miercuri, 27 iulie 2011
marți, 26 iulie 2011
Amplificator 2x40W
Montajul poate fi realizat foarte usor deoarece TBA8560Q necesita in aplicatii un numar mic de componente pasive externe dupa cum se poate remarca din schema electrica prezentata
Alimentat cu tensiune continua de 14.4V (tipic) TBA8560Q asigura pe o sarcina de 2W putere de iesire muzicala de 40W, respectiv putere de iesire in regim continuu sinusoidal de 30W cu distorsiuni maxime THD = 10%. Gama frecventelor reproduse este cuprinsa intre 20Hz si 20kHz cu distorsiuni sub 0.5%. In tabel sunt consemnate caracteristicile tehnice ale amplificatorului.
In schema interna circuitul integrat are etajele de iesire in puncte, ceea ce permite debitarea pe sarcina a unei puteri mari in conditiile alimentarii de la un acumulator auto ce poate asigura curentul prin sarcina de 8.4A (tipic). In cazul alimentarii de la retea prin transformator se recomanda utilizarea unei surse de tensiune foarte bine filtrata.
Iesirile pentru difuzoare sunt separate fata de restul montajului.
Circuitul integrat TDA8560Q are protectie interna la scurtcircuit prin iesiri, fie spre masa (pinul GND), fie spre polul pozitiv al sursei de alimentare (Vcc), la supratemperatura sau la conectarea inversa a sursei de alimentare. TDA8560Q semnalizeaza si depasirea nivelului de distorsiuni de 10%. Oricare dintre aceste situatii accidentale fac ca circuitul integrat sa treaca in regim de asteptare (stand-by) cu consum redus.
Starea stand-by este semnalizata la pinul 12 (Diagnostic Output) prin scaderea potentialului acestuia la maximum 0.6V.
Se recomanda ca conectarea acestui pin la plusul sursei de alimentare printr-un rezistor cu valoare mai mare de 10kΩ, fiind o iesire tip "open collector".
In schema electrica a amplificatorului, tranzistorul T1 de tip pnp (BC557) are baza polarizata prin intermediul divizorului format din rezistorul R2 conectat la pinul 12 si rezistorul R3 conectat la polul pozitiv al sursei de alimentare. Ambele au valoarea de 10kΩ. In colectorul lui T1 in serie cu rezistorul R4 (1kΩ) este montat LED-ul D1 care, atunci cand pinul 12 trece pe nivelul logic low emite un semnal luminos ca rezultat al unei situatii dintre cele amintite de mai sus.
Cand protectia la scurtcircuit are loc, pinul 12 trece cu o anumita intarziere in starea low. Dupa aproximativ 20ms automat se verifica daca scurtcircuitul mai persista sau nu. Verificarea are loc cca 50µs, timp in care pinul 12 se afla in starea high, iar daca scurtcircuitul se mentine, pinul 12 trece din nou in starea low, circuitul integrat ramanand in stand-by. Aceasta operatie se repeta la fiecare aproximativ 20ms pana la disparitia cauzei de scurtcircuit, in tot acest interval de timp, consumul circuitului integrat fiind redus. Protectia termica actioneaza atunci cand temperatura virtuala a cristalului semiconductor atinge 150°C.
LED-ul D1 indica aparitia distorsiunilor dinamice peste 10%. Aceasta informatie poate fi utilizata pentru a micsora nivelul semnalului la intrare sau pentru a regla corespunzator nivelul volumului sonor.
Circuitul integrat TDA8560Q realizeaza functia MUTE/STAND-BY la pinul 11 in felul urmator:
- daca potentialului pinului 11 este cuprins intre 0 si 2V se realizeaza functia STAND-BY, curentul consumat (Isb) fiind maximum 100µA;
- daca potentialul pinului 11 este in intervalul 3.3...6.4V se realizeaza functia MUTE.
