсатор С2 подбирается так, чтобы его емкостное сопротивление (XC), на самой низкой частоте (F), было на порядок меньше значений резистора R2. Согласно формуле XC=1/(2xπ×F×C), для F=40 МГц и C2=47 мкФ, оно будет составлять 1/(2*3,14*40*0,0000047) = 85 Ом.  Входное сопротивление усилителя зависит от резистора R1. Цепочка состоящая из R4 и С7 нужна для частотной стабилизации устройства. Диоды VD1 и VD2 должны быть способны выдержать прямой ток 1 А и обратное напряжение 100 В. Это могут быть отечественные КД209 или КД226, также можно взять зарубежный 1N4007. Если используется однополярный источник питания, то можно использовать следующую схему.

Для однополярного источника питания

Типовая схема с однополярным источником питания (ИП) отличается от предыдущей наличием цепи смещения, необходимой для обеспечения на выходе (Output 4) микросхемы половину от величины питающего напряжения. Эта цепь состоит из делителя (R1,R2) и сопротивления R3. Она требуется для обеспечения одинакового усиления как отрицательной, так и положительной полуволн.схема включения с однополярным питанием tda2030

Коэффициент усиления устанавливается отношением величин R4 и R5. Технические характеристики этого усилителя при питающем напряжении +36 В эквивалентны предыдущей схеме с двуполярным питанием от +18 до -18 В.

Применение внешних транзисторов

Если есть желание получить более повышенную мощность усиления, применяют схему включения TDA2030 с силовыми внешними транзисторами. При питающем напряжении ±18 В она может выдать до 35 Вт на нагрузку величиной в 4 Ом. В цепи питания микросхемы находятся резисторы R3 и R4. Если напряжение входного сигнала небольшое, то ток потребляемый микросхемой, маленький. Питание подаваемое с R3 и R4 на базы транзисторов VT1 и VT2 недостаточно для их открытия. В этом случае усиление сигнала происходит за счет транзисторов встроенных внутрь микросхемы.применение транзисторов с TDA203

При увеличении сигнала на входе ток, потребляемый TDA2030, увеличивается. Когда он станет равным 0,3 … 0,4 А падение напряжения на R3 и R4 достигнет величины 0,45 … 0,6 В. При этом VT1 и VT2 откроются, вследствие чего повысится мощность на нагрузке. В качестве выходных транзисторов можно использовать комплементарную пару КТ818 и КТ819.

Мостовая

В мостовой схеме используются две TDA2030, которые работают в противофазе. Для обеспечения такого режима работы напряжение с выхода DА1, через делитель (R6 и R8), приходит на инвертирующий вход DА2. Это позволяет увеличить выходную мощность.Пример мостовой схема усилителя на tda2030

Например, при напряжении источника питания ±16 В она может достигать 32 Вт на нагрузке величиной в 4 Ома.

Наборы для начинающих

В настоящее время в сети интернет и на прилавках радиомагазинов встречаются не только готовые модули с применением рассмотренных решений, но и наборы для начинающих радиолюбителей. Пример сборки  усилителя звуковой частоты с использованием такого конструктора приведен в видео.

Вместе с тем, многим радиолюбителям интереснее найти и спаять все самим. Скачать для этого один из datasheet на TDA2030 (STMicroelectronics), в котором также представлены примеры её применения, можно по ссылке.

TDA2030A характеристики, DataSheet, аналоги, цоколевка

Интегральная микросхема TDA2030A, согласно своим техническим характеристикам, предназначена для использования в качестве одноканального усилителя низкой частоты класса AB. Она включает в себя, уже стандартные для таких устройств, системы: защиты от короткого замыкания, перенапряжения, ограничения рассеиваемой мощности и термического отключения.

Создаваемые на её основе УНЧ характеризуются небольшими искажениями и уровнем собственных шумов. Широко применяется в изготовлении электронной начинки для систем типа 2.0 и 2.1 компьютерных акустических колонок, сделанных преимущественно из дерева. Мощность последних у разных производителей варьируется от 9 до 14 Вт.

Цоколевка

Распиновка TDA2030A следующая. Она изготавливается в современном, пластиковом корпусе для микросхем PENTAWAT, с пятью металлическими контактами. Более ранние версии выпускались в упаковке ТО220-5. Если смотреть на лицевую сторону, там где маркировка, то первая и вторая “ножки” – это неинверсный (IN) и инверсный (IN inv) входы соответственно, четверная — выход. Отрицательный полюс источника питания (в однополярных схемах) соединяют с третьим (GND), а положительный с пятым выводом микросхемы (Vcc +).

tda2030a цоколевка

Третий контакт микросхемы физически соединен с радиатором.

