Pasakas no mikroshēmas: LM1875 audio pastiprinātājs: 8 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Es mīlu mani dažus mikroshēmas pastiprinātājus - sīkas tīras audio jaudas paketes. Tikai ar dažiem ārējiem komponentiem, tīru barošanas avotu un dažām spēcīgām dzesēšanas ierīcēm jūs varat iegūt patiesi hi-fi kvalitātes skaņu, kas konkurē ar sarežģītu, diskrētu tranzistoru dizainu.

Es mazliet sīkāk pastāstīju par mikroshēmu pastiprinātāju priekšrocībām savā LM386 veltījumā - tā varētu būt laba vieta, kur sākt. Šeit es iedziļināšos tieši tajā, kas padara LM1875 tik lielisku un kā izveidot vienkāršu shēmu. Brauc, Dobbin!

1. darbība: pasakiet sveicienu LM1875

LM1875 ("astoņpadsmit septiņdesmit pieci") ir mikroshēmas briesmonis ļoti nepretenciozā iepakojumā un vēl viena ļoti iecienīta mikroshēma DIY audio kopienā. Oficiālā datu lapa (PDF) apgalvo, ka spēja vadīt 20 W 8Ω slodzēs, ja ir +-25V, un līdz 30W, kas tiek piegādāta kopā ar papildu +-5V sulu … un tas viss ir mazāks par 1% THD. Un, lai cik reti tas būtu, es varu apstiprināt, ka lepošanās datu lapā ir uz vietas - šos skaitļus patiesībā var sasniegt diezgan ērti (ņemot vērā veselīgu dzesēšanu).

2. darbība

TO-220 iepakojums ar tikai 5 tapām ir vienkārši savienojams:

1 - negatīvā ievade (-IN)

2 - pozitīva ievade (+IN)

Standarta op-amp ieejas ar pozitīvo ieeju, kas uztver audio signālu, un negatīvā ieeja ir piesaistīta zemei.

3 - negatīvs piedāvājums (-Vee)

5 - Pozitīvs piedāvājums (Vcc)

Šeit jūs barojat pastiprinātāju, ideālā gadījumā ar divkāršu barošanu. To var darbināt arī ar vienu barošanas avotu, piesienot tapu 3 pie zemes, tomēr var ciest veiktspēja.

4 - Izeja

Šeit jūs pusdienojat ar kādu saldu, saldu pastiprinātu signālu.

3. darbība. Shēma un BOM

Šeit ir vienkārša shēma vienam kanālam - stereo sistēmai jums būs nepieciešami divi no tiem.

R1 un R2 ir pastiprinājuma rezistori, kas piestiprināti pie pastiprinātāja invertējošās ieejas. 22KΩ un 1KΩ vērtības ir 23:

Pastiprinājums = 1 + (R1 / R2)

= 1 + (22 / 1) = 23

Lai mainītu pastiprinājumu, vienkārši nomainiet R1 ar citu rezistoru kohm diapazonā un pievienojiet to formulai.

CIC1 līdz CIC4 ir LM1875 atvienošanas kondensatori. Mazāks kondensators (100nF) filtrē augstfrekvences troksni uz barošanas sliedes, savukārt lielāks vāciņš (220uF) nodrošina enerģijas avotu, lai izlīdzinātu strāvas padeves kritumus. Ražošanas ķēdē šie vāciņi jānovieto pēc iespējas tuvāk mikroshēmas strāvas ievades tapām. Lai iegūtu vairāk informācijas, skatiet šo pārsteidzoši viegli saprotamo Analog Devices rakstu par pareizām atdalīšanas metodēm.

Tāpat C1, C2, R2 un R3 ir paredzēti, lai filtrētu troksni, savukārt R5 darbojas kā nolaižams rezistors, kas ļauj nokļūt zemē, ja nav pievienots signāls (trokšņu samazināšana).

R6 un C3 veido RC ķēdi, filtru, kas novērš radiofrekvenču atgriešanos ķēdē un novērš skaļruņa svārstības no atgriešanās pie pastiprinātāja.

_

BOM:

IC: LM1875

R1: 22 kΩ

R2: 1 kΩ

R3: 1 kΩ

R4: 1MΩ

R5: 22 kΩ

R6: 1Ω, 1W

C1: 10uF elektrolītiska (vai vēlams poliestera/polipropilēna plēve)

C2: 47uF elektrolīts

C3: 220nF X7R / filma

CIC1, CIC3: 220uF elektrolītisks

CIC2, CIC4: 100nF X7R / filma

_

Jums būs nepieciešams veids, kā ievadīt audio - es savācu 3,5 mm ligzdu no vecas ierīces un izveidoju izlaušanos, kas tiek pievienota tieši maizes dēlim, vai arī jūs varētu nocirst galvu no vecā 3,5 mm audio kabeļa, pielīmēt dažas galvenes galus un savienojiet to tieši.

