Как я делал бюджетный усилитель на TDA2050 для старых колонок. Основные электрические характеристики микросхемы TDA2050

Этот проект представляет собой самодельный стерео усилитель с дополнительным выходом на наушники. Усилитель построен на одной интегральной микросхеме TDA2050 которая предназначена для использования в качестве аудио усилителя класса hi-fi. Она будет работать в диапазоне напряжений питания от +/-4.5 до +/-25 В. Около 30 Вт выходной мощности, КПД составляет около 65%. Однако стоит отметить, что для поддержания стабильности, коэффициент усиления цепи должен быть не менее 24 дБ. Усилитель был построен, для полочных колонок Klipsch RB-51. Динамики 8 ом, чувствительностью 92 дБ. Усилитель может работать с большинством линейных источников, таких как mp3-плеер, cd-плеер, тюнер и т.д. Небольшая микросхема TDA2050 может выдать очень хорошее звучание. Прежде чем мы начнем, предлагаю вам взглянуть на даташит , особенно если вы хотите внести некоторые изменения, чтобы они соответствовали вашей стерео установке.

Принципиальная схема

Также там имеется печатная плата. Схему усилителя сделал, как показано ниже. Показан только один канал. Двухполюсной переключатель является общим для обоих каналов, и это позволяет переключать выход с колонок на наушники. Если вам не нужен выход на наушники, вы можете убрать переключатель и резистор.

Схема была сделана на печатной плате. Для блокирования входного тока использовал конденсатор 1 мкФ (металлизированная полипропиленовая пленка). Большинство конденсаторов должно быть из полипропилена, полиэстера, майлара, электролитические конденсаторы я бы не рекомендовал.

Блок питания

Правильная схема заземления поможет получить низкий уровень шума. Если хотите, сделайте две звезды точками заземления - для сигнала и для питания. Попробуйте сделать сигнальные провода как можно короче. Кроме того, сигнальные провода должны быть плотно скручены вместе. Также постарайтесь держать их вдали от источников переменного тока, как проводов питания, так и трансформатора. Ведите провода как можно ближе к корпусу, помогает. Используйте отдельный источник питания для каждого канала.

Прежде чем описывать питание, я хочу сказать несколько слов о безопасности. Этот проект требует сетевого подключение проводов 220 В. Неправильно выбранное сечение провода для электросети, может привести к серьезным травмам! Также необходимо использовать только подходящие предохранители и подключить шасси к "земле".

Тороидальный трансформатор с двумя вторичными обмотками по 18 вольт. Для выпрямителей использовал 35 А диодные мосты. В оригинале схемы используются отдельные диоды. Каждый выход имеет конденсатор ёмкостью 10 000 мкФ.

Для корпуса использовал подходящее по размеру шасси. Трансформатор и платы прикреплены снизу верхней части корпуса. Выключатель питания, регулятор громкости и разъем для наушников расположены на передней части корпуса для удобного доступа.

Для ввода звука ставим стандартные позолоченные RCA разъемы. Выход на динамик через разъем типа банан диаметром 4 мм. Обратите внимание, что входные разъемы, динамик и соединительные клеммы изолированы от корпуса с помощью имеющихся нейлоновых прокладок. Радиаторы размещены на задней панели корпуса. Каждый радиатор размером 50 х 90 мм. Вырезал отверстие в корпусе так, что TDA2050 может быть установлена непосредственно на радиатор. Обратите внимание, что микросхема TDA2050 должна быть изолированы от земли (корпуса), а отрицательный потенциал находится на металлической вкладке TO-220. Если так не сделать микроконтроллер сгорит после подачи питания. Для изоляции можно использовать кремневые колодки или слюдяные и не забудьте прокладки для крепежного винта, которые обеспечивают крепление микроконтроллера на радиатор. После установки проверьте, чтобы убедиться, что нет никакого соприкосновения между микроконтроллером, радиатором и шасси (землёй). Также, чтобы обеспечить хороший тепловой контакт нужно использовать термопасту.

