Вітаю всіх зайшли!

Представлений в статті підсилювач цікавий тим, що працює в класі d. Це означає, що він буде володіти найвищим ккд серед всіх інших класів підсилювачів, приблизно 90%, забезпечується це за рахунок того, що транзистори в вихідному каскаді підсилювача працюють не в лінійному режимі, а ключовому – тобто в кожен момент часу знаходяться або в закритому стані, або повністю відкритому, формуючи шім сигнал з частотою близько 400 кгц. Як відомо, при роботі в ключовому режимі на транзисторі практично не виділяється тепло (тільки невеликі втрати на перемиканнях), тому як коли він закритий – струм через нього не протікає зовсім, а коли відкритий повністю опір його каналу так мало, що не викликає істотного падіння напруги. На виході підсилювача сформований шім-сигнал інтегрується на ланцюгах з індуктивностями і конденсаторами, в результаті виходить точно такий же сигнал, на на вході підсилювача, тільки більший по амплітуді і потужності. Високий ккд дозволяє зробити потужний підсилювач компактним – адже йому для охолодження не знадобляться громіздкі радіатори, крім того, знижуються вимоги до потужності блоку живлення. У даній статті розглядається схема підсилювача d-класу на мікросхемі tpa3116d2, вона може працювати в моно-режимі з вихідною потужність до 100вт, або в стерео режимі до 2х50вт, в даному випадку розглядається включення в режимі моно. Мікросхему без праці можна знайти в продажу в радіомагазинах, проте варто враховувати, що її ціна буде трохи вище, ніж на поширені мікросхеми-підсилювачі класу ab. Великою популярністю користуються модулі на її основі, однак, якщо є схема, то чому б не зібрати своїми руками.

Крім самої tpa3116d2 на схемі присутній передпідсилювач на операційному підсилювачі ne5532, він забезпечить потрібний рівень сигналу для мікросхеми навіть при підключенні до слабкого джерела. Замість ne5532 можна застосувати і інші здвоєні малощумлячі оу, наприклад, tl072. Перший, каскад, ic1a, працює в ролі підсилювача-коефіцієнт посилення задається резисторів зворотного зв’язку r5, його можна збільшувати і зменшувати під свої потрібні, а другий каскад, ic1b, працює в якості буфера сигналу, забезпечуючи низький вихідний опір. На вході є змінний резистор на 47 ком – регулятор гучності, бажано використовувати логарифмічний потенціометр. Далі сигнал через розділову ємність потрапляє на вхід tpa3116d2. На її виході присутні дві індуктивності по 10 мкгн – можна намотати самому на феритовому колечку, скориставшись калькуляторами індуктивності, або купити готовий дросель в магазині. Варто враховувати, що мікросхема забезпечує високий вихідний струм (до 7,5 а), тому і дросель повинен бути намотаний проводом відповідного діаметру, не менше 1 мм.до виходів out підключається динамік, мікросхема дозволяє підключати навіть низькоомні, від 2-х ом.

На зображенні вище показаний графік залежності потужності від напруги живлення для навантаження 3 ома. Діапазон можливих напруг живлення мікросхеми простягається від 2,5 до 26в, однак і вихідна потужність буде дуже сильно залежати від напруги живлення, максимум в 100 ват може бути досягнутий тільки при максимальній напрузі в 26 вольт. Оптимальним можна назвати діапазон від 12 до 24в – в цьому випадку і потужність буде суттєвою, і мікросхема буде працювати не на межі. Ідеальним джерелом живлення для підсилювача може стати блок живлення від ноутбука, зазвичай вони мають напругу на виході 19-22в і розраховані на досить велику потужність, від 50 вт. Але для харчування можна використовувати і будь-який інший джерело з відповідною потужністю і напругою, потужність джерела вибирається як +20..50% до передбачуваної вихідної потужності підсилювача.

Збирається підсилювач на друкованій платі, яка, по-перше, передбачає використання smd компонентів, а по-друге, двостороння, тому перед виготовленням даної плати потрібно упевниться в своїх силах. Завантажити плату як у вигляді картинок, так і в gerber-файлі можна в архіві в кінці статті. Щоб не обтяжувати себе трудомістким процесом виготовлення двосторонньої плати, можна замовити її виготовлення в китаї – при цьому і виглядати вона буде як справжня заводська плата. Однак перед цим потрібно переконається, що всі посадочні місця для деталей відповідають реальним розмірам наявних елементів. Плата має дві клемні колодки – для підключення живлення і виходу на динамік, роз’єми повинні бути розраховані на потужність 100вт. Регулятор гучності встановлений прямо на платі, однак при необхідності його можна вивести на проводах, якщо плата буде встановлюватися у великому корпусі.

Зовнішній вигляд зібраної плати. Перше включення варто проводити від низьковольтного джерела (5-10в) з обмеженням струму, щоб переконається, що все зібрано правильно. Потім можна подавати повну напругу живлення і перевіряти з підключенням акустичної системи. Багато хто стверджує, що звук підсилювачів класу d годиться лише для якихось концертних застосувань або побудови сабвуферів, проте зараз цей напрямок електроніки істотно зробило крок вперед і підсилювачі в класі d радують звуком нітрохи не гірше, ніж всі інші, однак мають при цьому незаперечну перевагу у вигляді високого ккд. Вдалої збірки!

Ci-tpa3116d2-shema-01.zip [1,03 mb] (завантажень: 0) джерело (source)