Усилитель на ta8221ah своими руками
В этой статье описывается автомобильный УМЗЧ с акустическими системами, предназначенный для усиления и воспроизведения стереосигналов, поступающих отавтомобильной аппаратуры или портативной аппаратуры, используемой в автомобиле. Усилитель может быть использован как самостоятельное устройство и как узел для модернизации автомобильной магнитолы. Не исключено и его применение в качестве УМЗЧ самодельного аудиоцентра, выполненного на базе устаревших узлов от персональных ЭВМ (источник питания, CD-про-игрыватель).
Усилитель сделан на базе микросхемы TA8210AH (или TA8210AL), содержащей двухканальный мостовой УМЗЧ с достаточно хорошими характеристиками : коэффициент усиления 50 дб, входное сопротивление 30 кОм, частотный диапазон 20. 20000 Гц, при выходной мощности 1W КНИ не превышает 0,05%, выходная мощность на нагрузке 4Ом 2х22W, сопротивление нагрузки может быть от 8 до 2 Ом, Ток потребления не более 10 А.
В большинстве отечественных автомобилей на передней панеле (торпеде) есть места для установки двух небольших широкополосных динамиков. В принципе, эти места расположены очень удобно, но их размеры не позволяют устанавливать акустические системы, хорошо воспроизводящие низкочастотные составляющие.
НЧ-дина-мики большие, и их устанавливают в других местах, например, в багажном отделении, на полке багажника, за спинками заднего сидения. Таким образом, получаются тыловые и фронтальные АС. Но, устанавливать широкополосные тыловые динамики нет смысла, - здесь важнее низкочастотные.
А, фронтальные динамики могут быть широкополосными, но с завалом на низких частотах.
На рисунке 1 приводится базовая схема такого усилителя, в котором фронтальные динамики В1 и В3 сопротивлением по 4 Ом подключены прямо на выходы мостового УМЗЧ, а тыловые низкочастотные В3 и В4 -подключены через фильтры L2-L3-С13-С14 и L4-L5-С15-С16, выделяющие НЧ составляющую сигнала (ниже 600 Гц). Резисторы R5 и R6 создают напряжения смещения на конденсаторах, давая возможность использовать более доступные полярные электролитические конденсаторы.
В результате, основное воспроизведение сигнала происходит при помощи фронтальных динамиков, а низкочастотная составляющая - тыловыми (или иначе расположенными низкочастотными). Мощность по НЧ и СЧ-ВЧ акустическим системам, при равенстве их сопротивлений, распределяется, примерно, одинаково. При питании от источника напряжением 14,5V и сопротивлениях динамиков по 4 Ом на каждый динамик приходится, примерно, по 15 W максимальной мощности.
Рис. 1. Принципиальная схема автомобильного УМЗЧ на микросхеме TA8210AH.
Если УМЗЧ будет использоваться в составе домашнего аудиоцентра, то динамики и все элементы их фильтров располагаются внутри акустических систем. В автомобиле, элементы фильтров располагаются рядом с низкочастотными динамиками, - в отдельных пластмассовых корпусах. Катушки каналов намотаны на каркасах диаметром 32 мм, в качестве которых используются отрезки пластиковых водопроводных труб такого диаметра. Всего два каркаса.
Катушки все одинаковые, - по 100 витков провода ПЭВ 0,57. Катушки L2 и L3 намотаны на одном каркасе, рядом, на намотка выполнена в разные стороны. Аналогично сделаны и катушки L4 и L5.
Катушка фильтра питания L1 намотана на корпусе старого фломастера, - 100 витков провода ПЭВ 0,57.
Для всех катушек можно использовать любой медный намоточный провод сечением от 0,5 мм и больше. Усилитель должен эксплуатироваться с теплоотводом площадью поверхности не менее 100 см2. Выключатели S1 и S2 показаны на схеме условно, - это могут быть как выключатели, так и цепи управления от аппаратуры -источника аудиосигнала.
Как уже отмечалось выше, на фронтальные динамики поступают все частоты, включая и частоты ниже 600 Гц, которые воспроизводятся низкочастотными динамиками. Если фронтальные динамики достаточно хороши и детали торпеды автомобиля не создают вибрации на низких частота, - это не вызывает проблем.