Не буду давать оценок качеству звука, так как окончательное мнение зависит от конкретного слушателя. Для моих ушей микросхема TDA2050 выдает очень хороший звук, который может поспорить со звуком различных высококачественных усилителей. Усилитель имеет возможность производить глубокий бас, четкие средние частоты с широкой звуковой амплитудой и четкие максимумы, которые не являются слишком острыми. По сравнению с на 20 Вт, этот работает заметно мощнее.

Основные параметры усилителей указаны в таблице ниже:

Для увеличения изображений кликните на картинке.

Принципиальная схема усилителя на TDA2050 (LM1875, TDA2030):

Коэффициент усиления можно подрулить номиналом резистора R5, стоящего в цепи обратной связи, а номиналом емкости С3 – нижнюю границу диапазона (22…47 mF).

Входной конденсатор С1 – ставим керамику, или неполярный электролит, емкость С2 – тоже керамика, С4, 5 и 6 - пленочные.

На выходе усилителя стоит цепь из параллельно соединенных катушки L1 и резистора R7. Эту катушку можно намотать непосредственно на этот двух-ваттный резистор, при этом используется провод ПЭВ-2 диаметром 0,6мм, и мотается порядка 8…10 витков. Как видите на схеме, резистор R6 тоже рассчитан на мощность 2 Ватта, остальные можно поставить на 0,125…0,25 Ватта.

Печатная плата для усилителя на TDA2050:

Обратите внимание, на плате нет установочных мест для конденсаторов С5 и С6, они припаиваются непосредственно к местам пайки электролитов С7 и С8 со стороны дорожек.

Для питания усилителя использована самая обычная схема выпрямителя, понижающий трансформатор, диодная сборка, по 3 электролитических конденсатора в параллель в каждое плечо, плюс пара конденсаторов на 0,1 mF (на плате блока питания обозначены С7 и С8). В нашем случае стоят 6 электролитов по 2200 mF. Печатная плата изображена на следующем изображении.

Слева светлым вертикальным прямоугольником выделено место под установку диодной сборки, например, можно поставить KBU601, она держит ток до 6 ампер. При выборе моста можете воспользоваться следующей таблицей:

При выборе трансформатора для блока питания усилителя не забудьте определиться с напряжением вторичной обмотки в зависимости от того, какую микросхему вы применяете:

LM1875 - напряжение питания ±25V;
TDA2050 - напряжение питания ±18V;
TDA2030 - напряжение питания ±14V.

Схема усилителя на интегральной микросхеме TDA2050, представленная в этой статье построена по принципу работы ИТУН. Данная аббревиатура расшифровывается, как источник тока, управляемый напряжением. Большинство усилителей НЧ построены по принципу источника напряжения, управляемого напряжением (ИНУН). Кстати в на TDA2050 как раз представлена схема ИНУН. Разница звучания двух этих режимов очевидна, и данную конструкцию просто необходимо собрать, чтобы услышать ее.

ИТУН на TDA2050 необходимо прослушивать на однополосной, либо двухполосной акустической системе (АС), при этом в двухполосной АС может присутствовать фильтр первого порядка (последовательно ВЧ головке устанавливается конденсатор), в однополосной АС фильтров быть не должно. К примеру, если данный усилитель применить для акустической системы Radiotehnika S-30B (или другой, включающей в себя LC фильтры), то на выходе будут слышны искажения, либо вообще АС не будет звучать, так как в этой акустике имеются фильтра в виде катушек индуктивности, что недопустимо для ИТУН. Для таких АС нужно применять усилители НЧ, работающие в режиме источника напряжения (ИНУН), либо использовать ИТУН, но разделительные фильтры устанавливать до усилителя.

Даже катушка динамической головки при изменении частоты выходного сигнала, нелинейно изменяет свое реактивное сопротивление, и может вносить определенные искажения в отрицательной обратной связи (ООС), в цепь которой она включена.

