|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Можливості автомобільного УНЧ на мікросхемі TDA2030 Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Підсилювачі потужності автомобільні Мікросхема підсилювача НЧ TDA2030A фірми ST Microelectronics користується заслуженою популярністю серед радіоаматорів. Вона має високі електричні характеристики і низьку вартість, що дозволяє при мінімальних витратах збирати на ній високоякісні УНЧ потужністю до 18 Вт. Однак не всі знають про її "приховані переваги": виявляється, на цій ІМС можна зібрати низку інших корисних пристроїв. Мікросхема TDA2030A є 18 Вт Hi-Fi підсилювач потужності класу АВ або драйвер для УНЧ потужністю до 35 Вт (з потужними зовнішніми транзисторами). Вона забезпечує великий вихідний струм, має малі гармонійні та інтермодуляційні спотворення, широку смугу частот сигналу, що посилюється, дуже малий рівень власних шумів, вбудований захист від короткого замикання виходу, автоматичну систему обмеження розсіюваної потужності, що утримує робочу точку вихідних транзисторів ІМС в безпечній області. Вбудований термозахист забезпечує вимикання ІМС при нагріванні кристала вище 145°С. Мікросхема виконана у корпусі Pentawatt і має 5 висновків. Спочатку коротко розглянемо кілька схем стандартного застосування ІМС - підсилювачів НЧ. Типова схема включення TDA2030 показана на рис. 1.
Мікросхема включена за схемою підсилювача, що не інвертує. Коефіцієнт посилення визначається співвідношенням опорів резисторів R2 та R3, що утворюють ланцюг ООС. Обчислюється він за формулою Gv=1+R3/R2 і може бути легко змінений підбором опору одного з резисторів. Зазвичай це роблять за допомогою резистора R2. Як очевидно з формули, зменшення опору цього резистора викликає збільшення коефіцієнта посилення (чутливості) УНЧ. Місткість конденсатора С2 вибирають виходячи з того, щоб його ємнісний опір Хс=1 /2?fС на нижчій робочій частоті було менше R2 принаймні в 5 разів. У разі на частоті 40 Гц Хс2=1/6,28*40*47*10-6=85 Ом. Вхідний опір визначається резистором R1. Як VD1, VD2 можна застосувати будь-які кремнієві діоди зі струмом IПР0,5... 1 А та UОБР більше 100, наприклад КД209, КД226, 1N4007. Схема включення ІМС у разі використання однополярного джерела живлення показано на рис. 2.
Дільник R1R2 і резистор R3 утворюють ланцюг зміщення для отримання на виході ІМС (висновок 4) напруги, що дорівнює половині живлення. Це необхідно для симетричного посилення обох напівхвиль вхідного сигналу. Параметри цієї схеми при Vs = +36 відповідають параметрам схеми, показаної на рис. 1, при живленні від джерела ±18 В. Приклад використання мікросхеми як драйвер для УНЧ з потужними зовнішніми транзисторами показаний на рис. 3.
При Vs=±18 на навантаженні 4 Ом підсилювач розвиває потужність 35 Вт. У ланцюги живлення ІМС включені резистори R3 і R4, падіння напруги на яких відкриває для транзисторів VT1 і VT2 відповідно. При малій вихідній потужності (вхідному напрузі) струм, споживаний ІМС, невеликий, і падіння напруги на резисторах R3 і R4 недостатньо для відкривання транзисторів VT1 і VT2. Працюють внутрішні транзистори мікросхеми. У міру зростання вхідної напруги збільшується вихідна потужність і споживаний ІМС струм. При досягненні ним величини 0,3...0,4 А падіння напруги на резисторах R3 і R4 складе 0,45...0,6 Ст. Почнуть відкриватися транзистори VT1 і VT2, при цьому вони будуть включеними паралельно внутрішнім транзисторам ІМС. Зросте струм, що віддається у навантаження, і відповідно збільшиться вихідна потужність. Як VT1 і VT2 можна застосувати будь-яку пару комплементарних транзисторів відповідної потужності, наприклад, КТ818, КТ819. Мостова схема включення ІМС показано на рис. 4.