Технические характеристики

В техописании интегральной микросхемы TDA2030A указано, что она способна обеспечить большой выходной ток, при этом иметь достаточно низкую гармонику и перекрестные искажения. Внешние диоды защищают от бросков прямого и обратного перенапряжения. Номинальная выходная мощность на один канал составляет до 18 Вт. Устройство может использоваться как с двуполярным, так и однополярным источником питанием. Рассмотрим более подробно его предельно допустимые параметры:

  • максимальное напряжение: питания (VS) = ± 22 В; на входе микросхемы (Vi) = ± 22 В; между прямым и инверсным входами (Vdi) = ± 15 В;
  • пиковый выходной ток IO = 3,5 А;
  • наибольшая мощность рассеивания (при Tк=90 ОС) Ptot = 20 Вт;
  • температура хранения и эксплуатации от -40 до +150 ОС.

Максимальное постоянное питающее напряжении TDA2030A может достигать 44 В.

Электрические параметры

Основные электрические характеристики TDA2030A (при VS=±16 В, температуре окружающей среды TA = +25 ОС):

  • напряжение питания (VS) от ± 6 до ± 22 В;
  • минимальное сопротивлении в нагрузке (RL) — 4 Ом;
  • ток покоя (Id) от 50 мА до 80 мА;
  • ток смещения на входе Ib (при VS=±22 В) от 0,2 мкА до 2 мкА;
  • напряжение смещения на входе Vos (при VS= ±22 В) от ±2 В до ±20 В;
  • ток сдвига на входе: от ±20 нА до ±200 нА;
  • выходная мощность Po (частота сигнала f от 40 до 15 000 Гц): при RL = 4 Ом — от 15 до 18 Вт; при RL= 8 Ом — от 10 до 12 Вт; при RL= 4 Ом и VS = ± 19 В — от 13 до 16 Вт;
  • полоса пропускания BW (при Po = 15 Вт и RL=4) — 100 кГц;
  • скорость нарастания SR = 8 В/мкс;
  • величина гармонических искажений THD (Po от 0,1 до 14 Вт, f = 40 … 15 000 Гц): при RL= 4 Ом до 0,08%; при RL= 8 Ом до 0,5%;
  • отношение сигнал шум: при Po =15 Вт до 106 дБ; Po = 1 Вт до 94 дБ;
  • температура отключения при перегреве +145 ОС.

Аналоги

Наиболее подходящими аналогами у TDA2030A являются: LM1875 и TDA2050. Это самая популярная замена у радиолюбителей для ремонта компьютерной акустики. Не стоит путать их с другой микросхемой — TDA2030, которая почти полностью совпадает маркировкой, но не является идентичной и имеет более низкие параметры.

Подобрать похожий операционный усилитель из отечественных образцов не удастся, так как таких просто нет.

Стоит так же отметить модификации рассматриваемой микросхемы с вертикальными (TDA2030AL, TDA2030AV) и горизонтальными выводами (TDA2030AH) для монтажа на плату. Кроме физически измененного расположения контактов, они больше ничем не отличаются от оригинала.

Применение

TDA2030A широко применяются как при создании простейших одномодульных схем, повторителей сигналов, низкочастотных генераторов, так и современных стереоусилителей средней мощности. На видео представлен материал по самостоятельной сборке одного из таких устройств — одноканального УНЧ.

Производители

DataSheet от микросхемы TDA2030A можно посмотреть от ее выпускающих компании: STMicroelectronics, Unisonic Technologies, Contek Microelectronics Co. В нашей стране они широко распространены от STM. Кроме самих микросхем, на прилавках российских магазинов радиотоваров можно встретить готовые модули, с одноименным названием и необходимой обвязкой.

Простой УМЗЧ на TDA2030 многие радиолюбители

Простой УМЗЧ на TDA2030 многие радиолюбители желают быстро изготовить для себя усилитель мощности звуковой частоты. Однако в литературе, как правило, встречаются сложные схемы УМЗЧ, вызывающие при их сборке много проблем, которые часто обескураживают радиолюбителей.

Простой УМЗЧ на TDA2030Простой УМЗЧ на TDA2030

Так, в некоторой радиолюбительской литературе описаны усилители звуковой частоты на микросхеме К174УН19, но при изготовлении таких усилителей оказалось, что они не обладают достаточной фильтрацией помех от источника питания и не имеют достаточный коэффициент усиления. Предлагаемая схема простой УМЗЧ на TDA2030 характеризуется высокой простотой выполнения и содержит небольшое количество компонентов. Такой усилитель может быть собран очень быстро, например, в течение нескольких часов. При реализации такого простой УМЗЧ на TDA2030 используется типовой пример популярных микросхем TDA2030.

Микросхема TDA2030 смотрим схему была разработана для использования в усилителях мощности низкой частоты класса АВ. Типовая выходная мощность микросхемы составляет 14Вт при двухполярном напряжении питания ±14В или однополярном напряжении питания 28В на нагрузке 4 Ом. Гарантированная минимальная выходная мощность составляет до 12 Вт для нагрузки в 4 Ом и 8 Вт для 8 Ом. При довольно большой выходной мощности, ИМС характеризуется невысоким КНИ -порядка 0,5% (при выходной мощности до 12 Вт). Микросхема TDA2030 имеет встроенные цепи защиты.

