Навигация по сайту Моя кладовка

Малогабаритный Hi-Fi инвертирующий усилитель на TDA7293 / 7294 с Т-образной ООС

 

Загрузить ZIP-архив (~80 кБ), содержащий схему усилителя , разводку платы в программе Sprint-Layaut 4.0 и размещение элементов.

Этот усилитель отличается от "обычного" только меньшими габаритами платы (размеры платы 65х50 мм, это 70% от "обычной") - мне потребовалось впихнуть усилитель в маленький корпус. За малогабаритность пришлось расплачиваться:

Зачем оно нужно - инвертирующее включение? Тут две причины: во-первых избавиться от электролитического конденсатора в цепи ООС, который на звук нехорошо влияет; во-вторых ослабить влияние неидеальности входного дифкаскада микросхемы (в нем сигнал ООС вычитается из входного сигнала и если дифкаскад плохой, то и ООС работает плохо). В интегральном исполнении дифференциальный усилитель получается довольно хорошим: из-за того, что транзисторы, расположенные на кристалле на расстоянии 0,05...0,2 мм друг от друга имеют практически одинаковые характеристики, и из-за того, что можно не бояться использовать хорошую схему на двадцати транзисторах. Тем не менее, даже если входной дифкаскад очень хороший, инвертирующее включение позволит выжать максимум из качества звучания, избавившись от всех его погрешностей.

Схема усилителя подходит для любой из микросхем:

Очень важно! Резистор разделения земель R10 может ухудшить работу усилителя, если он неправильного сопротивления! Постоянка на выходе, неустойчивая работа, повышенный шум - признаки неправильного сопротивления. Наиболее частые проблемы - плохой контакт в пайке; неправильный резистор (1кОм вместо 1 Ом). Довольно часто случается, что на резисторе написано 1,5 Ома, а реальное сопротивление у него не такое. Или при пайке перегрели. Резистор можно заменить перемычкой, это ухудшит звучание совсем-совсем капельку (а если повезет, то никак не ухудшит, но следите за земляными петлями в усилителе в целом!), но если сопротивление велико, или плохая пайка - это будет намного хуже!!!

Усилитель получился просто класс (выжал из микросхемы все, что можно)! Все электролиты шунтированы пленочными конденсаторами. Входной фильтр R1С1 ослабляет влияние высокочастотных помех (которые есть всегда и везде!), а выходная цепочка R9С4 повышает устойчивость усилителя при работе на реальную нагрузку. Тип микросхемы (TDA7293 или TDA7294) выбирается установкой перемычки, идущей от конденсаторов С5С6.

Почему я рекомендую микросхему TDA7293? Потому, что она немного лучше, чем TDA7294. Кроме того, что у нее больше допустимое напряжение питания и выходная мощность, у нее более сложная схема, дающая бОльшие возможности. Например, специальный усилитель для вольтодобавки, который отключает эту цепь от выхода и снижает искажения. Еще очень полезная цепь - клип-детектор, дающий информацию о перегрузке, когда на слух ее еще не заметно.

Важный момент: входной конденсатор С2 задает нижнюю рабочую частоту усилителя по уровню -3 дБ. Выбирайте столько, сколько нужно. У вывода 5 сделана контактная площадка для подключения клип-детектора.

Несколько слов по поводу Т-образной ООС. Если бы я зарабатывал на всем этом деньги, я бы рассказал, какая это волшебная ООС, какой чудесный звук она дает, и как ее нужно правильно заклинать (в полночь у амбара с кузнецом!.. пардон, это, кажется, из другой оперы!). На самом деле, идея проста. В инвертирующем усилителе входное сопротивление определяется резистором R2 (цепь R1C1 я отбрасываю для простоты, да и влияет она очень мало). Если бы ООС была обыкновенной, то резисторов R4,R5 небыло бы, а правый по схеме вывод R3 был бы подключен к выходу усилителя. Тогда коэффициент усиления Ку=R3/R2. Поскольку Ку=25...30, то для его получения потребовалось бы либо уменьшать R2, а значит и входное сопротивления (т.е. заметно нагружать источник сигнала), либо сильно повышать R3. Но при большом значении R3 возникает много плохого: лезут помехи, начинает влиять влажность и запыленность воздуха (если плата не залита лаком), влияет емкость монтажа и близкорасположенных предметов.

Для того, чтобы и нужное усиление получить, и сопротивление резистора не увеличивать и добавляются R4 и R5, которые образуют делитель и ослабляют сигнал ООС перед подачей его на R3. Теперь R3 должен обработать (ослабить) более слабый сигнал, а значит не должен быть таким большим. Вот и получается Т-обраная схема: резисторы R3,R4,R5 на вид образуют перевернутую букву Т. Недостаток этой схемы - несколько большее выходное постоянное напряжение смещения. Насколько это плохо? В трех экземплярах усилителя оно было на уровне 60...120 мВ. Это значит, что на колонки придется по 1...4 милливатт мощности постоянного тока. Вам страшно? Мне - нет!

Вот зависимость величины нелинейных искажений от частоты. Хорошо видно, что искажения мизерны!

Важное дополнение. В инвертирующей схеме нет смысла включать режим Mute, поскольку он замыкает на землю неинвертирующий вход, который здесь и так заземлен. Управление питанием производится режимом StdBy (см. Режимы Mute и StandBy в микросхеме TDA7294 (7293)). И тут есть маленький мерзкий нюанс - включение этого режима сопровождается небольшими помехами на выходе микросхемы (почему-то когда включен Mute их нет). Поэтому емкость конденсатора С3, задающего длительность включения/выключения лучше не увеличивать (также как и сопротивления резисторов R6, R7) - тогда помехи будут непродолжительными и малозаметными.

Внешний вид усилителя: компоновка и разводка платы очень-преочень хорошая и правильная (практически идеальная).

Вход максимально отдален от выхода и с обеих сторон "прикрыт" земляными проводниками (т.е. практически экранирован). Вся силовая земля соединяется в одной точке (в которую подводится питание). А к ней через резистор разделения земли подключена сигнальная земля. Широкие и короткие дорожки имеют мизерное сопротивление и индуктивность (особенно это важно для проводников питания). Кроме того они хорошо держат тяжелые детали. Расположение деталей:

 

В плате есть несколько "лишних" отверстий, чтобы можно было устанавливать конденсаторы разных габаритов. При монтаже сначала устанавливаются перемычки, причем при установке микросхемы не замкните ее выводы с перемычкой!

Звучание усилителя - просто замечательное! Это максимум, что можно из нее выжать, а микросхема-то - неплохая!

Наладка схемы и прочее описаны в статье про неинвертирующий усилитель на TDA7294. Туда читателя и отсылаю.

В настоящее время у меня имеется несколько плат, изготовленных промышленным способом. Как заказать - см. здесь.

 

22.10.2009

Счетчик