- Электрические параметры усилителя мощности микросхемы
- Предельные эксплуатационные данные для усилителя микросхемы
- Схемы включения мощности микросхемы
- Сборка усилителя мощности микросхемы
- Как нанести надписи на плату
- Проверка деталей перед пайкой микросхемы
- Список используемых деталей
- Что делать, если усилитель мощности не работает
- УМЗЧ с малыми искажениями питания на ИС К174УН7
- Типовое включение питания ИС К174УН7
- УМЗЧ на 174УН7 с нестандартной схемой включения
- УМЗЧ с малыми искажениями питания на ИС К174УН7
- УМЗЧ для радиомегафона на К174УН7
Электрические параметры усилителя мощности микросхемы
Предельные эксплуатационные данные для усилителя микросхемы
- напряжение питания микросхемы — 18В *;
- максимальное амплитудное значение входного напряжения питания усилителя составляет 2 В;
- максимальное значение амплитуды тока в нагрузке 1,8 А;
- допустимое постоянное напряжение питания: на выводе 7 не более -15 В, на выводе 8 -0,3…+2 В;
- максимальная рассеиваемая мощность — 0,5 Вт **;
- температура окружающей среды микросхемы -10…+60°С ***.
Примечания:
* Время действия усилителя микросхемы не более 3 минут.
** Без теплоотвода.
*** При Т > +25 градусов С рассеиваемая мощность, Вт, рассчитывается по формулам:
Рисунок 3. Зависимость выходного напряжения усилителя микросхемы от напряжения источника питания при Rн = 4 Ом, К — 10%, Т = + 25°С. Сплошная линия показывает типовую зависимость.
Рисунок 4. Амплитудно-частотная характеристика усилителя.
Рисунок 5. Зависимость коэффициента гармонии от выходной мощности питания для микросхемы К174УН7.
Рисунок 6. Зависимость коэффициента гармоник от частоты для микросхемы К174УН7.
Рисунок 7. Зависимость выходной мощности от напряжения питания при Rн = 4 0м, Kr = 10%, Т= + 25 С. Сплошная линия показывает тип зависимости.
Схемы включения мощности микросхемы
8. Типовая схема включения микросхемы К174УН7.
9. Принципиальная схема мостового усилителя мощности питания низкой частоты на двух микросхемах К174УН7.
10. Принципиальная схема генератора стирания и подмагничивания для микрофона на микросхеме К174УН7.
Сборка усилителя мощности микросхемы
Схема проверена людьми и работает. Это простой моно усилитель, собранный на микросхеме К174УН7. Этот чип усилителя требует радиатора. Аналогами микросхемы являются TBA810AS и LA4420, представленные на сайте. Печатную плату можно сделать с перекисью, этот способ очень доступен на сайте. Полезные советы, как это правильно сделать, можно найти на разных форумах, перейдя по электронным ссылкам. Только для этой платы вам понадобится 200 мл перекиси. Красная линия на плате — это ее край, ее нужно стереть перед правлением. Питание платы от батареек, хоть на 4 вольта. Еще в микросхеме есть еще управление звуком с помощью регулятора переменного резистора на 40 кОм.
Работу микросхемы стабилизатора, компьютера, трансформатора или радиоприемников легко проверить. После включения мощности питания можно коснуться пальцем гнезда (входа усилителя). Из динамика (выход усилителя) будет слышен сравнительно громкий и импульсный треск с фоновым шумом.
Лучше всего начинать пайку усилителя мощности с проводов и небольших высококачественных компонентов, таких как керамические конденсаторы или резисторы. Для начинающих есть возможность посмотреть пример в обзоре на сайте.
Микросхему усилителя мощности необходимо установить на радиатор и припаять к плате последнего.
Время припаивания вывода усилителя микросхемы прикосновением паяльника — не более пары секунд, затем перерыв.
Если вывод усилителя мощности микросхемы запаян плохо, подождите, пожалуйста,пока он остынет, снова залейте флюсом и припаяйте. Радиатор немного экранирует тепло, но, чтобы быть в безопасности, пайка одного контакта усилителя не должна быть слишком длинной. Схемку, как его устанавливают, можно найти на сайте.
Как нанести надписи на плату
Макросы деталей наносятся на плату так же, как и дорожки: с помощью ЛУТ.
Однако это необходимо сделать после записи дорожек и сверления отверстий. Следовательно, перед нанесением макросы необходимо зеркально отразить по горизонтали. Как это сделать наглядно, можно увидеть на сайте. В прикрепленном файле формата А4 они уже отзеркалены по горизонтали и готовы к применению.
Проверка деталей перед пайкой микросхемы
Все находящиеся детали проверяются на короткое замыкание. Резистор R9 может прозвонить, поскольку его сопротивление около 1 Ом. И микросхема К174УН7 на 9 и 10 выводе. Эти выводы соединены в общую точку.