Принципиальная схема усилителя низкой частоты мощностью класса АВ на ИМС TDA2030 показана на рисунке в статье. К выходу простой УМЗЧ на TDA2030 можно подключить любой громкоговоритель с сопротивлением 4 Ом. К входу простой УМЗЧ на TDA2030 подключается любое устройство, которое обеспечивает стандартный звуковой сигнал с уровнем 0,775 В. Этот простой УМЗЧ на TDA2030 может работать с радио тюнером, магнитофоном, МРЗ-плеером, CD/DVD-проигрывателем и т.д. В случае использования усилителя, например, для усиления сигнала от звукоснимателя электрической гитары или от микрофона, необходимо изготовить предусилитель.

Потенциометр Р1 используется для регулирования усиления сигнала. Резисторы R5, R6 задают напряжение смещения ИМС TDA2030 при работе от однополярного источника питания (оно поступает на неинвертирующий вход ИМС через R4), а конденсатор С7 используется для фильтрации этого напряжения. Конденсатор С6 – разделительный. Конденсатор С6 влияет на величину нижней рабочей частоты FD УМЗЧ (на этой частоте происходит падение усиления до -3 дБ). При уменьшении значения емкости конденсатора частота FD увеличивается.

Увеличение номинала резистора R3 или уменьшение емкости конденсатора С4 может привести к возникновению возбуждения на выходе усилителя. Конденсатор С5 – разделительный. Диоды D1 и D2 защищают микросхему TDA2030 от выбросов напряжения, которые могут возникнуть на катушке динамика. Конденсаторы С1 и С2 используются для дополнительной фильтрации напряжения питания.

Конструкция и детали простой УМЗЧ на TDA2030.

Источник питания (на рисунке) необходимо выполнить отдельно от УМЗЧ, его схема очень проста. В источнике питания используется трансформатор Тр1 от магнитофона «Весна». Можно использовать и любой другой трансформатор с выходным напряжением не более 20…22 В.

Источник питанияИсточник питания

Монтаж простой УМЗЧ на TDA2030 проводится в соответствии со схемой, показанной на рисунке в тексте статьи. Микросхему TDA2030 необходимо установить на радиатор. Его можно изготовит из алюминиевой пластинки толщиной до 2 мм и размерами 50×30 мм. Нормальная работа микросхемы TDA2030 сильно зависит от условия рассеивания тепла. Микросхему TDA2030 можно заменить отечественной микросхемой К174УН19. Правильно собранный усилитель не требует дополнительной настройки. Следует помнить, что для питания УМЗЧ используется напряжение 220 В / 50 Гц. Поэтому монтаж, наладка и эксплуатация усилителя требует соблюдения правил эксплуатации с подобными электрическими устройствами.

 

Самодельная активная стереоколонка на TDA2030

Начинающему радиолюбителю предлагают собрать простой стерео усилить низкой частоты с питанием от 220 В. Отладить плату и разместить конструкцию в прозрачный корпус. Кандидат на идеальный радиоконструктор (простая схема, простой монтаж, готовый корпус)? Проверим это утверждение.

Пришло в пакетике:

Конструкция — возможно современная замена усилителя низкой частоты из классических книг по радиолюбительству?



Распаковал. Забыли положить в комплектацию конструктора ручки регуляторов и винты/гайки для крепления:

Трансформатор питания тяжело перенес путешествие из Китая. Крепление к корпусу погнулось. Обмотки — на двух различных катушках. Правильные трансформаторы наматывают на одной катушке.

Параметры:

Один из динамиков так же пострадал в дороге:


4 Ома 3 Ватта:

Инструкция:


Схема:

Двухполярный блок питания, пассивный регулятор тембра, усилитель класса АВ на мощном операционном усилителе TDA2030.

Печатная плата:

Переменные резисторы. Обратите внимание на регулятор громкости — резистор 50 кОм типа В. Лучше применять логарифмический тип А:

Мне не понравилось отсутствие предохранителя в цепи 220 В, отключение питания только после трансформатора блока питания.

Собираем схему.

Все детали в комплекте: обычные китайские электролитические конденсаторы, микросхемы, радиаторы, разъемы и прочее.
Осталось после сборки много деталей:

Проверим напряжение на шинах питания:


Постоянное напряжение на выходе усилителя (регулятор громкости в мин. положение)

Тестовый синус 1 кГц:


Сигнал усиливает примерно в 10 раз.
Мощность выходная на канал максимальная Pmax=(7.5/2)^2/4=3,5 Ватт.
Средняя: Pср=Pmax/2=1.75Ватт.
Микросхема нагрелась градусов до 80. Начал греться и трансформатор питания.

Клиппинг, на слух хорошо заметно:

Прямоугольник 1 кГц:


Немного гудит трансформатор. Помехи по питанию -> слабый гул 100 Гц в колонках даже при отсутствии сигнала (регулятор громкости на нуле). Неудачная разводка платы? По фото печатки земля разведена одним закольцованным полигоном. Возможно из-за этого гудит?

Регуляторы тональности и громкости достаточно качественные — не трещат, перекосов баланса на слух не слышно, на минимальном положении сигнал не проходит в усилитель.