Сигнал з виходу ІМС DA1 подається через дільник R6R8 на вхід DA2, що інвертує, що забезпечує роботу мікросхем в протифазі. У цьому зростає напруга на навантаженні, як наслідок, збільшується вихідна потужність. При Vs=±16 на навантаженні 4 Ом вихідна потужність досягає 32 Вт. Для любителів двох-, трисмугових УНЧ дана ІМС - ідеальний варіант, адже безпосередньо на ній можна збирати активні ФНЧ та ФВЧ. Схема трисмугового УНЧ показано на рис. 5.
Низькочастотний канал (НЧ) виконаний за схемою потужними вихідними транзисторами. На вході ІМС DA1 включений ФНЧ R3C4, R4C5, причому перша ланка ФНЧ R3C4 включено в ланцюг ООС підсилювача. Таке схемне рішення дозволяє простими засобами (без збільшення кількості ланок) отримувати досить високу крутість спаду АЧХ фільтра. Середньочастотний (СЧ) та високочастотний (ВЧ) канали підсилювача зібрані за типовою схемою на ІМС DA2 та DA3 відповідно. На вході СЧ каналу включені ФВЧ C12R13, C13R14 та ФНЧ R11C14, R12C15, які разом забезпечують смугу пропускання 300...5000 Гц. Фільтр каналу ВЧ зібраний на елементах C20R19, C21R20. Частоту зрізу кожної ланки ФНЧ або ФВЧ можна обчислити за формулою fСР=160/RC, де частота f виражена в герцях, R - в кіломах, С - мікрофарадах. Наведені приклади не вичерпують можливостей застосування ІMC TDA2030A як підсилювачі НЧ. Наприклад, замість двополярного живлення мікросхеми (рис. 3,4) можна використовувати однополярне харчування. Для цього мінус джерела живлення слід заземлити, на вхід, що не інвертує (висновок 1), подати зсув, як показано на рис. 2 (елементи R1-R3 та С2). Нарешті, на виході ІМС між виведенням 4 і навантаженням необхідно включити електролітичний конденсатор, а блокувальні конденсатори ланцюга -Vs зі схеми виключити. Розглянемо інші варіанти використання цієї мікросхеми. ІМС TDA2030A є не що інше, як операційний підсилювач з потужним вихідним каскадом і дуже непоганими характеристиками. Грунтуючись на цьому, було спроектовано та випробувано кілька схем нестандартного її включення. Частина схем була випробувана "наживо", на макетній платі, частина - змодельована у програмі Electronic Workbench. Потужний повторювач сигналу
Сигнал на виході пристрою Мал. 6 повторює формою і амплітуді вхідний, але має велику потужність, тобто. схема може працювати на низькоомне навантаження. Повторювач може бути використаний, наприклад, для умощування джерел живлення, збільшення вихідної потужності низькочастотних генераторів (щоб можна було безпосередньо випробовувати головки гучномовців або акустичні системи). Смуга робочих частот повторювача лінійна від постійного струму до 0,5... 1 МГц, що більш ніж достатньо для генератора НЧ. Умощування джерел живлення
Мікросхема включена як повторювач сигналу, вихідна напруга (висновок 4) дорівнює вхідному (висновок 1), а вихідний струм може досягати значення 3,5 А. Завдяки вбудованому захисту схема не боїться коротких замикань у навантаженні. Стабільність вихідного напруги визначається стабільністю опорного, тобто. стабілітрона VD1 рис. 7 та інтегрального стабілізатора DA1 рис. 8. Звичайно, за схемами, показаними на рис. 7 та рис. 8 можна зібрати стабілізатори і на іншу напругу, потрібно лише враховувати, що сумарна (повна) потужність, що розсіюється мікросхемою, не повинна перевищувати 20 Вт. Наприклад, потрібно побудувати стабілізатор на 12 В і струм 3 А. Є готове джерело живлення (трансформатор, випрямляч і фільтруючий конденсатор), який видає UІП= 22 В при необхідному струмі навантаження. Тоді на мікросхемі відбувається падіння напруги UІМС= УІП - УВИХ = 22 В -12 В = 10В, і при струмі навантаження 3 А потужність, що розсіюється, досягне величини РРАС= УІМС*IН = 10В*3А = 30 Вт, що перевищує максимально допустиме значення TDA2030A. Максимально допустиме падіння напруги на ІМС може бути розраховано за формулою: UІМС= РРАС.МАХ / ЯН У нашому прикладі UІМС= 20 Вт / 3 А = 6,6 В, отже максимальна напруга випрямляча повинна становити UІП = УВИХ+UІМС = 12В + 6,6 В = 18,6 В. У трансформаторі кількість витків вторинної обмотки доведеться зменшити. Опір баластового резистора R1 у схемі, показаній на рис. 7, можна порахувати за формулою: R1 = (UІП - УСТ)/ІСТ, де UСТ і IСТ - відповідно напруга та струм стабілізації стабілітрона. Межі струму стабілізації можна дізнатися з довідника, практично для малопотужних стабілітронів його вибирають у межах 7...15 мА (зазвичай 10 мА). Якщо струм у наведеній вище формулі виразити в міліамперах, то величину опору отримаємо в кілоомах. Простий лабораторний блок живлення