Список используемых деталей
С1 | 10 мкФ 6,3 В |
С2 | 10мкФ 16В |
С3 | 100мкФ 16В |
С4 | 330 пФ |
С5 | 470пФ |
С6 | 0,1 мкФ |
С7, С8 | 100мкФ 16В |
С9 | 2000 мкФ 16 В |
С10 | 1000 мкФ 16 В |
DA1 | К174УН7 |
R1 | 15 кОм 0,25 Вт |
R2 | 150 кОм 0,25 Вт |
R3 | 47 кОм переменный ток |
Р4, Р5 | 10 кОм 0,25 Вт |
R6 | 330 Ом 0,25 Вт |
R7 | 5,1 кОм 0,25 Вт |
R8 | 100 Ом 0,5 Вт |
R9 | 1 Ом 0,5 Вт |
R10 | 1 кОм 0,25 Вт |
VT1 | КТ3102Э |
Что делать, если усилитель мощности не работает
Для начала пройдите несколько тестирований, указанных в программе на сайте:
- проверьте плату на наличие излишков припоя;
- все контакты должны быть хорошо припаяны, без трещин;
- убедитесь, что все кабели правильно соединены;
- также необходимо проверить вход усилителя на наличие сигнала — коснуться разъема корпуса (входа усилителя) пальцем.
Схема рабочая, а неисправность может быть на этапе изготовления или монтажа платы или пайки. Например, вы можете перегреть чип, и он не будет работать. Также не стоит забывать о бракованных деталях блока. Сначала проверьте качество пайки, а потом уже принимайте решение о замене или ремонте той или иной детали.
УМЗЧ с малыми искажениями питания на ИС К174УН7
В настоящее время по-прежнему остро стоит проблема миниатюризации звуковоспроизводящей аппаратуры при улучшении ее технических характеристик. Одним из путей ее решения является широкое внедрение интегральных схем (ИС). К сожалению, их использование не всегда дает высокое качество. Например, усилители мощности, построенные на базе ИМС К174УН7, имеют относительно высокий коэффициент гармоник (до 10 % при выходной мощности 4,5 Вт). Неоднократно радиолюбителями предлагались схемные решения, снижающие искажения до 1…2%, но для качественных усилителей ЗЧ этого недостаточно.
Нам удалось довести этот параметр до 0,07…0,08 % на частоте 1000 Гц. Снизить искажения можно введением дополнительного усилительного каскада и схемы ООС (см. рис.). Напряжение ООС снимается с делителя, образованного резистором R10 (нижнее плечо) и резистором 4…6 кОм (верхнее плечо), расположенными внутри ИС и включенными между выводами 6 и 12.
Дополнительный усилительный каскад уменьшает искажения, вносимые ИС, так как позволяет
увеличить глубину ООС, повысив сопротивление резистора R10. Неизбежное снижение усиления ИС компенсируется дополнительным каскадом усиления.
Дальнейшее снижение нелинейных искажений получили простотой включения цепи ООС (конденсатор С8) между выводом 6 ИС и точкой соединения резисторов R4, R5 коллекторной нагрузки транзистора VT1. При этом сам транзистор охвачен параллельной обратной связью по напряжению, а разность между входным и выходным сигналами подается на его базу. Входное сопротивление усилителя становится равным сопротивлению резистора R1, то есть 15 кОм. Для коллекторной цепи транзистора напряжение ООС представляет собой добавку напряжения, увеличивающую действующее сопротивление резистора R5 в несколько раз, что резко увеличивает коэффициент усиления дополнительного каскада.
При номиналах элементов, указанных на схеме, коэффициент усиления микросхемы DA1 составляет 4…6, а каскада на транзисторе VT1 — 10…12. Резистор R3 задает симметричное ограничение полуволн сигнала при изменении напряжения питания в пределах 5…15 В.
Для снижения (в 2-3 раза) коэффициента гармоник на частотах выше 6000 Гц в предлагаемом устройстве в 8 раз по сравнению с типовой схемой включения уменьшена емкость конденсатора С4, что может привести к самопроизвольному возбуждению отдельных экземпляров усилителя. В этих случаях приходится идти на компромисс и немного увеличивать емкость упомянутого конденсатора. По-другому (опять же по сравнению с типовой схемой) включается нагрузка. Это связано с желанием уменьшить количество конденсаторов мощности. Дополнительно введенная цепь R7C2 фильтрует напряжение питания и снижает (в 1,5-2 раза) искажения, вызванные его нестабильностью.
При макетировании описываемого усилителя было установлено, что существенное влияние на коэффициент гармоник оказывает последовательность подключения выводов деталей к общему проводу. Должно быть так (от входа к выходу): R3, R6, вывод 9 DA1 С3. C4, R9, C9, вывод 10 DA1. С10. Конденсатор С2 следует подключить к общему проводу в том месте, где к нему подключен резистор R3. Также важно, чтобы выводы резисторов R1-R3 и база VT1 были соединены в одной точке.