По звучанию, ИТУН на TDA2050 звучит очень даже своеобразно и интересно, обладая некой изюминкой, но в тоже время все зависит от АС на которой производится прослушивание звукового сигнала. Также можно отметить, что при прослушивании ярко выделяются ВЧ и СЧ составляющие (кстати, актуально для электрогитары), а вот с НЧ не особо хорошо (на мой взгляд).

Схема усилителя TDA2050 ИТУН

Характеристики и параметры усилителя

Напряжение питание должно быть двухполярным ±20В. Повышать напряжение выше данного значения в этой схеме не рекомендуется (по даташиту максимальное подаваемое напряжение ±25В). Выходная мощность при этом доходит до 20Вт с минимальными нелинейными искажениями. Выходной пиковый ток микросхемы может увеличиваться до 5А. Более подробную информацию вы найдете в даташите.

Детали

Конденсаторы C1, C3 – пленочные, C2, C5 – керамический (C5 у меня установлен пленочный).

Резистор R4 лучше установить металлопроволочный в керамике мощностью 2Вт. У меня под рукой такого не было, и я установил углеродистый. R7 также должен быть мощностью 2Вт. Остальные резисторы на 0,25Вт.

Напряжение электролитических конденсаторов C4,C6 и C7 должно быть не ниже 25В.

Несколько слов…

Элементы R7,C5 являются цепью Цобеля, и они могут на плате не устанавливаться в том случае, если отсутствуют возбуждения в АС (определяется на слух), если возбуждения присутствуют (треск, дребезжание, шуршание и т.д.), то данные элементы необходимо установить на печатную плату.

Микросхему TDA2050 необходимо установить на радиатор, площадью не менее 300 см² (все зависит от напряжения питания и сопротивления выходной нагрузки). Радиатор устанавливается через слюдяную или силиконовую прокладку, с применением диэлектрической втулки для крепежного винта. Также не стоит забывать про теплопроводящую пасту, которую нужно нанести на соприкасающиеся поверхности.

Для питания двух каналов усилителя TDA2050 ИТУН я использовал выпрямитель, состоящий из трансформатора с двумя вторичными обмотками на 12В переменного тока 1,5А, двух диодных мостов и сглаживающих конденсаторов.

Зимними длинными вечерами, когда телевизор и компьютер уже надоедают, так хочется заняться чем-нибудь приятным и, может быть - полезным. Вот и приходят в голову разные бредовые, и не очень, мысли и идеи. Одна такая идея появилась не сразу. Дело в том, что акустика на моем компьютере Microlab A-6331, хоть и работает исправно и красиво, но не полностью удовлетворяет своим звучанием мои уши. В частности высоких частот явно не хватает, средние частоты не придают характерной "пространственности" звучания, да и мощи как-то малова-то для моих лабуховских требований. Вобщем было решено сделать любительский недорогой мультимедийный усилитель мощностью 2х25 Ватт + саб 50 Ватт + тыл. Порывшись пару дней в интернете, за основу была взята микросхема TDA2050, по отзывам она является очень хорошей альтернативой для подобных усилителей. Также было решено, в качестве предварительных усилителей, использовать хорошо зарекомендовавшую себя К157УД2. Может кому показаться, что все это устаревший материал, и баловство все это, то отвечу, мне до фени - я преследую цель ЦЕНА-КАЧЕСТВО, лучшего решения не найти. Итак, вытрем нюню и вперед:

1. Блок питания двухполярный . Трансформатор тороидальный. Вторичная обмотка намотана сечением провода 1мм на 35В постоянки с нулевой точкой. Планировалось использовать 4 микросхемы, поэтому в каждом плече емкости должно быть не менее! 20000мкф (чем больше - тем лучше), шунтированные пленочним конденсатором. Диодный мост с применением диодов на 5А. Схема простецкая:

2. Предварительный усилитель. Для регулирования ЧХ, использовался 3-х полосный регулятор тембра для ВЧ, СЧ и НЧ с последующим усилением сигнала на старой и всеми любимой микросхеме К157УД2.