Но, если в фонограмме есть "мощные низы", а фронтальные динамики из-за своей широкополосности и малого диаметра диффузора начинают создавать искажения на НЧ или наблюдаются призвуки от вибрации торпеды автомобиля, - желательно уменьшить уровень НЧ сигналов, поступающих на них. Так же, желательно, разместить в зоне фронтальных громкоговорителей и маленькие высокочастотные "пищалки", которые улучшат воспроизведение ВЧ-составляющих. В этом случае, можно в качестве В1 и В3 использовать среднечастотные динамики.
Принципиальная схема одного из вариантов выходных цепей усилителя, в случае трехполосной акустической системы показана на рисунке 2.
Рис. 2. Схема фильтров для автомобильной АС.
Среднечастотные фронтальные динамики В1 и В3 подключены через фильтры C17-R7 и С20-R11, которые ослабляют низкочастотные составляющие ниже 400-500 Гц. Высокочастотные "пищалки" В5 и В6 подключены через фильтры С19-R9 и С22-R12, подавляющие частоты ниже, примерно, 5000 Гц. В составе фильтров участвуют и сопротивления динамиков.
Обратите внимание, - в этой схеме (рисунок 2) среднечастотные и высокочастотные динамики подключаются только к одному из выходов усилителей НЧ, образующих мостовые усилители. Это понижает мощность, поступающую на эти динамики в два раза, по сравнению с мощностью, поступающей на низкочастотные динамики.
Кроме понижения мощности, это создает и некоторый "перекос" в работе мостовых усилителей, поскольку нагрузки плечей усилителей получаются неравными и это неравенство изменяется с частотой. Это может привести к возникновению дополнительных искажений в низкочастотном тракте. Конечно, подключение СЧ и ВЧ динамиков к разным плечам мостового усилителя частично решает проблему "перекоса", но не решает проблему его зависимости от частоты и понижения мощности на СЧ и ВЧ.
Рис. 3. Схема включения динамиков для автомобильной АС.
Более эффективно, - подключить СЧ и ВЧ динамики так же как НЧ - по мостовой схеме, между выходами плеч мостового усилителя. С выскочастотными динамиками проблем не возникает, - конденсаторы С19 и С22 - неполярные, и ВЧ акустические системы их можно через них подключать между выходами плеч УМЗЧ.
Другое дело со среднечастотными АС, - в них используются полярные электролитические конденсаторы, поэтому, фильтры выполнены по симметричным схемам и в них есть резисторы, создающие смещение на полярных конденсаторах (рис. 3).
Мостовые схемы усилителей низкой частоты, в интегральном исполнении, находят широкое применение в автомобильных УМЗЧ. Они позволяют простыми средствами получить повышенную выходную мощность, при фиксированном напряжении питания. Кроме того усилители по мостовой схеме имеют высокий КПД.
По схеме это стереофонический усилитель класса В. Особенностью микросхемы является очень низкое тепловое сопротивление (1,5 ºС/Вт) и высокая теплоизлучающая способность корпуса. Микросхема снабжена комплексом систем защиты, в том числе от перенапряжений, тепловой , защиты от короткого замыкания выходов на шину питания, на общий провод и между собой.
Микросхема ТА8210АН имеет функцию "Mute" (глушение сигнала) – вывод 1. При уровне менее 1 вольт на этом входе достигается ослабление входного сигнала около 60 Дб, что может быть использовано при выключении питания УМЗЧ. Функция "Stand-By" (вывод 4) – режим ожидания, позволяет перевести все каскады в "запертое" состояние при напряжении ниже 3 вольта. При таком напряжении на воде "Stand-By" потребляемый ток составляет менее 10 мкА, что позволяет обойтись без мощных реле или выключателей и управлять микросхемой без отключения ее выводов питания от аккумулятора автомобиля.
В микросхеме ТА8210АН существуют два земляных контура: сигнальный (вывод5) и силовые (вывод 14 для цепей канала 1; 13 – для канала 2). Корпус микросхемы так же является силовым общим проводом. Цепи питания каскадов так же разнесены: выделена цепь питания предварительных каскадов (вывод 9), отдельные цепи канала1 (вывод 10) и канала 2 (вывод 17). Такая конструкция микросхемы позволяет при правильном проектировании печатной платы получить максимальное переходное затухание между каналами.
Усилитель по схеме на рисунке 1 имеет следующие технические характеристики:
- Диапазон воспроизводимых частот, Гц . 20…20000
- Напряжение питания, В . 9…16
- Ток, потребляемый в режиме покоя, мА . 120
- Сопротивление нагрузки, не менее, Ом . 2
- Выходная мощность, Вт
при Ucc=14,4 В, КНИ=10%, Rн=4 Ом . 22
при Ucc=13,2 В, КНИ=10%, Rн=4 Ом . 19
при Ucc=13,2 В, Рвых=1 Вт, Rн=4 Ом, % . 0,04
Вместо микросхемы ТА8210АН можно использовать и другие микросхемы фирмы Toshiba этого модельного ряда, а также аналоги других производителей, при этом монтажная плата не меняется, а изменится только мощность (см. таблицу 1).