Итог:
1. Неполная комплектация. Нет фурнитуры. Нет ручек регулировки.
2. Поврежденный громкоговоритель — это проблема упаковки конструктора.
3. «Гудящий» трансформатор.
4. Питание не отключает трансформатор от сети. Нет предохранителя на 220 В.
5. Неудачная разводка платы -> фон 100 Гц
6. Перемененный резистор в регуляторе громкости типа В. Лучше применять типа А.
7. Нет ножек с низу конструкции, чтобы усилитель не царапал стол, на котором установлен
8. Прозрачные корпуса, подобно этой конструкции на винтах, достаточно непрочные. Шатаются, при падении могут развалиться. Я винты усиливал термоклеем прозрачным в других конструкциях.
7. Китайская вилка.

По совокупности замечаний решил не собрать конструкцию. Решил переделать конструкцию полностью, переделать плату, заменить гудящий трансформатор, поврежденный динамик, купить декоративные решётки. Если у читателей будут идеи по схематихническим решениям и конструкции, пишите в комментариях. Рассмотрим интересные предложения. Не стал отдирать защитную бумагу. С учётом недоложенной фурнитуры получилось вот так:

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Схема усилителя мощностью 120 Вт мощностью

с использованием микросхемы TDA 2030

Схема усилителя мощностью 120 Вт может быть построена путем каскадного подключения нескольких микросхем TDA 2030 в конфигурации с мостовой связью (BTL) и нескольких транзисторов с повышающим током.

Преимущество топологии BTL-усилителя

Основная цель конфигурации BTL состоит в том, чтобы обеспечить двухстороннюю работу нагрузки, которая, в свою очередь, помогает увеличить двукратное повышение уровня эффективности системы. Это эквивалентно полной мостовой сети, которую мы обычно находим в инверторах.

Image Courtsey: Elektor Electronics

Полная схема подключения предлагаемой схемы усилителя BTL 120 Вт с использованием двух микросхем TDA 2030 представлена ​​на приведенной выше схеме.

Схема работы

IC1 и IC2 — это две микросхемы TDA2030, подключенные в конфигурации с привязкой к нагрузке, что означает, что эти две микросхемы теперь работают в тандеме в ответ на высокие и низкие амплитуды входной частоты и управляют громкоговорителем в мощный двухтактный режим.

Например, когда выход IC1 может обеспечивать высокий уровень выходного сигнала для динамиков, IC2 одновременно будет обеспечивать низкий уровень выходного сигнала, и наоборот, обеспечивая требуемое двухтактное действие на громкоговорителе.Это означает, что громкоговоритель будет попеременно работать с максимальным положительным и отрицательным уровнями питания, в результате чего громкоговоритель будет работать с двойным уровнем эффективности по сравнению с обычными усилителями, которые не основаны на BTL.

BJT T1 — T4 включены для повышения уровня тока усилителя до заданного значения среднеквадратичного значения 120 Вт, поскольку только IC1, IC2 не смогут этого сделать.

Выходные BJT NPN / PNP также дополняют топологию BTL и помогают интегральным схемам достигать определенного количества мощности на громкоговорителях.

Различные резисторы и конденсаторы вокруг динамика введены для подавления и фильтрации конечного результата на динамике, а также для получения чистого звука без искажений на динамике.

Двойной источник питания для усилителя

Источник питания для этого BTL-усилителя мощностью 120 Вт, использующего ИС TDA2030, получен из трансформатора 12-0-12 В / 7 А. выход которого выпрямляется с помощью мостового выпрямителя и фильтруется с использованием указанного конденсатора C8-C11.

Блок питания выдает двойной выход +/- 20 В / 7 А, что обязательно требуется для большинства схем усилителей на основе BTL.

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и учебными пособиями.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемой, вы можете общаться через комментарии, я буду очень рад помочь!

A Руководство по созданию мостовых и стереофонических усилителей TDA2003

Примечание. Для этого проекта доступны печатные платы стереофонических и мостовых усилителей.

TDA2003 — это недорогой усилитель звукового чипа, который может издавать действительно приятные звуки. Обычно он используется для автомобильных аудиоусилителей, но он также отлично работает в качестве усилителя в спальне или в любом другом месте, где вам нужен хороший звук без излишней мощности.

В этом уроке я покажу вам, как создать два разных усилителя с TDA2003.Первый — это стереоусилитель, который будет выдавать 7 Вт на канал. Вторым является мостовой усилитель , который может выдавать 14 Вт на канал.

Если у вас его еще нет, я рекомендую загрузить и прочитать таблицу данных для TDA2003. На самом деле есть две разные таблицы данных. Спецификация ST Microelectronics является исходной таблицей производителя, но таблица данных Contek содержит дополнительные схемы для усилителя с мостовым соединением:

ST Microelectronics TDA2003 Лист данных

Contek TDA2003 Лист данных

Вот схема распиновки TDA2003 9003

0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 Усилитель

Этот стереоусилитель будет выдавать около 7 Вт на канал на 2-омные громкоговорители с источником питания 12 В, но при большем напряжении питания можно получить больше мощности.