Как видно из схемы этот темброблок осуществляет только подъем АЧХ, причем начиная от нуля, следовательно при минимальном значении "громкости" всех полос на его выходе будет четко прослушиваться полная тишина. Чтобы избежать этой неприятности весь темброблок зашунтирован резисторам R* = 150.....470кОм, от номинала которого зависит насколько низким будет выходной сигнал при минимальных значениях всех регуляторов. Детали регулятора тембра R10, R11, R12 непосредственно припаяны навесным монтажем к переменным резисторам. Далее сигналы поступают на вход левого и правого УНЧ и на ФНЧ для сабвуфера.

После всего проделанного, мы получили мультимедийный усилитель, который можно использовать с компьютером, DVD-шником, даже можно с ним картошку копать ведь он получился дешево и сердито! Плотничал я и напрягался 5 дней по 1-1,5 часа работы и ушло 20$. Усилок заработал почти сразу)).Ошибок в печатках нету! Самовозбуждение отсутствует.

7. Корпус. Я сделал так: согнул 2 листа железа, так чтобы один "заезжал" в другой и снизу по угах 4 болтами, там где крепятся ножки. Фальшпанель - оргстекло на 4 болтах по углам, под которое подложена бумажная вставка со всеми надписями, распечатанная на лазернике.

P.S . Кстати, здесь есть , в частности схема усилителя А-6331 и ему подобных. Они построены на TDA2030, и были взяты мною за образец. Микросхемы TDA2030, TDA2040 и TDA2050, по даташиту абсолютно идентичны по распиновке (и только!). Дык вот, путем простой переделки, можно за пару часов "форссировать" такие усилки, таким способом:

1. Можно взять усилок выполненный на TDA2030 и тупо! заменить в нем микросхемы на TDA2050. Также обратить внимание на номиналы электролитов!- не ниже 25V и поменять при необходимости.

2. Также надо увеличить напряжение БП до макс. -+25В (если применять двухполярный источник питания), и увеличить общую емкость мин. 40000мкФ (мин. по 20000мкФ на плече).

3. Естественно, нада позаботится, чтобы питание всех предварительних усилителей и активных фильтов не превышало! допустимых значений по даташиту, а то умрут и ухи не попросят.

4. Убрать из платы диоды, они есть в самой 2050

Добавь статью в закладки

	Похожие материалы

Читателю предлагается простой в изготовлении и вместе с тем высоко концептуальный усилитель. Базовая схема реализует принцип ИТУН - источник тока, управляемый напряжением. Вкратце его суть такова: сила Лоренца, действующая на проводник в магнитном поле (сиречь катушку ГД в магнитной системе), есть функция от тока, протекающего в проводнике (катушке). Однако большинство промышленных и авторских УМЗЧ представляют собой источники напряжения. И АЧХ их нормируется именно по напряжению. Однако сопротивление ГД на разных частотах, очевидно, значительно нелинейно. А следовательно, и ток в катушке зависит от ее реактивного сопротивления нелинейно. Более подробно можно прочитать в статье А. Любимова «"Сладкая парочка": громкоговоритель + УЗЧ».

Проект этого УМЗЧ стал результатом анализа решений, предложенных в статьях, темы про токовое управление на hi-fi.ru, совместной работы товарищей с форума vegalab.ru и комплекта фильтров обвязки, предложенного Скифом. С данной ИМС автор знаком достаточно давно и в предыдущих статьях также отмечал ее комфортное и сбалансированное звучание, субъективно превосходящее детальностью и ВЧ-пассажами такие брендовые флагманы, как TDA7294 и LM3886.

