Ганичев Г.
г. Москва
Эта статья продолжает ряд публикаций, посвященных усилителям мощности, предлагаемых радиолюбителям фирмой МАСТЕР КИТ. В статью включены две последние разработки – NM2042 (мощный усилитель низкой частоты 140 Вт) и NM2043 (мощный автомобильный мостовой Hi-Fi усилитель низкой частоты 4х77 Вт). Усилители спроектированы с учетом всех необходимых требований и выполнены на современной интегральной элементной базе. Предлагаемые УМ обладают высокими эксплуатационными характеристиками, высокой надежностью, простотой в изготовлении/подключении и оптимальным соотношением цена/качество, что на сегодняшний день является немаловажным фактором. Собрать устройства можно из наборов МАСТЕР КИТ NM2042 и NM2043.
Перед специалистами МАСТЕР КИТ была поставлена, и успешно решена задача по подготовке технической документации и выпуску линейки УНЧ для использования в Hi-Fi звуковой технике. Постепенно номенклатура этих устройств расширяется и дополняется новыми разработками. В этой статье будут рассмотрены две новые разработки - NM2042 и NM2043.
Все предложенные модели усилителей мощности обладают минимальным уровнем собственных шумов, минимальным уровнем нелинейных искажений и широкой полосой воспроизводимых частот. Различаются модели в основном по максимальной выходной мощности, напряжению питания (двуполярное или однополярное “автомобильное” (14.4 В)) числу каналов усиления и внешнему конструктивному исполнению.
Радиолюбители сами могут развести печатную плату, однако нужно учитывать, что это очень ответственная и серьезная работа. Не все знают, что, например, неправильная трассировка печатных проводников в мощном усилителе, может в десятки раз увеличить уровень его нелинейных искажений или даже сделать вообще неработоспособным. Поэтому для разработки печатных плат привлекались профессиональные конструкторы, специализирующиеся в этой области.
NM2042. Мощный усилитель низкой частоты 140 Вт (TDA7293).
Предлагаемый усилитель НЧ обладает минимальным коэффициентом нелинейных искажений и уровнем собственных шумов. Устройство имеет небольшие габариты. Широкий диапазон питающих напряжений и сопротивлений нагрузки расширяет область применения этого УМ. Его можно использовать как на открытом воздухе для проведения различных мероприятий, так и в домашних условиях в составе Вашего музыкального аудиокомплекса. Усилитель хорошо зарекомендовал себя как УНЧ для сабвуфера.
УНЧ выполнен на интегральной микросхеме TDA7293. Эта ИМС представляет собой УНЧ класса АВ. Благодаря широкому диапазону питающих напряжений и возможности отдавать ток в нагрузку до 10 А, микросхема обеспечивает одинаковую максимальную выходную мощность на нагрузках от 4 Ом до 8 Ом. Одной из основных особенностей этой микросхемы является применение полевых транзисторов в предварительных и выходных каскадах усиления и возможность параллельного включения нескольких ИМС для работы с низкоомной нагрузкой (< 4 Ом).
Управление режимом работы ИМС осуществляется при помощи переключателя SW1. Для включения УНЧ SW1 необходимо замкнуть. Переключатель SW2 предусмотрен для технологических целей. Для нормальной работы SW2 необходимо перемкнуть в положении 2-3.
Катушку L1 необходимо изготовить самостоятельно. L1 – бескаркасная, трехслойная, содержит по десять витков провода ПЭВ-1.0 в каждом слое. Намотку необходимо вести на оправке 12 мм. Ориентировочная индуктивность – 5 мкГн.
Напряжение питания подается на контакты Х3(+), Х6(-) и Х7(общий).
Источник сигнала подключается к Х1(+) и Х2(общий).
Нагрузка подключается к Х4(+) и Х5(общий).
Конструктивно усилитель выполнен на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Конструкция предусматривает установку платы в корпус, для этого предусмотрены монтажные отверстия по краям платы под винты 2.5 мм. Для удобства подключения питающего напряжения, источника сигнала и нагрузки на плате зарезервированы посадочные места под клеммные винтовые зажимы.
Конструктивно предусмотрен сдвоенный логический вход управляющих сигналов MUTE/ST-BY для "мягкого" включения УНЧ.
Микросхему усилителя необходимо установить на теплоотвод (в набор не входит) площадью не менее 600 см2. В качестве радиатора можно использовать металлический корпус или шасси устройства, в которое производится установка УНЧ. При монтаже рекомендуется использовать теплопроводную пасту типа КТП-8, для повышения надежности работы ИМС.
Общий вид усилителя представлен на рис.1, схема электрическая принципиальная на рис.2, схема расположения элементов на плате и подключение усилителя на рис.3, вид печатной платы со стороны проводников на рис.4. Перечень элементов приведен в табл.2.
Таблица 1. Технические характеристики.
Напряжение питания, двуполярное, В | +/- 12...50 |
Пиковое значение выходного тока, А | 10 |
Ток в режиме покоя, мА | 30 |
Ток в режиме MUTE/ST-BY, мА | 0,5 |
Выходная мощность, Вт при коэффициенте гармоник = 1 %, Uп = +/- 30 В, Rн = 4 Ом | 80 |
Выходная мощность, Вт при коэффициенте гармоник = 10 %, Uп = +/- 45 В, Rн = 8 Ом | 140 |
Выходная мощность, Вт при коэффициенте гармоник = 10 %, Uп = +/- 30 В, Rн = 4 Ом | 110 |
Коэффициент усиления Au, дБ | 30 |
Диапазон воспроизводимых частот, Гц | 20...20000 |
Входное сопротивление, кОм | 22 |
Размеры печатной платы, мм | 47х55 |
Таблица 2. Перечень элементов.