БОНУС: Загрузите мой список деталей, чтобы увидеть компоненты, которые я использовал, чтобы получить действительно хорошее качество звука от этих усилителей.

Посмотрите короткое видео, где я объясняю некоторые принципы проектирования и подключаю его, чтобы вы могли услышать, как оно звучит:

Схема усилителя стерео

Эта схема аналогична приведенной в спецификации , но у него есть пара других деталей, которые помогают уменьшить шум:

  • Конденсаторы C15 и C17: уменьшают гул, вызванный радиочастотными помехами.
  • Резисторы R9 и R10: Предотвратить громкий гудящий звук, когда источник не подключен.

Настройка усиления

Коэффициент усиления левого канала задается резисторами R1 и R2, а коэффициент усиления правого канала задается значениями R6 и R7. Усиление установлено на 101 В или / В и на обоих каналах, но вы можете изменить его, используя разные значения для R1 и R6. Используйте формулу ниже, чтобы найти значения сопротивления для желаемого усиления:

Левый канал:

Правый канал:

Усиление напряжения можно рассматривать как коэффициент усиления или сколько раз входной сигнал усиливается.

Вы можете рассчитать усиление, которое вы получите с определенным набором резисторов, по следующей формуле:

Левый канал:

Правый канал:

Важно использовать резисторы с малым допуском для R1, R2, R6 и R7. Если их сопротивления не точны, усиление будет отличаться для каждого канала и сделает одну сторону громче другой. Ваша лучшая ставка будет на 0,1% толерантности металлических пленочных резисторов.

Настройка ширины полосы

Полоса пропускания усилителя определяет, какие частоты усиливаются, а какие игнорируются.TDA2003 имеет фильтр нижних частот резистор-конденсатор (RC) на выходе, который отфильтровывает все частоты выше определенной частоты среза (F c ) . Все частоты ниже частоты среза передаются на динамики.

Фильтр нижних частот образован C6 и R4 в левом канале и C11 и R5 в правом канале. Вы можете рассчитать частоту среза с помощью следующего уравнения:

Например, этот усилитель имеет C6 и C11 при 39 нФ; и R4 и R5 при 39 Ом.Частота среза:

Таким образом, все частоты выше 104,6 кГц отфильтровываются, а частоты ниже 104 кГц выводятся на динамики. Если вы хотите поэкспериментировать с более высокими или более низкими частотами отсечки, приведенное выше уравнение можно изменить, чтобы определить значение резистора или конденсатора в зависимости от желаемой частоты отсечки.

Конденсаторы развязки блока питания

Конденсаторы C7 и C3 в левом канале и C9 и C10 в правом канале являются конденсаторами развязки блока питания.Они обеспечивают быструю и длительную подачу тока к микросхеме в периоды высокой мощности, а также фильтруют электромагнитные помехи в источнике питания. Вы можете использовать другие значения, отличные от показанных на схеме, но каждая микросхема должна иметь, по крайней мере, один конденсатор малого значения между 1 мкФ и 100 нФ и один конденсатор большего значения больше, чем примерно 47 мкФ.

Bass Response

TDA2003 имеет отличные высокочастотные характеристики, но для некоторых людей бас может быть немного слабым.Одним из способов улучшения низких частот является увеличение размера выходных конденсаторов (C4 и C12). Вы можете подняться до 2000 мкФ или 4700 мкФ и даже выше, если позволяет пространство.

Другим способом получения лучшего отклика низких частот является увеличение размера разделительных конденсаторов большего размера, C7 и C10. Эти конденсаторы действуют как резервуар энергии в периоды повышенной выходной частоты низких частот, поэтому более высокие значения позволят усилителю лучше справляться с тяжелыми басами.

Компоновка печатной платы

Ниже я объясню некоторые концепции, которые были использованы при разработке печатной платы, которую я использовал для моего стереоусилителя TDA2003.

Печатная плата была разработана с помощью онлайнового инструмента для редактирования печатных плат EasyEDA. EasyEDA — это полный комплект программного обеспечения для разработки схем и проектирования печатных плат, который можно использовать бесплатно и предлагает отличные цены на изготовление печатных плат на заказ. Нажмите на изображение ниже, чтобы редактировать компоновку, контуры компонентов и заказ печатных плат:

Примечание. Метки компонентов на печатной плате соответствуют меткам на схеме выше.

Заказ печатной платы

Чтобы заказать печатную плату от EasyEDA, нажмите кнопку «Изготовление вывода» в окне редактора печатной платы.Вы попадете на страницу, где вы можете настроить такие параметры, как толщина печатной платы и медь, цвет и задать количество:

Я заказал 5 печатных плат за 17,10 долларов США, и они прибыли примерно через 10 дней. Качество отличное. Все следы направлены точно, и печать очень четкая. Вот печатная плата после изготовления:

Советы по проектированию печатной платы

Разъединяющие конденсаторы блока питания расположены прямо напротив контакта напряжения питания TDA2003 (контакт 5).Это должно уменьшить длину следов, соединяющих конденсаторы с чипом. Более длинные следы имеют больше , паразитная индуктивность , которая препятствует протеканию тока.