Turklāt jums būs nepieciešami parastie džemperi, vadi, skaļruņu/fiktīvā slodze un barošanas avots - noderēs pienācīgs mainīga stenda PSU, kas var nodrošināt +/- 30V.

Beidzot - radiators! Lielākajai daļai A/B klases mikroshēmu ir nepieciešama ievērojama dzesēšana, tāpēc iegūstiet lielāku radiatoru, nekā jūs domājat, ka jums tas būs vajadzīgs, un paturiet to prototipēšanas nolūkos.

4. solis: maizes dēļa veidošana

Tātad, šeit ir mana maize …

… bet ATRUNA

Tas nav visoptimālākais izkārtojums - ideālā gadījumā komponentiem jābūt daudz tuvāk viens otram, un jo īpaši atdalīšanas vāciņi atrodas pārāk tālu no IC tapām. Tomēr es to izklāju, lai fotoattēlos būtu vieglāk saprast, un lai mana neērtā radiatore būtu piemērota. Rezultāti ir labi īsos testēšanas periodos.

Es ievietoju abas barošanas sliedes vienā maizes dēļa pusē, lai es varētu saglabāt vietu ap IC radiatoram. Tam ir papildu priekšrocība, jo īpašās pozitīvās, negatīvās un zemes sliedes ir viegli pieejamas gar dēļa apakšdaļu.

5. solis: neaizmirstiet radiatoru

Lai sagatavotu radiatoru, vispirms novietojiet to uz tāfeles un atzīmējiet vietu, kur jāiziet caurumam, lai to piestiprinātu pie IC. Pēc tam urbiet caurumu un noslīpējiet visu saskares virsmu ar ļoti smalku papīru, līdz virsma ir gluda un spīdīga.

Pēc tam uz kontaktvirsmas uzklājiet termopastas punktu un ar dažiem pincetēm novietojiet uz augšu izolējošo vizlu - mēģiniet ar pirkstiem nerīkoties ar vizlu.

Visbeidzot, izmantojiet cilindru (vai "krūmu"), uzgriezni un skrūvi, lai mikroshēmu nostiprinātu pie radiatora. Tam vajadzētu būt pietiekami stingram, lai IC nevarētu pagriezt ap skrūvi, un ne stingrāk!

Visbeidzot, vēlreiz pārbaudiet, vai mikroshēmas cilne ir izolēta no radiatora, veicot nepārtrauktības pārbaudi ar savu multimetru - ar vienu zondi uz radiatora cilnes un otru uz pašas radiatora. Nav pīkstiena = labs darbs!

6. darbība: pārbaudiet to

Pārbaudiet un vēlreiz pārbaudiet, vai visi savienojumi ir stabili, un pārliecinieties, ka sūtāt + un - spriegumu pareizajās sliedēs. Iestatiet strāvas padevi aptuveni +-10V, atkāpieties un ieslēdziet!

Ja neparādās šokējošs dūmu izvirdums, iespējams, jums tas ir izdevies. Atskaņojiet mūziku un klausieties testa skaļruni. Ja jūsu stenda barošanas blokam ir iebūvēts ampērmetrs, varat redzēt, cik lielu strāvu jūsu pastiprinātājs patērē jebkurā brīdī - mēģiniet palielināt skaļumu, lai redzētu, ka strāvas stiprums palielinās.

Pie zema sprieguma jūs, visticamāk, drīzāk sasniegsit izgriešanu vai cita veida izkropļojumus, un ar lielāku skaļumu jūsu mūzika izklausīsies diezgan šausmīgi. Lēnām palieliniet spriegumu - LM1875 rokturi +-25V kā čempions, tādēļ, ja jums ir pienācīgs radiators, nevajadzētu uztraukties.

Izejas spriegums

Es izvadīju izeju gigantiskā fiktīvā slodzē (300 W, 8Ω rezistors) un noskaidroju izeju. Ar 1 kHz sinusa viļņu pie 810 mV maksimuma LM1875 man piedāvāja cienījamu, tīru 20,15 V maksimumu (14,32 V RMS) izvadē - tikai nedaudz pārsniedzot mūsu iestatījumu.

Jauda

Runājot par tīru jaudu, es to daru…

Jauda RMS = Vrms^2 / R = 14.32^2 /8 = 25.63W

… Kautrīgi no 26W! Vispār nav slikti.

Šajā brīdī es gribēju noskaidrot, vai es varu nokļūt līdz šai mītiskajai LM1875 30W atzīmei, bet vispirms man vajadzēja nomainīt radiatoru ar kaut ko mazliet pārliecinošāku …

7. solis: vara monstrs