Для измерения параметров усилителя использовались генератор сигналов звуковой частоты ГЗ-107 и измеритель нелинейных искажений С6-5. При напряжении питания 12 и 15 В, сопротивлении нагрузки 4 Ом и выходном напряжении 3 и 4,3 В коэффициент гармоник на частоте 1000 Гц составил 0,07 и 0,1 % соответственно. Измеренное отношение сигнал/шум на нагрузке составляет 79 дБ относительно номинального уровня выходного напряжения питания 3 В.
При напряжении питания 12 В и выходе 3 В АЧХ усилителя в фильтре 1000…16 000 Гц горизонтальна, а на частотах 63 и 100 Гц имеет понижение в 6 и 2,5 дБ соответственно из-за влияния конденсатора С9. При увеличении его емкости до 10 000 мкФ частотная характеристика усилителя становится горизонтальной вплоть до 20 Гц.
- проверяем правильность установки, подключения микросхемы и транзистора в частности;
- проверьте наличие коротких замыканий на плате;
- проверьте тестером транзистор VT1;
- на всякий случай проверьте электролитические конденсаторы тестером, особенно если они не новые;
- если паяли мощным паяльником, может случиться так, что микросхема или транзистор перегреются; старайтесь заменять их новыми, паять быстро и аккуратно, чтобы не перегреть;
- резистор R3 не следует накручивать до КЗ, ставьте его в среднее положение, а потом экспериментируйте, когда схема сработает.
Типовое включение питания ИС К174УН7
Схема 1. Схема усилителя звука на микросхеме К174УН7.
Эта микросхема широко используется во многих радиолюбительских и промышленных конструкциях. Схемы на ее основе, представленные на сайте или в справочнике, просты, дешевы и надежны.
Несмотря на невысокие электрические параметры и качественные показатели, в большинстве случаев этого вполне достаточно, особенно для малогабаритной и бытовой техники.
Описываемый ниже на сайте усилитель имеет выходную мощность 4 Вт при напряжении питания 15 В и сопротивлении нагрузки 4 Ом. Входное сопротивление 80 кОм, ток потребления до 500 мА. Чувствительность усилителя около 100 мВ.
Микросхему К174УН7, представленную на сайте, во всех случаях можно заменить на А210К, МВА810Б.
УМЗЧ на 174УН7 с нестандартной схемой включения
Схема 2. Схема УМЗЧ на 174УН7 с нестандартной схемой включения.
В основном этот усилитель выполнен по стандартной схеме, но его нагрузка включена в цепь питания ИС. За счет этого сэкономлены некоторые навесные элементы. Параметры полностью идентичны описанному выше на сайте усилителю.
УМЗЧ с малыми искажениями питания на ИС К174УН7
Усилители мощности, построенные на базе ИС К174УН, имеют относительно высокий коэффициент гармоник (до 10 % при выходной мощности 4,5 Вт). Неоднократно радиолюбителями предлагались схемные решения, снижающие искажения до 1…2%, но для качественных усилителей ЗЧ этого недостаточно.
Схема 3. Схема УМЗЧ с малыми искажениями на ИМС К174УН7.
Уменьшение искажений было достигнуто за счет введения дополнительного каскада усиления и цепи ООС. Напряжение ООС снимается с делителя, образованного резистором R10 (нижнее плечо) и резистором 4…6 кОм (верхнее плечо), расположенными внутри ИС и включенными между выводами 6 и 12.
Дополнительный усилительный каскад позволяет уменьшить искажения, вносимые ИС, так как позволяет увеличить глубину ООС за счет увеличения сопротивления резистора R10.
Неизбежное снижение усиления ИС компенсируется дополнительным каскадом усиления на транзисторе. При номиналах элементов, указанных на схеме, коэффициент усиления микросхемы DA1 составляет 4…6, а каскада на транзисторе VT1 — 10…12. Резистор R3 задает симметричное ограничение полуволны сигнала при изменении напряжения питания в пределах 5…15 В.
УМЗЧ для радиомегафона на К174УН7
УМЗЧ собран на двух микросхемах К174УН7 (DA1, DA2), включенных по мостовой схеме. При питании от батареи 12В на нагрузку 4 Ом он развивает 7 Вт.
Указанные на схеме на сайте номиналы усилительных элементов оптимальны при работе от микрофона на базе телефонного капсюля-выхода ДЭМШ-1А.
4. Схема УМЗЧ радиомегафона на К174УН7.
Сопротивления резисторов R4, R8 выбирают в зависимости от чувствительности используемого микрофона, но они должны быть одинаковыми.
Соединение седьмых выводов микросхем DA1, DA2 друг с другом улучшает симметрию усилителя по постоянному току. Резистор R6 несколько снижает выходную мощность питания усилителя, но повышает его надежность.