Схемотехника

В других статьях не было уделено достаточное внимание нюансам поведения цепи обратной связи в приведенном выше включении. Результаты моделирования схемы были проанализированы, сведены в таблицу и позволяют сделать определенные выводы относительно номиналов комплексной цепи ООС. Дело в том, что Ку схемы вычисляется довольно неоднозначно и значительно не линеен. С другой стороны есть такая проблема, как ограничение сигнала при превышении амплитуды. Нормализованный режим усиления для стандартного включения требует входного напряжения 0,5 В для номинальной мощности. Поэтому моделирование проводилось именно по этому напряжению. С третьей стороны, стояла проблема емкости в ООС. Смещение на выходе ИМС значительно, а оно нам не надо, поэтому опорное напряжение должно сниматься с емкости, чтобы избавиться от нулевой гармоники.

Расчет схемы начнем с резистора R6. Зададим его номинал 1 кОм. Тогда сопротивление емкости в 100 мкФ на частоте 20 Гц будет 1/(2πfC)=80 Ом. Это как нельзя лучше подходит для наших целей, т.к. комплексное сопротивление на нижней рабочей частоте будет иметь угол не более 5 0 . Отталкиваясь от заданных параметров, мною была проведена серия моделирований. Результаты сведены в таблицу:

Желтым цветом отмечено, по моему мнению, оптимальное соотношение номиналов. Обозначение «огр» значит, что амплитуда была больше напряжения питания (±20В) и синусоида уходила в ограничение. Исходя из этого, схема обрела номиналы элементов, указанные на первом рисунке.

Детали

Конденсаторы С1 и шунт C3 - пленочные К73-17х63 В. С2 и С5 - керамика К10-17Б. Цепь R7, C5 устанавливается только в случае возбуждения ИМС, чего в моем случае не наблюдалось. Токозадающий резистор R4 - металлопроволочный в керамическом корпусе (см. фото). Из доступных номиналов - 0,22 Ом, обычно применяемый в ОБР выходных транзисторов. Решающее значение здесь играет одинаковость номиналов и сравнительно лучшее звучание металлопроволочников по сравнению с углеродистыми. Сама МС может быть заменена на TDA2030 или LM1875.

Звучание

И, в заключение, о параметрах и звучании. Стоит учесть, что режим ИТУН оправдывает себя при работе на однополосные или двухполосные системы с простейшими фильтрами не выше первого порядка (конденсатор последовательно твиттеру). УМЗЧ обеспечивает выходную мощность до 20 Вт с минимальным уровнем искажений и пиковую до 50 Вт, но такой режим для TDA2050 нехарактерен и крайне экстремален. Питание - до ±20 В, выше тепловой и музыкальный режимы также нежелательны.

Испытания звучания проводились на акустике (модернизация: пылезащитный колпачок вклеен обратной стороной, что сглаживает неравномерность диаграммы направленности в области ВЧ), поддержанные сверху достаточно нейтральными и комфортно звучащими твиттерами с фильтром первого порядка (4 мкФ МБГО-2 + 0,1 мкФ К73-17). Оформление - ЗЯ. Объем порядка 17 л. Испытания показали высокую контрастность звучания, чрезвычайно высокую детализацию и проработку звуковой сцены. Усилитель очень мелодично подчеркивает ВЧ. В целом, звучание схоже с ламповым, но не имеет его недостатков - таких как подчеркнутая «округлость», окрашенность звучания и низкая динамичность. Вместе с тем, ИТУН звучит более комфортно и мягко, чем транзисторные УМЗЧ, выполненные по классической схемотехнике. Отличается собранным басом и менее свистящими верхними частотами. При всех достоинствах следует отметить, что его сборка оправдана только для работы на чувствительную акустику с низкопорядковыми фильтрами. При работе на колонки типа S-30 и т.п. поведение АЧХ совершенно непредсказуемо, особенно в области раздела фильтра.

Подытоживая, скажу, что этот усилитель стоит собрать хотя бы ради эксперимента. Ведь суммарная стоимость деталей вряд ли превысит 50р/канал. И обладатели широкополосных АС, уверен, будут удивлены новым возможностям своей акустики, давно просившейся в мусорный бак.

Печатная плата и расположение деталей приведены ниже. Размер 40х50 мм.

Москва, 2005