После монтажа микросхему укрепляют на радиаторе, роль которого может выполнять задняя стенка корпуса усилителя из алюминиевого сплава. Площадь охлаждающей поверхности должна быть не менее 400 кв. см.
При эксплуатации усилителя следует обратить особое внимание на величину напряжения питания – не более 18 В!
TA8215H-A (2x60W) Нужна помощь.
1. Больше 30 Вт на канал он не даст однозначно.
3. Эти кондюки, насколько я понимаю, для фильтраций СВЧ. Они не должны быть больше 330пф, а то будет хорший гроб в АЧХ.
4. 2R2 = 2.2 Ом
5. БП. если делаешь для дома, то смтори свой PS. Усил более-менее пригоден в тачке но никак для дома не годится.
Почему не годится? Номано работает и дома только поправочку надо делать что и 30 Вт из нее не так просто получить, поскольку она из линейки TA8205 - 12W; TA8210 - 16W; TA8215 - 20W; TA8221 - 35W, но это уже на 2 Ома нагрузки, а 15 на 2 Ома работает, но не долго - наворанивается. А даташник я тоже не нашел, это уз Туруты данные.
Всё свой P.S. я убрал.
Хотел сначала на LM3886 сделать, но так и не выбрал схему обвески, т.к. одни и теже схемы работали у одних и не работали у других.
Что до этой микрули, то я с ней возился в период юности. Если она и выдаст 60 Вт мощности то на 2 Омах при максимуме питания и в пике при Кг процентов 10.
Лично я считаю мощностью усилителя номиналку по синусу на 8 Омах.
Так что если судить по этому, то 8215 - пятиваттник-с
См. диаграммы в даташите
А для дома существуют оригинальные STK, не левые LM и оригинальные TDA (для экстремалов - семейка TDA729x ).
p.s. Поменьше читайте Туруту и побольше даташитов - они более верные. Кроме разработчиков детали никто точнее не знает про нее все.
Моя религия:
Люблю комфортное, окрашенное приятное звучание.
STK и дискрет.
No IRF, no TDA, no class D\T\H.
DC Servo - must die.
Мостовой УНЧ - suxx.
Трансформатора и радиатора много не бывает.
Импульсные БП - от лукавого.
За нулями в Кг не гонюсь.
В стоке имеем микросхему УНЧ фирмы Toshiba TA8271HQ.
В даташите указана мощность 4*41 Вт. Прям как у TDA 7388.
Нагрузка 4 Ом.
Сравнив даташиты на них и посмотрев эту реализацию в магнитоле можно предположить что TDA 7560 или 7850 отлично займёт место ТА8271.
Она MOSFET. Говоря простым языком имеет более чистый звук на высокой громкости.
Буферный подпор питания тоже меняем-здесь всё стандартно.
Электролитический конденсатор 6800 мкФ*25 В. (Убирает искажения на максимальной мощности)
Плёночный 0,47 мкФ*100 В. (Убирает высокочастотные паразитные помехи)
Комментарии 68
Или причина не в унч была, или ошибки при пайке или монтаже. Сложно по фото судить, вживую надо смотреть
Если можешь подсказать буду очень признателен, не хочу покупать штатное ГУ за 5000
Приветствую, подскажи пожалуйста!
Магнитола Форд CD1053 с чего то отрыгнул в нем УНЧ TA8271HQ выпаял с японской магнитолы TDA7560 а звука так и нет, стоит конденсатор 25v 4700mF
Добрый день, поменял УНЧ- звука нет. Вы как решили проблему? Звук появился?
Унч надо менять
Питание TDA7560 остаётся на тех же ножках? просто меняем кондёр и добавляем ещё один
Я просто убрал smd, поставил шунтирующие кондёры на 10мкФ, но сильного изменения по низам не почувствовал! Да добавились, но!
Кстати ник Dimler007 мой, не смог восстановить аккаунт))
Купил такую магнитолу autonavi.su/p8708272-shta…-golovnoe-ustrojstvo.html там микруха такая как в штатной, получится ли проделать такую же процедуру? Или она только для штатных магнитол прокатит?