Паразитная индуктивность также может вызывать колебания усилителя, когда конденсатор соединен с длинной трассой. Колебание создаст шум на выходе усилителя и может привести к его перегреву. Вы можете избежать этого, держа компоненты близко к чипу и используя короткие следы.

TDA2003 может быть немного сложнее, когда дело доходит до заземления.Плохо спроектированные схемы заземления являются распространенным источником шума и шума. Чтобы свести к минимуму шум, заземление сильноточного источника питания и выхода должно быть отделено от заземления входа и контура обратной связи. Это может быть достигнуто с использованием звездного основания . Я использовал звездную землю с земной плоскостью на нижнем слое печатной платы. В звёздном заземлении каждое заземляющее соединение имеет отдельный путь к центральной точке заземления. На этой печатной плате клемма, к которой подключена отрицательная мощность постоянного тока, служит центральной точкой заземления.

Плоскости земли помогают уменьшить шум, потому что они защищают цепь от радиочастот. Они также уменьшают площадь контура цепи, что препятствует передаче и приему следов электромагнитных полей.

Для получения дополнительных советов по дизайну печатных плат, ознакомьтесь с нашей статьей Как изготовить печатную плату на заказ.

Вот компоненты стерео усилителя TDA2003 и PCB перед пайкой:

Вот усилитель после пайки компонентов:

Мостовой усилитель TDA2003

В мостовой конфигурации два усилителя питаются от одного динамика.Выход одной микросхемы управляет положительным проводом динамика, а другой чип — отрицательным проводом динамика. Выход одной микросхемы не совпадает по фазе с другой микросхемой на 180 °, поэтому, когда выходное напряжение одной микросхемы положительное, выходное напряжение другой микросхемы отрицательное. Это приводит к удвоению выходного напряжения и удвоению выходной мощности в динамике с удвоенным сопротивлением. Например, в приведенном выше стереоусилителе мы получили 7 Вт на канал с источником питания 12 В и динамиками 2 Ом.В мостовом режиме мы получили бы 14 Вт на динамик 4 Ом с тем же источником питания.

Посмотрите видео с кратким описанием сборки и узнайте, как звучит готовый усилитель:

Схема мостового усилителя

Настройка усиления

Резисторы R2 и R5 set усиление усилителя. Используя ту же формулу, которую мы использовали для расчета усиления стереоусилителя, усиление этого усилителя составляет:

Вы можете увеличить или уменьшить усиление, изменив значение R2, но я обнаружил, что 13.5 В или / В i — хорошая настройка усиления для прослушивания в спальне.

Настройка ширины полосы

Как и стереоусилитель, мостовой усилитель имеет RC-фильтр низких частот на выходе. R6 и C6 образуют фильтр. Частота среза рассчитывается таким же образом:

При R6 при 10 Ом и C6 при 100 нФ частота среза этого фильтра составляет:

Таким образом, все частоты ниже 159 кГц будут передаваться на динамик.

Компоновка печатной платы

Здесь представлена ​​компоновка печатной платы с мостовым усилителем для одного канала. Для мостового стереоусилителя вам просто нужно создать отдельную печатную плату для каждого канала:

Метки компонентов на плате соответствуют меткам на схеме выше.

Вы нажимаете на изображение выше, чтобы редактировать компоновку, изменять посадочные места компонентов и заказывать печатные платы.

Вот плата, которую я заказал для мостового усилителя:

Это компоненты усилителя и плата перед пайкой:

Вот усилитель после сборки:

Выбор компонентов

Используемые вами компоненты в вашем усилителе будет иметь большое влияние на качество звука.Информация ниже должна помочь вам получить лучшее звучание, не нарушая банк.

Резисторы

Металлические пленочные резисторы — лучший выбор для аудио. Они менее шумные, чем стандартные углеродные резисторы, и доступны в более жестких допусках. Лучшие резисторы будут иметь более низкий допуск и более низкие температурные коэффициенты. Более дорогие аудиорезисторы, такие как серии Vishay-Dale PTF или Welwyn RC, хороши, но вы, вероятно, не заметите большой разницы с более дешевыми металлическими пленками от TE Connectivity или KOA Speer.

Конденсаторы

Конденсаторы могут быть очень дорогими, если вы выбираете высококачественные аудиофильные бренды. Тем не менее, вы все равно можете получить отличный звук от менее дорогих. Для конденсаторов небольшого значения менее 1 нФ полистирол — ваш лучший выбор. Для значений от 1 нФ до 4 мкФ лучше всего подходят полипропиленовые пленочные конденсаторы. Полипропиленовые конденсаторы Wima MKP хороши (и дешевы) для развязывающих конденсаторов 100 нФ. Для конденсаторов с большим значением электролитика является единственным вариантом.Серия Panasonic FC — отличное соотношение цены и качества, но на шаг впереди тех, кто более дорогой, является серия Nichicon KZ или конденсаторы Elna Silmic II.

