Нискочестотен усилвател 2 х 40W с TDA1560Q

    Идеята възникна като усилвател за компютър. Естествено, появиха се и допълнителни първоначални условия, като:

        - да се използват наличните тонколони, които са с импеданс Z = 8 ohm;
        - да се намери подходяща интегрална схема с по-висока мощност за точно такъв товар;
        - да бъде сравнително евтин.

    Оказа се, че трудно се намират на българския пазар интегрални схеми, които да удовлетворяват тези условия. Повечето, които достигат изискваната мощност са предназначени за авторадиокасетофони и са оразмерени за два или четири високоговорителя, тоест за товар Z = 4 или Z = 2 Оhm. Ноооо, който търси, намира. Така докато търсих подходящи крайни стъпала, събрах доста, както е модерно сега да се изразяваме, дататашийтове (демек: технически характеристики). След това за серията на TDA ... направих сравнение и така попаднах на интегралната схема TDA1560Q.

    Ето някои от основните й параметри, като подробности може да видите в приложения файл:

    Максимално захранващо напрежение: 18 V
    Препоръчвано работно напрежение: 14,4 V
    Максимална мощност при изкривявания 10%: 2 х 40 W при захр. напрежение 14,4 V
    Товар с импеданс Z = 8 ohm.
    Честотна характеристика: 40-15 000 Hz

    На следващата фигура е представена принципната схема на усилвателя:

    Друго предимство на TDA1560Q е, че само с няколко допълнителни елемента се конструира завършен нискочестотен усилвател. Крайното стъпало е по схема H-Bridge, което позволява отдаването на по-голяма мощност върху товара. От друга страна, ако направим компромис с изходната мощност, например Po = 30W, изкривяванията драстично спадат до 0.5 %. За моите предварителни условия и предназначението на усилвателя, тази мощност е абсолютно достатъчна и би озвучила един средно голям хол от около 18-20 кв. м.

    Забележка: кондензаторите С6 и С7 са от възлово значение за възпроизвеждането на най-ниските честоти в аудио обхвата – а именно под 100Hz. На схемата стойностите им са 2200 µF, която съответства по приложената в техническите характеристики графика (фиг.9) на честота около 50 Hz. В моята реализация, показана на снимките по-долу, съм избрал кондензатори със стойност 3300 µF, които съответстват на най-ниска възпроизвеждана честота от 30 Hz. (виж фиг.9).

    Неудобството на еднополярно захранвания нискочестотен усилвател е големия консумиран ток. В случая при стерео вариант, токът достига 8 А. При оразмеряване на захранващия блок трябва да се съобразяваме с тази стойност плюс един запас от около 20%. Аз съм използвал импулсно захранване от компютър с напрежение 12 V и ток 10 А. Експерименти съм направил и с обикновен двуполупериоден изправител към мрежов трансформатор с променливо напрежение на вторичната намотка 12 V и мощност 100 W. При тези условия подаваното изправено напрежение към усилвателя е 16,8 V, но при натоварване на по-голяма мощност, то спада до 13 V, което е напълно задоволително. Използването на стабилизиран токоизправител за 14., V е твърде скъпо удоволствие, но с него се постига най-добро звучене и се елиминира брума от двуполупериодния изправител. Разбира се, това решение оставям за вас.

    Сам по себе си, този усилвател не е завършено устройство, а само едно крайно стъпало. Възможно е да се използва като директно се включи към аудио изхода на компютъра, а регулирането по ниски и високи честоти да се осъществява с вградените софтуерни функции на аудио картата или дори със софтуерен еквилайзер. Но този начин на свързване ограничава използването на усилвателя само до усилвател за компютър. За да разширя тези възможности, аз го свързах с тонкоректор "Баксандал", изграден с транзистори, който се захранва със същото напрежение. Такъв съм публикувал в статията си "Тонкоректор "Баксандал" с транзистори". Заедно с това, за да бъде усилвателят с всички възможности на един стандартен нискочестотен усилвател, използвах тонкомпенсиран регулатор на усилването с потенциометър със средна точка, който съм описал в едноименната си статия. Но все пак за да ви подсетя, без да ги описвам отново, ето тези схеми:

    Входът на предусилвателя–тонкоректор може да се свърже с превключвател за избор на входове (Input Selector). В случая съм използвал трипозиционен такъв, който позволява свързване на три различни източника на сигнал към усилвателя, например УКВ радио, CD плеър и компютър или друг. Входните букси съм направил с чинч-конектори, които взех от един стар и неработещ DVD-плеър.

    Конструкцията се определя преди всичко от избора на подходяща кутия, която може да събере всички модули. Но може и без кутия. Аз, например, съм направил своите експерименти, като всички модули съм монтирал с дистанционни втулки върху една дуралуминиева ламарина, както се вижда и на снимките в края на статията.

    А ето на следващите снимки как изглежда усилвателя:

    Към статията съм приложил разработените печатни платки върху които е изграден усилвателя. Забележете, че те са в моно- и стерео-вариант, но в последния всъщност са събрани две еднакви. Аз избрах реализацията на два отделни моно усилвателя, тъй като този вариант позволява по-лесно разместване на отделните крайни стъпала в обема и площта на избраната кутия или шаси.

    И накрая бих искал да обърна внимание на избора на подходящ радиатор за охлаждане на крайните стъпала. Предвид на разсейваната мощност на TDA1560Q, обявена в техническите характеристики, както и температура на корпуса до 120 градуса, радиаторът може да бъде изчислен според приложената в описанието формула. Но за да не изпадаме в такива подробности, аз бих предложил използвания радиатор да бъде с площ (за стерео вариант) не по-малко от 200 кв. см. На снимките по-долу радиаторът, който съм използвал за стерео варианта на нискочестотния усилвател е 180 кв. см. Както се вижда, монтажът на крайните стъпала е директно върху радиатора чрез закрепване с винтове на интегралните схеми като за целта съм разпробил отвори, в които с метчик съм навил резба М3. От своя страна радиаторът позволява директно закрепване към шасито, като към две от ребрата има фабрични отвори с резба М4, чиято горна част се вижда на снимката.

    На следващите две снимки са двете моно стъпала на усилвателя преди и след монтиране на радиатора, както следва:

    Така сглобеното крайно стъпало на нискочестотен усилвател 2х40W, прилагани върху тонколони с импеданс Z = 8 ohm, е показано на последната снимка. Както казах по-горе, може да се използва чрез директно включване към аудио картата на компютъра или ако искаме да си направим съвсем независим и по-конвенционален усилвател да добавим тонкоректор и потенциометър на усилването, както съм направил аз, но това е вашия избор. Тонкомпенсираният регулатор на усилването съм реализирал с потенциометър RFT с три извода, като аз съм използвал извода на 10 kOhm. За повече подробности вижте статията "Тонкомпенсиран регулатор на усилването".

    Но ето и самата конструкция вече в работно състояние:

Архив [zip,pcb][7kb]

    Литература:

    1. Технически параметри на TDA1560Q [zip,pdf][109kb]
    2. Усилитель 40 Вт на TDA1560
    3. Портал для радиолюбителей, Регуляторы громкости, тембра, эквалайзеры

Валери Терзиев
3 ноември 2014 година