In schema electrica se observa ca pinul 11 este conectat la polul pozitiv al sursei de alimentare prin intermediul unui circuit de integrare realizat cu rezistorul R1 si condensatorul electrolitic C3. Astfel, se realizeaza o pornire lenta a amplificatorului eliminandu-se "pocniturile" in difuzoare.
Semnalul de audiofrecventa ce urmeaza a fi amplificat este preluat de TDA8560Q la pinul 1, pentru canalul L prin intermediul condensatorului C1 si respectiv la pinul 13 pentru canalul R prin intermediul condensatorului C2. Ambele condensatoare au capacitatea de 470nF.
Condensatoarele C4 (220nF) si C5 (2200µF/16V) imbunatatesc filtrajul tensiunii de alimentare.
TDA8560Q este realizat intr-o capsula de plastic SOT141R cu radiator intern. Circuitul integrat se monteaza astfel incat suprafata cu radiator sa fie situata la extremitatea laturii circuitului imprimat in vederea fixarii pe radiatorul extern. Circuitul integrat nu se monteaza pe radiatorul de caldura izolat electric.
Desenul circuitul imprimat impreuna cu modul de amplasare al componentelor pe cablaj sunt prezentate in figura de mai sus.
Trebuie avut in vedere ca alimentarea lui TDA8560Q cu tensiune mai mare de 18V conduce la distrugerea iremediabila a acestei pretioase componente.
Amplificator 250w
CIRCUITUL INTEGRAT AUDIO DE PUTERE TDA7294
In circuitul integrat de putere TDA7294 intalnim "rafinamente" de proiectare si relizare tehnologica dintre cele mai avansate. Principalele caracteristici ale circuitului integrat sunt:
- Tensiunea de alimentare de lucru foarte mare (±40V);
- Etajul de iesire prevazut cu tranzistoare de putere realizate in tehnologia DMOS. Astfel de tranzistoare nu au tensiunea de strapungere si tensiunea Vbe ca la tranzistoarele bipolare. Capabilitatea debitarii curentului este de maxim 10A;
- Puterea utila de iesire este de pana la 100W;
- Eliminarea zgomotelor la "pornit-oprit";
- Distorsiuni si zgomot foarte mici, datorita proiectarii deosebite a reactiile negative;
- Protectie la supratemperatura si la scurtcircuite pe iesire.
Schema bloc a circuitului integrat este prezentata in figura de mai jos:
Primul etaj este prevazut cu tranzistoare bipolare si asigura ponderea castigului circuitului integrat.
Semnalul de la iesirea primului etaj se aplica etajului pilot echipa cu tranzistoare MOS. Acest echipaj asigura nivelul tensiunii de audiofrecventa de iesire, este asistat de "reactia" tip boot-strap, asigura stabilitatea globala a amplificatorului, prin compensarea cu capacitatea Miller, Cm realizata pe cip si asigura comanda corespunzatoare a celor doua tranzistoare de putere din etajul de iesire.
Etajul de putere realizat cu tranzistoare in tehnologia DMOS prezinta urmatoarele avantaje si particularitati:
- Utilizarea tranzistoarelor MOS determina imunitate fata de tensiunea de strapungere secundara caracteristica tranzistoarelor bipolare. Se obtine astfel tensiunea admisibila de alimentare de ±40V;
- Datorita curentilor mari de lucru, asociata cu nivelul mare al tensiunii, se obtin puteri mari de iesire;
- Pentru linializarea etajului de putere si pentru controlul curentului de repaus (tipic 300mA) etajul de putere este prevazut cu o reactie realizata de amplificatorul diferential A;
- Circuitul integrat este prevazut cu protectie termica dinamica; aceasta la atingerea temperaturii de 140°C a cristalului (cip-ului) trece componenta in regim "linistire" (muting) iar la T = 150°C in regim de "asteptare" (stand -by);
In concluzie, alegerea acestui ciruit integrat pentru realizarea unui amplificator audio de mare putere este optima.
AMPLIFICATORULUI AUDIO DE 250W
Circuitul integrat TDA7294 poate debita pe o sarcina de 8Ω la Vs = ±35V, cu distorsiuni d4 = 0.5% o putere sinusoidala de 70W, iar pe o sarcina de 4Ω la Vs = ±27V aceeasi putere cu aceleasi distorsiuni.