Електрична схема блоку живлення показано на рис. 9. Змінюючи напругу на вході ІМС за допомогою потенціометра R1, отримують плавно регульовану вихідну напругу. Максимальний струм, що віддається мікросхемою, залежить від вихідної напруги і обмежений все тієї ж максимальної потужністю, що розсіюється на ІМС. Розрахувати його можна за формулою: IМАХ = РРАС.МАХ / УІМС Наприклад, якщо на виході виставлено напругу UВИХ = 6, на мікросхемі відбувається падіння напруги UІМС = УІП - УВИХ = 36 В - 6 В = 30 В, отже, максимальний струм складе IМАХ = 20 Вт / 30 В = 0,66 А. При UВИХ = 30 В максимальний струм може досягати максимуму 3,5 А, оскільки падіння напруги на ІМС незначно (6 В). Стабілізований лабораторний блок живлення
Електрична схема блоку живлення показано на рис. 10. Джерело стабілізованої опорної напруги - мікросхема DA1 - живиться від параметричного стабілізатора на 15, зібраного на стабілітроні VD1 і резисторі R1. Якщо ІМС DA1 живити безпосередньо від джерела +36, вона може вийти з ладу (максимальна вхідна напруга для ІМС 7805 становить 35 В). ІМС DA2 включена за схемою неінвертованого підсилювача, коефіцієнт посилення якого визначається як 1+R4/R2 і дорівнює 6. Отже, вихідна напруга при регулюванні потенціометром R3 може набувати значення практично від нуля до 5 В * 6=30 В. Що стосується максимального вихідного струму , для цієї схеми справедливо все сказане вище для простого лабораторного блоку живлення (рис. 9). Якщо передбачається менша регульована вихідна напруга (наприклад, від 0 до 20 В при UІП = 24), елементи VD1, С1 зі схеми можна виключити, а замість R1 встановити перемичку. При необхідності максимальну вихідну напругу можна змінити підбором опору резистора R2 або R4. Регульоване джерело струму
Електрична схема стабілізатора показано на рис. 11. На вході, що інвертує, ІМС DA2 (висновок 2), завдяки наявності ООС через опір навантаження, підтримується напруга UBX. Під впливом цієї напруги через навантаження протікає струм IН = УBX / R4. Як видно з формули, струм навантаження не залежить від опору навантаження (зрозуміло, до певних меж, зумовлених кінцевою напругою живлення ІМС). Отже, змінюючи UBX від нуля до 5 за допомогою потенціометра R1, при фіксованому значенні опору R4=10 Ом, можна регулювати струм через навантаження в межах 0...0,5 А. Даний пристрій може бути використаний для зарядки акумуляторів і гальванічних елементів. Зарядний струм стабільний протягом усього циклу заряджання і не залежить від ступеня розрядженості акумулятора або від нестабільності мережі живлення. Максимальний зарядний струм, що виставляється за допомогою потенціометра R1, можна змінити, збільшуючи або зменшуючи опір резистора R4. Наприклад, при R4=20 Ом він має значення 250 мА, а за R4=2 Ом досягає 2,5 А (див. формулу вище). Для даної схеми справедливі обмеження максимального вихідного струму, як для схем стабілізаторів напруги. Ще одне застосування потужного стабілізатора струму – вимірювання малих опорів за допомогою вольтметра за лінійною шкалою. Дійсно, якщо виставити значення струму, наприклад, 1 А, то, підключивши до схеми резистор опором 3 Ом, за законом Ома отримаємо падіння напруги на ньому U=l*R=l А*3 Ом=3, а підключивши, скажімо, резистор опором 7,5 Ом, отримаємо падіння напруги 7,5 В. Звичайно, на такому струмі можна вимірювати тільки потужні низькоомні резистори (3 на 1 А - це 3 Вт, 7,5 В * 1 А = 7,5 Вт) , однак можна зменшити струм, що вимірювається, і використовувати вольтметр з меншою межею вимірювання. Потужний генератор прямокутних імпульсів