Позиция | Наименование | Кол. |
C1 | 470 пФ | 1 |
C2 | 0,47 мкФ | 1 |
C3, C10 | 22 мкФ/63 В | 2 |
C4, C5 | 10 мкФ/63 B | 2 |
C6, C7, C11 | 0,1 мкФ | 3 |
C8, C9 | 1000 мкФ/63 B | 2 |
DA1 | TDA7293 | 1 |
L1 | 5 мкГн | 1 |
R1 | 1 кОм | 1 |
R2 | 10 кОм | 1 |
R3 | 30 кОм | 1 |
R4, R5, R9...R12 | 22 кОм | 6 |
R6 | 20 кОм | 1 |
R7 | 680 Ом | 1 |
R8, R14 | 4,7 Ом | 2 |
R13 | 270 Ом | 1 |
VD1 | 1N4148 | 1 |
Рис1. Общий вид усилителя NM2042.
Рис.2. Схема электрическая принципиальная усилителя NM2042.
Рис.3. Схема расположения элементов на плате и подключение усилителя NM2042.
Рис.4. Вид печатной платы со стороны печатных проводников усилителя NM2042.
NM2043. Мощный автомобильный мостовой Hi-Fi усилитель низкой частоты 4X77 Вт (TDA7560).
Основное назначение этого УНЧ – установка в Вашей автомагнитоле, вместо старого усилителя НЧ, для повышения ее выходной мощности или для проведения мероприятий на открытом воздухе с использованием аккумуляторной батареи 12 В в качестве основного источника питания аппаратуры. Благодаря использованию мостовой схемы включения усилитель развивает мощность до 80 Вт на нагрузке 2 Ом в каждом из четырех каналов. Особенностью усилителя является использование полевых транзисторов в выходных каскадах. Устройство обладает малыми габаритами, широким диапазоном питающих напряжений и сопротивлений нагрузки.
УНЧ выполнен на интегральной микросхеме TDA7560 (DA1). Эта ИМС представляет собой УНЧ класса AВ и устанавливается в авто-аудиоустройствах для получения высококачественного мощного выходного музыкального сигнала. ИМС рассчитана на работу с нагрузкой 4…2 Ом, искажения сигнала удовлетворяют требованиям Hi-Fi. Микросхема имеет защиту от КЗ нагрузки и от перегрева. К особенностям микросхемы следует отнести использование полевых транзисторов в выходных каскадах. Микросхема содержит четыре идентичных мостовых усилителя мощность до 80 Вт на нагрузке 2 Ом.
Переключатели SW1 (ST-BY) и SW2 (MUTE) предназначены для управления режимами работы ИМС. Замыканием контактов в SW1 управляет режимом ST-BY (дежурный/рабочий), а SW2 режимом MUTE (пауза).
Особое внимание следует обратить на подключение микросхемы к источнику питания:
ИМС чрезвычайно чувствительна к напряжению питания – максимум 18 В.
Переполюсовка источника напряжения питания приводит к выходу ИМС из строя (Uобр = 6 В максимум).
Напряжение питания подключается к контактам Х9(+) и Х10(-).
Источники сигнала подключаются к Х1(+),Х2(-);Х3(+),Х4(-);Х5(+),Х6(-);Х7(+),Х8(-).
Усиленный сигнал снимается с контактов Х11, Х12; Х13, Х14; Х15, Х16; Х17, Х18.
Общий вид усилителя представлен на рис.5, схема электрическая принципиальная на рис.6, схема расположения элементов на плате и подключение усилителя на рис.7, вид печатной платы сверху на рис.8, вид печатной платы снизу на рис.9. Перечень элементов приведен в табл.3.
Таблица 3. Технические характеристики.
Напряжение питания,В | 6...18, типовое 14,4 В |
Пиковое значение выходного тока, А | 10 |
Ток в режиме покоя, мА | 200 |
Максимальная выходная мощность, Вт при Uп = 14,4 В и Rн = 4 Ом | 50 |
Максимальная выходная мощность, Вт при Uп = 14,4 В и Rн = 2 Ом | 80 |
Коэффициент усиления по напряжению Au, дБ | 26 |
Диапазон воспроизводимых частот, Гц | 20...20000 |
Входное сопротивление, кОм | 100 |
Размеры печатной платы, мм | 51х50 |
Таблица 4. Перечень элементов
Позиция | Наименование | Кол. |
C1, C6...C10 | 0,1 мкФ | 6 |
C2...C5 | 470 пФ | 4 |
C11 | 200 мкФ/25 В | 1 |
C12...С14 | 0,47 мкФ | 3 |
C15 | 47 мкФ/25 В | 1 |
DA1 | TDA7560 | 1 |
R1...R4 | 1 кОм | 4 |
R5 | 10 кОм | 1 |
R6 | 47 кОм | 1 |
Рис.5. Общий вид усилителя NM2043.
Рис.6. Схема электрическая принципиальная усилителя NM2043.
Рис.7. Схема расположения элементов на плате и подключение усилителя NM2043.
Рис.8. Вид печатной платы сверху усилителя NM2043.
Рис.9. Вид печатной платы снизу усилителя NM2043.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Чтобы сэкономить время и избавить Вас от рутинной работы по поиску необходимых компонентов и изготовлению печатных плат МАСТЕР КИТ предлагает наборы NM2042 и NM2043. Каждый набор состоит из заводской печатной платы, всех необходимых компонентов и инструкции по сборке и эксплуатации.
Материал опубликован в журнале Радиолюбитель 2003`10.