Помехоустойчивый УМЗЧ для аналоговых сигналов с цифровых источников (TDA7294)
Приведена схема самодельного усилителя мощности НЧ на микросхеме TDA7294 для использования с компьютерами, цифровыми плеерами и другой цифровой аппаратурой.
Сейчас уже аналоговая звуковоспроизводящая и записывающая аппаратура стала сродни антиквариату. Практически все источники аудиосинала цифровые. Конечно, выход у них аналоговый, ведь перед подачей на выходной разъем аналоговый сигнал формируется цифро-аналоговым преобразователем.
Однако, такому аналоговому сигналу свойственно наличие высокочастотных помех с частотой дискретизации или кратных гармоник. Особенно этим грешат недорогие источники сигнала, такие как выходы карманных МП-3 плееров и звуковых карт недорогих персональных компьютеров и планшетов.
Здесь приводится описание модуля усилителя мощности на основе микросхемы TDA7294, оптимизированного для работы с аналоговым сигналом, поступившим с выхода ЦАП цифрового источника. Микросхеме TDA7294 присущи такие достоинства, как высокая выходная мощность, широкий диапазон питающего напряжения, и низкие нелинейные искажения.
Все это, в сочетании с вполне доступной ценой, делают возможным использование этого усилительного модуля во многих радиолюбительских конструкциях аудиотехники, а так же, при ремонте и модернизации УНЧ аппаратуры промышленного производства, изготовлении различных активных акустических систем, способных работать как с аналоговым сигналом с выхода ЦАП, так и с чистым аналоговым сигналом.
Технические характеристики:
- Напряжение питания от ±7,5 до ±48V.
- Номинальное напряж. питания ±24V.
- Максимальная выходная мощность при номинальном напряжении питания на нагрузке 4 От, - 70W.
- Входное сопротивление 22 kOm.
- Чувствительность 750 mV.
- Коэффициент гармонических искажений при мощности 50W, не более 0,5%.
- Сопротивление нагрузки от 4 до 8 Om.
Принципиальная схема
Рис. 1. Принципиальная схема помехоустойчивого усилителя мощности (УМЗЧ) на микросхеме TDA7294.
Если усилитель стереофонический, то потребуется два таких одинаковых модуля. Как и большинство интегральных усилителей мощности, микросхема TDA7294 представляет собой мощный операционный усилитель. Коэффициент усиления этого усилителя устанавливается цепью отрицательной обратной связи, включенной между его выходом (вывод 14) и его инверсным входом (вывод 2). Сигнал поступает на прямой вход (вывод 3). Цепь ООС состоит из резисторов R1, R2 и конденсаторов С2 и С11 (С11 работает на ВЧ, где мешает индуктивная составляющая электролитического С2).
Изменяя соотношение сопротивлений этих резисторов, можно усиливать или ослаблять ООС, таким образом, регулировать коэффициент усиления УМЗЧ. Так, подбором R1 или R2 можно подкорректировать чувствительность усилителя мощности под выходные параметры источника сигнала, или уровнять коэффициенты усиления по каналам. Однако, следует принимать во внимание то, что понижение глубины ООС приводит не только к увеличению коэффициента усиления, но, так же и к увеличению искажений и увеличению склонности усилителя к самовозбуждению.
Усилитель включается «мягким способом» при помощи выключателя S1. Выключатель S1 один на оба канала, в схеме второго канала нет резисторов R7 и R6, а точка соединения R4 и R5 соединена с аналогичной точкой другого канала. Если усилители удалены друг от друга (например, расположены в корпусах активных акустических систем, то S1 отдельные для каждого канала).
На входе усилителя включена цепочка R8-C3, которая представляет собой пассивный фильтр, понижающий уровень помех от частоты дискретизации, имеющих место при работе цифро-аналогового преобразователя источника сигнала.
Детали и печатная плата
Электролитические конденсаторы С6 и С7, включенные по цепи питания не должны быть единственными сглаживающими пульсации источника питания в схеме УНЧ. Это только те конденсаторы, которые установлены непосредственно на плате УНЧ, но в самом источнике питания должны быть основные сглаживающие конденсаторы, емкостями не ниже 10000 мкФ, если источник построен на основе низкочастотного силового трансформатора.
Рис. 2. Печатная плата самодельного помехоустойчивого усилителя мощности на TDA7294.
При максимальной выходной мощности 70W, в двухканальном (стереофоническом) варианте источник питания должен быть способен работать с нагрузкой мощностью не ниже 300W. Это нужно учесть при выборе или расчете источника питания для данного усилителя.
Все конденсаторы должны быть на напряжение не ниже 50V (автор использовал конденсаторы на 63V). Все детали схемы стереоусилителя монтируются на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита с односторонней разводкой дорожек. На плате есть две перемычки.
На рисунке показана плата в натуральную величину со стороны разводки печатных дорожек. Никаких крепежных элементов на плате нет, роль крепежа выполняет радиаторная пластина микросхемы. Сама плата маленькая и легкая и в других дополнительных крепежных элементах не нуждается. Включать усилитель без радиатора нельзя, даже кратковременно. При мощности около 70W площадь поверхности радиатора должна быть не менее 400 см2.
Попцов Г. РК-02-2016.