Блок питания

Для TDA2003 требуется не менее 8 В пост. Тока, и он может обрабатывать до 18 В пост. Тока с одним источником питания. Более высокое напряжение даст вам больше выходной мощности. На рис. 3 в таблице приведены кривые выходной мощности и напряжения питания для данного импеданса динамика:

Я использовал настенную вилку 12 В, 400 мА, которую я сломал от старой электробритвы, и она отлично работает:

С этим источником питания стереоусилитель TDA2003 будет выдавать около 7 Вт на 2 Ω-динамики, а мостовой усилитель будет выводить около 14 Вт на 4 Ω-динамики.

Теплоотвод

Каждый чип TDA2003 должен быть прикреплен к радиатору для отвода выделяемого тепла. Без радиатора микросхема очень быстро очень сильно нагревается и становится необратимо поврежденной. Алюминиевый радиатор размером около 150 х 60 х 25 мм должен хорошо работать на двух чипах.

Металлический выступ на задней панели TDA2003 соединен с контактом заземления (контакт 3). Если вы подключаете две микросхемы к одному и тому же радиатору, лучше всего изолировать их электрически с помощью изолирующей шайбы и прокладки, чтобы предотвратить гудение.Для лучшего отвода тепла используйте термопасту на обратной стороне чипа, изолирующую прокладку и радиатор.

В качестве стереоусилителя я использовал радиатор процессора, спасенный со старого настольного компьютера Dell, который я нашел в специализированном магазине:

Это мостовой усилитель, подключенный к другому радиатору, спасенного с того же компьютера:

Совет Pro: на старых настольных компьютерах есть много полезных компонентов, которые вы можете использовать в сборке усилителя, что сэкономит вам деньги.Один рабочий стол может иметь до четырех радиаторов, изолирующих шайб, пару вентиляторов, разъем IEC и шнур питания, а также множество крепежных элементов.

Шасси

Установка готового усилителя в корпус или шасси — это хороший способ сделать его более удобным для пользователя, и он будет выглядеть намного приятнее. Вы можете использовать любой тип коробки в зависимости от того, что вы можете найти, но металлические корпуса предпочтительнее, поскольку они обеспечивают защиту от помех, вызываемых флуоресцентными лампами, радиоприемниками и сотовыми телефонами.

Мой любимый источник для корпусов — Hi-Fi 2000. У них есть несколько очень доступных и хорошо выглядящих корпусов, которые подходят для стереофонического и мостового усилителя, например, их 180 x 150 мм Экономическая модель:

Для немного более презентабельного корпуса их шасси Galaxy размером 124 x 170 также подходят для любого усилителя:

Как они звучат?

Оба усилителя звучат великолепно. Средние частоты очень детализированы, а максимумы совсем не резкие.Басу не хватает небольшого удара, но общий звук очень хорошо сбалансирован. Стереоусилитель звучит немного чище, чем мостовой усилитель, но мостовой усилитель обладает заметно большей мощностью. Однако оба усилителя имеют более чем достаточно мощности для прослушивания в спальне. Это отличный проект, если вы никогда не создавали усилитель.

Если вы хотите что-то с немного большей мощностью, чем эти усилители, ознакомьтесь с нашим руководством «Как спроектировать и построить усилитель с TDA2050», где мы создаем стереофонический усилитель TDA2050 мощностью 25 Вт.

Если вы ищете качество звука для аудиофилов, у нас также есть руководство по сборке усилителя Hi-Fi LM3886 мощностью 40 Вт. Эти усилители немного сложнее, чем TDA2003, поэтому, если это ваш первый проект на чиповых усилителях, я определенно рекомендую начать с TDA2003.

Что ж, спасибо за чтение и надеюсь, что вы получили что-то из этой статьи. Если у вас есть какие-либо вопросы, обязательно сообщите нам об этом в комментариях…

.Схема цепи усилителя сабвуфера

с использованием микросхемы TDA2030

Если сабвуфер в вашей музыкальной системе не производит достаточно низких частот, то вы можете использовать эту простую схему «сделай сам» для усиления низких частот. В этом проекте мы собираемся разработать схему усилителя сабвуфера с использованием микросхемы TDA2030 с несколькими дешевыми компонентами. Этот усилитель TDA2030 может производить 14 Вт, и его можно увеличить до 30 Вт с помощью другого TDA2030. Также проверьте наши предыдущие схемы аудиоусилителя:

Необходимые компоненты:

  1. Аудио разъем — 1
  2. TDA2030 IC — 1
  3. Резисторы
  4. — 100К (3), 4.7 К (1), 10 Ом (1)
  5. конденсатор — 100 мс (1), 0,1 мф (2), 2,2 мф (2), 22 мф (1)
  6. Диод
  7. — In4007 (1)
  8. Динамик (1)
  9. Аккумулятор
  10. — 12 В (я использовал SMPS)
  11. переменный резистор 22 кОм-1 (для регулировки громкости при необходимости)

Особенности и детали выводов усилителя TDA2030:

TDA2030 может работать с диапазоном напряжения от 9 до 24 В с общим гармоническим искажением 0,08. Обладает способностью вырабатывать мощность до 18 Вт.Ниже приведен вид сверху и схема контактов TDA2030 из таблицы данных:

IC TDA2030 pinout IC TDA2030 pin diagram

Принципиальная схема

и ее работа:

Subwoofer Amplifier Using IC TDA2030 circuit diagram

Выше приведена принципиальная схема для этой схемы усилителя на основе TDA2030 . Мы подключили конденсатор емкостью 2,2 мкФ последовательно к неинвертирующему выводу TDA2030, здесь он действует как фильтр высоких частот . Так что это позволяет только высокочастотный звуковой сигнал. Между контактами 2 и 4 имеется резистор (R4), который мы назвали этим резистором , резистор обратной связи .Этот резистор обратной связи используется для получения усиления. Если резистор обратной связи неисправен, то усилитель сабвуфера не будет работать должным образом.

На принципиальной схеме резистор (R1) и конденсатор (C2) соединены последовательно с выводом 2 TDA 2030 для подавления помех в аудиосигнале. Контакт 3 заземлен, значит подключен к отрицательной клемме источника питания. Выход TDA2030 соединен с последовательным конденсатором со значением 2200 мкФ, чтобы обеспечить усиленный сигнал на динамик.Контакт 5 имеет резистор 100 кОм, который функционирует как смещение делителя напряжения. Эта схема сабвуфера имеет мощность 12 Вт. Мы можем, мы можем использовать динамик от 4 до 6 Ом. Будет лучше, если мы используем теплоотвод для удаления высокой температуры в TDA 2030. При необходимости вы также можете добавить охлаждающий вентилятор для лучшей работы.

14watt Subwoofer Amplifier Circuit Using IC TDA2030

Для регулировки громкости мы используем переменный резистор 22 кОм . Подсоедините провод аудиосигнала к любому одному концу переменного резистора и подключите центральный контакт к входному сигналу С1 конденсатора.И подключите заземление к другому концу переменного резистора. Изменяя переменный резистор, мы можем изменить громкость сабвуфера td2030. Диод IN4007 используется для предотвращения смены полярности микросхемы во избежание возгорания, а два конденсатора C7 и C6 используются для устранения помех, присутствующих в источнике питания. Резисторы R6 и C5 также помогают избежать нежелательных шумов в динамике (размытие звуков). Я использовал 12 В smps в качестве источника питания для всей цепи.

Для подключения 3.5-мм аудиоразъем , припаять один провод к контакту заземления стереофонического разъема и один провод к левому или правому контакту. На рисунке ниже синий провод заземлен, а желтый — аудиосигнал. Затем подключите аудиоразъем к мобильному или ноутбуку, чтобы наслаждаться музыкой.

3.5 mm audio jack soldering

Таким образом, мы можем легко построить схему усилителя сабвуфера, используя TDA2030 . Ниже приведено демонстрационное видео для этой схемы усилителя.

,
10 шт. / Лот Новые акции TDA2030 TDA2030A схема усилителя мощности звука | |

Сниженная прибыль, но высокий оборот, чтобы гарантировать качество, если мне нужно больше, пожалуйста, свяжитесь с нами, мы отрегулируем цену, чтобы лучше советовать покупателю.

1: убедиться, что в первую очередь ваш адрес правильный

2: перед знаком для посылки, пожалуйста, проверьте, полно ли посылка с продуктами
О США
Для гарантии:
* только лучшие товары народного потребления и обеспечения высочайшего качества.

* быстро и качественно доставляем товары клиентам по всему миру.
Сервисная служба, мы очень рады ответить на любые вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами, мы ответим как можно скорее
. Сфера деятельности: авто IC , цифроаналоговая схема преобразования, однокристальный микрокомпьютер, фотоэлектрическая связь, запоминающее устройство, тройной регулятор напряжения, SCR, полевой эффект, шоттки, реле, резисторный конденсатор, трубка, разъем и т. д.
Комплексные вспомогательные услуги.1. Глобальная доставка.
(за исключением некоторых стран и APO / FPO)
2.После подтверждения оплаты заказы своевременно. Мы адресуем подтверждение доставки заказа.
Ваш адрес заказа должен соответствовать вашему адресу доставки.
4. Display / Getty Images не является действительным проектом, только для справки. Время транзита услуг, предоставляемых перевозчиком, исключая выходные и праздничные дни.
Время доставки может отличаться, особенно в праздничные дни. Если вы не получили товар в течение нескольких дней после оплаты, пожалуйста, свяжитесь с нами.Мы будем отслеживать товар и ответим мне как можно скорее.
Наша цель — сделать клиентов довольными! 7. В связи с состоянием запасов и разницей во времени мы выберем доставку ваших товаров с первого доступного склада для быстрой доставки

Доставка товаров.
У нас есть преимущество
1: у нас есть собственные запасы, есть много поставок
2: качество продукции достигло серии сертификации 3: мы — все виды транспорта, Гонконг и Китай, почтовая посылка, EMS ,Федерация DHL.

ИБП

и TNT, могут полностью удовлетворить различные потребности покупателей.
Я собираюсь верить



.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о