Схеми потужного генератора прямокутних імпульсів показано на рис. 12 (з двополярним харчуванням) та рис. 13 (з однополярним харчуванням). Схеми можуть бути використані, наприклад, у пристроях охоронної сигналізації. Мікросхема включена як тригер Шмітта, а вся схема є класичний релаксаційний RC-генератор. Розглянемо роботу схеми, показаної на рис. 12. Допустимо, в момент включення живлення вихідний сигнал ІМС переходить на рівень позитивного насичення (UВИХ = +UІП). Конденсатор С1 починає заряджатися через резистор R3 постійної часу Cl R3. Коли напруга на С1 досягне половини напруги позитивного джерела живлення (+UІП/2), ІМС DA1 переключиться в стан негативного насичення (UВИХ = -UІП). Конденсатор С1 почне розряджатися через резистор R3 із тієї ж постійної часу Cl R3 до напруги (-UІП / 2), коли ІМС знову переключиться у стан позитивного насичення. Цикл повторюватиметься з періодом 2,2C1R3, незалежно від напруги джерела живлення. Частоту проходження імпульсів можна порахувати за формулою: f=l/2,2*R3Cl. Якщо опір висловити у кілоомах, а ємність у мікрофарадах, то частоту отримаємо у кілогерцях. Потужний низькочастотний генератор синусоїдальних коливань
Електрична схема потужного низькочастотного генератора синусоїдальних коливань показана на рис. 14. Генератор зібраний за схемою моста Вина, утвореного елементами DA1 і С1, R2, С2, R4, що забезпечують необхідний фазовий зсув ланцюга ПОС. Коефіцієнт посилення по напрузі ІМС при однакових значеннях Cl, C2 і R2, R4 повинен точно дорівнює 3. При меншому значенні Ку коливання згасають, при більшому - різко зростають спотворення вихідного сигналу. Коефіцієнт посилення по напрузі визначається опором ниток розжарення ламп ELI, EL2 та резисторів Rl, R3 і дорівнює Ky = R3 / Rl + REL1,2. Лампи ELI, EL2 працюють як елементи зі змінним опором в ланцюзі ООС. При збільшенні вихідної напруги опір ниток розжарювання ламп за рахунок нагрівання збільшується, що викликає зменшення коефіцієнта посилення DA1. Таким чином, стабілізується амплітуда вихідного сигналу генератора і зводяться до мінімуму спотворення форми синусоїдального сигналу. Мінімуму спотворень при максимально можливій амплітуді вихідного сигналу домагаються за допомогою підстроювального резистора R1. Для виключення впливу навантаження на частоту та амплітуду вихідного сигналу на виході генератора включено ланцюг R5C3. Частота коливань, що генеруються. може бути визначена за формулою: f=1/2piRC. Генератор може бути використаний, наприклад, при ремонті та перевірці головок гучномовців або акустичних систем. На закінчення необхідно зазначити, що мікросхему потрібно встановити на радіатор з площею поверхні, що охолоджується, не менше 200 см2. Під час розведення провідників друкованої плати для підсилювачів НЧ необхідно простежити, щоб "земляні" шини для вхідного сигналу, а також джерела живлення та вихідного сигналу підводилися з різних сторін (провідники до цих клем не повинні бути продовженням один одного, а з'єднуватися разом у вигляді "зірки" "). Це необхідно для мінімізації фону змінного струму та усунення можливого самозбудження підсилювача при вихідній потужності, близької до максимальної. За матеріалами журналу "Радіоаматор" Публікація: cxem.net
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Водію заважає не мобільний у руках, а розмова по ньому ▪ Ігри, фільми та зростання насильства ▪ Лондон опинився під загрозою затоплення
▪ розділ сайту Цифрова техніка. Добірка статей ▪ стаття Я дурниць не читець, а пуще зразкових. Крилатий вислів ▪ стаття Коли було ослаблене гравітаційне поле Землі? Детальна відповідь ▪ стаття Бузина червона. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Збирання монет із повітря. Секрет фокусу
Коментарі до статті: Гість Величезне спасибі... Віктор Пізнавально, дуже! [up]
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page