спасибо, как гарантия кончится проведу процедуру апгрейда)
Выполнил такую переделку, установил TDA7850 вроде всё хорошо, но теперь при сохранении радиостанции "пик" стал ооочнь громкий. Только у меня так?
Можно как то это побороть?
Вообще то это не связанные функции, в меню этих настроек нет?
Нет настроек таких, думаю может высокие частоты улучшились и соответственно звук стал громче
Выполнил такую переделку, установил TDA7850 вроде всё хорошо, но теперь при сохранении радиостанции "пик" стал ооочнь громкий. Только у меня так?
А где заказывать, где искать
такие микросхемы есть в любой радиолавке, 500-600р
Я перепаял на ТDA 7854 (аналог 7850) и запаралелил кондей 6800 с 2500. Пленочный не ставил .звук стал хороший на мах. громкости, но пропала настройка высоких частот в мафоне. Что это может быть? Такая структура микросхемы ТDА?
Разницы в Усилении у них есть . + косяки с разводкой под мосфет могут быть — Микра может запищать, причем не слышно для уха . Слышно при включении и выключении — Щелк с пропиком таким
Этот вариант уже опробован-всё работает!
Кстати при смене микры, нет великого смысла снимать резисторы . Сток микра 30Ком вход, Мосфетная 100км … если замоделировать это все, то срез почти никакой будет .
Все равно срез по низам идет в самом DSP, поэтому я и сделал вместо буферного каскада на ОУ, Бас буст из него . Причем разводка платы там уже штатно под это имеется .
На нем же можно поробовать и Усиление повысить, чтобы Убрать разницу между 34 дб штатной и 26 мосфетной. На слух разница ощутимая . Фишка в том что функция LOUD в DSP реализована однобоко — Она только режет низа при увеличении громкости . Так и вот сменив микру громкость ставим выше, А там срез выше ) в итоге Результат Не айс )
Почитал многое не понял, если к нашей теме если магнитоллу d80 взять, там тоже можно звук улучшить, допаять или там уже нормально
Ну там лучше чем в дорестаил . но в D50 мы с Андреем уже внедрили мои наработки и звук на порядок стал лучше ) чтовнутри D80 пока не знаю . терпение … через неделю она должна быть у меня в руках )
Напиши самому интересно, на авито две нашел, но без блока, с блоком и проводами только d50 и цена 8к, чет не хочется
Отдельно блоки видел около 2т
Напиши самому интересно, на авито две нашел, но без блока, с блоком и проводами только d50 и цена 8к, чет не хочется
Предлагаю вам изготовить простой и не дорогой усилитель мощности ЗЧ. Его основа - микросхема TA8215 с мостовым оконечным каскадом, что дает возможность при низком напряжении питания получить значительную выходную мощность! Ещё одна положительная сторона этого УМЗЧ то, что его можно использовать не только дома, но и в автомобиле. (Часто использование предварительного усилителя оказывается излишним!).
Ниже указаны основные его технические характеристики:
1) Напряжение питания, В……………………9…18
2) Номинальная выходная мощность при напряжении питания 13 В, Вт………2*15
3) Номинальная выходная мощность при напряжении питания 15 В, Вт……….2*18
4) Сопротивление нагрузки, Ом ……………..4
5) Коэффициент гармоник при выходной мощности 1 Вт, напряжении питания 13 В, сопротивлением нагрузки 4 Ом, на частоте 1 кГц (максимальный),% ……….0,04
6) Диапазон воспроизводимых частот …………….20…20000
7) Выходное напряжение при отсутствии сигнала, В ………….0,3
8) Интервал рабочих температур, С* ……………………-30…+60
Как уже говорилось раньше УМЗЧ изготовлен на основе микросхемы TA8215 внутри микросхема состоит из девяти функциональных узлов - два предварительных усилителя, два фазоинвертора, четыре оконечных усилителя мощности с мостовой схемой включения нагрузки (по два на канал) и узла мониторинга и защиты (от перегрузки оконечных усилителей и от превышения температуры корпуса микросхемы и пр.).