Pentru obtinerea unor puteri mai mari se utilizeaza tehnica conectarii in punte a doua circuite integrate.
Schema de principiu a amplificatorului de putere in configuratia in punte este prezentata in figura urmatoare:
Din analiza tabelului de mai sus rezulta in cazul amplificatorului in punte o putere de patru ori mai mare, iar curentul de iesire de doua ori mai mare. De asemenea castigul este de patru ori mai mare, deci nivel de intrare necesar mai mic.
In realitate, datorita puterii disipate in etajele finale de putere si a capabilitatii disipatiei caldurii cu radiatoare fizic realizabile, puterea utila obtinuta in configuratia in punte nu este practic de patru ori mai mare.
AMPLIFICATORUL DE PUTERE IN PUNTE DE 250W
Din considerentele prezentate mai sus am ales circuitul integrat TDA7294 pentru realizarea practica a amplificatorului de putere, in configuratia in punte. Functiile componentelor din schema amplificatorului le prezentam in tabelul care urmeaza.
Pentru asigurarea obtinerii performantelor, dar in special a stabilitatii amplificatorului, proiectarea circuitului imprimat implica o atentie deosebita. Evitarea buclelor de masa mai ales la curentii de lucru de ordinul amperilor este o cerinta obligatorie.
Asamblarea electrica nu pune probleme deosebite. O atentie deosebita se va da montarii circuitelor integrate in scopul obtinerii planeitatii capsulelor in plan perpendicular pe marginea corespunzatoare a cablajului imprimat. Desenul de echipare si cel al circuitului imprimat este prezentat in figura urmatoare.
Problema transferului caldurii de la structura monolitica (cip) catre mediul ambiant se rezolva cu ajutorul radiatorului de caldura "cuplat" termic cu capsulele circuitelor integrate. Dimensiunile, forma, materialul si culoarea radiatorului sunt elementele care stabilesc rezistenta termica a acestuia. Aceasta rezistenta termica exprimata in °C/W, trebuie sa permita "transferul" catre mediul ambiant a caldurii produsa de puterea disipata de circuitele integrate. In configuratia in punte se va dubla caldura produsa. Revenim asupra limitarii puterii utile in configuratia in punte, adica practic nu se poate obtine marirea acesteia de patru ori, asa cum rezulta din analiza teoretica.
In ce priveste alimentarea amplificatorului facem urmatoarele precizari:
- O sursa de alimentare cu ± Vs = 35V, cu un curent debitat de cca 4A, deci cu o putere de cca 330W, realizata in varianta sursa stabilizata devine costisitoare;
- Avand in vedere factorul de rejectie al sursei de alimentare (SVR) foarte bun al circuitului integrat TDA7294, tipic 75dB, influenta variatiei tensiunii de alimentare va fi micsorata de cca 5600 de ori. Astfel o sursa nestabilizata dubla alternanta, bine filtrata, cu un riplu de cca 0.5Vef (~1.5Vvv) este corespunzatoare.
Principalele caracteristici electrice ale amplificatorului sunt prezentate in urmatorul tabel.
Amplificatorul prezentat satisface exigentele conditiilor HI-FI avand avantajele obtinerii puterii utile mari, la o tensiune de alimentare de valoare moderata si la o sarcina chiar de 16Ω.
amplificator 100w
Datorita unui domeniu larg a tensiunilor de alimentare si capabilitatii mari a curentului de iesire Tda7294 poate dezvolta puterea maxima atat pe o sarcina de 4 ohmi cat si pe o sarcina de 8 ohmi.
Acest integrat (tda7294) ofera atat functia de stand-by cat si cea de mute. Pentru prevenirea unui scurtcircuit intre masa si tensiunea negativa de alimentare integratul se va izola la montatrea pe radiator cu folie de mica.
Abonați-vă la:
Postări (Atom)