Принципиальная схема усилителя на микросхеме TA8215
Уровень громкости регулируют переменным резистором R1, а переменный резистор R2 (группы А) корректирует баланс уровней сигналов в каналах. Резисторами R3 и R4 подстраивают чувствительность усилителя. Далее стерео сигналы через кондеры С1 и С2 поступают на выходы микросхемы. Усиленные микросхемой сигналы могут быть поданы на акустические системы соответствующей мощности. Корректирующие цепи R7C6, R8C7, R9C8 R10C9 улучшают устойчивость УМЗЧ. Напряжение питания фильтруется кондером С1 и подаётся на соответствующие выводы микросхемы, усилитель переводится в рабочий режим подачей напряжения на вход включения дежурного режима (stand-by). Который через резистор R6 попадает на вывод 4 микросхемы DA1 напряжение высокого Уровня. Светодиод HL1 сигнализирует о переходе УМЗЧ в рабочий режим.
Для изготовления стереофонического варианта усилителя используется одна микросхема TA8215Н (Р. макс 2*18 Вт) но вместо нее можно применить более дешевую микросхему-аналог из той же линейки ТА8215АН или ТА8205АL (Р= 2*18 Вт) с небольшими дополнениями. (к выводам 2 и 7 припаять соединяемые с общим проводом кондеры емкостью по 1000 пФ ) предотвращающие самовозбуждение УМЗЧ на высоких частотах) можно применить ТА8210АН (Р= 2*22 Вт) в аналогичных корпусах, а для нагрузки сопротивление 2 Ом можно рекомендовать микросхемы ТА8220Н, ТА8221АН (2*30 Вт). Работа УМЗЧ была проверена с микросхемами ТА8205АН, ТА8215Н.
После сборки УМЗЧ не нуждается в налаживании и работоспособен сразу после подачи питания.
Монтаж и подбор деталей:
Провода питания и входных цепей должны быть достаточно толстыми (не менее 0.75 мм). Все провода входных цепей должны быть экранированными, желательно для каждого канала отдельно. Не следует допускать чтобы провода входных цепей располагались параллельно с проводами питания и выходными цепями УМЗЧ.
Монтаж элементов УМЗЧ может быть как навесным так и выполненным на печатной плате. Но в любом случае все соединительные проводники между выводов микросхемы и элементами усилителя должны быть как можно короче. Микросхема должна иметь хороший тепловой контакт с теплоотводом соответствующего размера (площадью не менее 500 см ) для уменьшения размеров можно использовать ребристый теплоотвод с вентилятором от процессора ПК. Теплоотвод должен быть обязательно соединен с общим проводом электрического контакта теплоотводящей поверхности усилителем микросхемы ! при подключении акустических систем необходимо соблюдать полярность. Следует учесть, что для мостовых усилителей характерен выход из стоя при замыкании выходов микросхемы на общий провод или при ошибочной подачи на нее напряжения питания обратной полярностью если допустить небольшое изменение характеристик УМЗЧ с этой микросхемой то можно допустить отклонение параметров элементов схемы указанных на рис1 в относительно широких пределов. Сопротивление резистора Р1 допускается в пределах 10…47кОМ; Конденсаторы С1 и С2 могут быть емкостью 1…10 мкФ на напряжение 6,3-100 В; Р5-Р 1,2…2 кОм; Р7-Р10 – 2…10Ом; конденсаторы С3-С5 – 30…100 мкФ на напряжение 6,3-100 В; С4 – 100…500 мкФ на напряжение 10-100 В; С10 – 100…470мкФ на 16-100 В ; С6-С9 - 0,1…0,5 мкФ; светодиод НЛ1 серии АЛ102 и ему подобные любого цвета свечения.
Блок питания:
Для питания УМЗЧ необходимо использовать мощный стабилизированный источник питания (микросхема ТА8215Н при максимальной мощности потребляет ток около 3 А). схема блока питания приведена на рис 3. его включение и выкл. Производят одной кнопкой СБ1. в качестве К1 использовано реле РЭС22 (рф4.523.023-00). Понижающий трансформатор должен обеспечивать напряжение на вторичной обмотке 17…20 В при токе не менее 3 А. напряжение на базе транзистора ВТ1 стабилизирует микросхема ДА1, напряжение стабилизации которой устанавливает построечным резистором Р2. перед подключением БП к усилителю необходимо регулировкой этого резистора добиться на выходе БП постоянного напряжения равного 15 … 16 В. БП не критичен к деталям важно только чтобы уровни напряжения и мощности рассеяния не превышали допустимых значений. Даже при повышенном напряжении в сети.
Блок питания для усилителя и печатная плата
Универсальная печатная плата (54х32 мм) в формате LAY для м/с ТА8205, ТА8210, ТА8215, ТА8221, KIA6210: ta82xx1.rar [14,23 Kb] (cкачиваний: 450)
скачать (прислал: Дима Кожемяко)
Читайте также: