Приказки от чипа: LM1875 аудио усилвател: 8 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

Обичам си някои усилватели за чипове - малки пакети с чиста аудио мощност. Само с няколко външни компонента, чисто захранване и някои големи радиатори можете да получите наистина висококачествен звук, който съперничи на сложните, дискретни транзисторни конструкции.

Влязох малко по -подробно в ползата от чип усилвателите в моя LM386 tribute - това може да е добро начало. Тук ще се потопя направо в това, което прави LM1875 толкова страхотен и как да се изгради проста схема. Язди, Доббин!

Стъпка 1: Кажете Здравейте на LM1875

LM1875 („осемнадесет-седемдесет и пет“) е чудовище от чип в много непретенциозен пакет и друг много обичан чип в аудио общността „направи си сам“. Официалният лист с данни (PDF) твърди, че може да задвижва 20W при 8Ω натоварвания при +-25V и до 30W, снабдени с допълнителни +-5V сок … и всичко това при по-малко от 1% THD. Колкото и рядко да е, мога да потвърдя, че самохвалството в листа с данни е точно на място - тези цифри могат да бъдат достигнати доста удобно в действителност (при известно здравословно охлаждане).

Стъпка 2: Pinout

Пакетът TO-220, само с 5 пина, е лесен за свързване:

1 - Отрицателен вход (-IN)

2 - Положителен вход (+IN)

Стандартни входове за оп-усилвател, като положителният вход приема аудио сигнала, а отрицателният вход е свързан към земята.

3 - Отрицателно захранване (-Vee)

5 - Положително предлагане (Vcc)

Тук захранвате усилвателя, в идеалния случай с двойно захранване. Той може също да бъде задвижван от едно захранване чрез завързване на щифт 3 към земята, но производителността може да пострада.

4 - Изход

Тук вечеряте с някакъв сладък, сладък усилен сигнал.

Стъпка 3: Схема и спецификация

Ето една проста схема за един канал - за стерео ще ви трябват два от тях.

R1 и R2 са усилващите резистори, прикрепени към инвертиращия вход на усилвателя. Стойностите на 22KΩ и 1KΩ работят с усилване от 23:

Усилване = 1 + (R1 / R2)

= 1 + (22 / 1) = 23

За да промените усилването, просто сменете R1 с друг резистор в обхвата на кома и го включете във формулата.

CIC1 до CIC4 са кондензаторите за отделяне за LM1875. По -малкият кондензатор (100nF) филтрира високочестотен шум по захранващата шина, докато по -големият капак (220uF) осигурява източник на енергия за изглаждане на спадовете в захранването. В производствена верига тези капачки трябва да се поставят възможно най -близо до входните щифтове на чипа. За повече информация вижте тази изненадващо лесна за разбиране статия на Analog Devices за правилните техники на отделяне.

По същия начин C1, C2, R2 и R3 са там, за да филтрират шума, докато R5 действа като издърпващ се резистор, позволяващ път към земята, ако няма свързан сигнал (намаляване на шума).

R6 и C3 образуват RC верига, филтър, който премахва радиочестотите от връщане обратно във веригата и предотвратява връщането на трептенията от високоговорителя към усилвателя.

_

Спецификация:

IC: LM1875

R1: 22 kΩ

R2: 1 kΩ

R3: 1 kΩ

R4: 1MΩ

R5: 22 kΩ

R6: 1Ω, 1W

C1: 10uF електролитен (или за предпочитане полиестерен/полипропиленов филм)

C2: 47uF електролитен

C3: 220nF X7R / филм

CIC1, CIC3: 220uF електролитен

CIC2, CIC4: 100nF X7R / филм

_

Ще ви е необходим начин за подаване на аудио - аз взех 3,5 мм жак от старо устройство и направих пробив, който се включва директно в макет, или можете да отсечете главата от стар 3,5 мм аудио кабел, да залепите няколко заглавки краищата и го свържете директно.

Освен това ще ви трябват обичайните джъмпери, проводници, натоварване на високоговорители/фиктивни устройства и захранване - приличен променлив PSU, който може да осигури +/- 30V, ще бъде полезен.

И накрая - радиатор! Повечето чипампи от клас A/B изискват значително охлаждане, така че вземете по -голям радиатор, отколкото си мислите, че ще ви е необходим, и го задръжте за прототипиране.

Стъпка 4: Изграждане на платка

Ето моята чернова …

… но ОТКАЗ

Това не е най -оптималното оформление - в идеалния случай компонентите трябва да са много по -близо един до друг, а капачките за отделяне по -специално са твърде далеч от IC щифтовете. Разпространих го обаче, за да го разбера по -лесно на снимките и за да побере неудобния ми радиатор. Резултатите са добри за кратки периоди на тестване.

Поставих и двете ленти на захранващата шина от едната страна на платката, за да мога да запазя място около IC за радиатора. Това има допълнителното предимство, като прави специалните положителни, отрицателни и заземени релси лесно достъпни по дъното на дъската.

Стъпка 5: Не забравяйте радиатора

За да подготвите радиатор, първо го подредете на дъската и маркирайте къде трябва да отиде отворът, за да го закрепите към IC. След това пробийте дупката и опесъчете цялата контактна повърхност с много фина хартия, докато повърхността стане гладка и лъскава.

След това нанесете точка от термопаста върху контактната повърхност и поставете изолационната слюда отгоре с няколко пинсети - опитайте се да не боравите със слюдата с пръсти.

И накрая, използвайте цилиндър (или "втулка"), гайка и болт, за да фиксирате чипа към радиатора. Тя трябва да бъде достатъчно стегната, така че интегралната схема да не може да се върти около болта, и не по -здраво!

И накрая, два пъти проверете дали щифтът на чипа е изолиран от радиатора, като направите тест за непрекъснатост с вашия мултицет - с една сонда на раздела на радиатора, а другата на самия радиатор. Няма звуков сигнал = добра работа!

Стъпка 6: Тествайте го

Проверете и проверете отново дали всичките ви връзки са стабилни и се уверете, че изпращате + и - напрежение към правилните релси. Настройте захранването на около +-10V, отдръпнете се и включете!

Ако не се появи шокиращо изригване на дим, вероятно сте успели. Пуснете музика и слушайте тестовия високоговорител. Ако вашето захранване с пейка има вграден амперметър, можете да видите колко ток усилвателят ви черпи във всеки един момент - опитайте да увеличите силата на звука, за да видите увеличаването на тока.

При ниско напрежение вероятно ще се сблъскате с изрязване или други форми на изкривяване по -рано, а по -късно, а при по -високи звуци музиката ви ще звучи доста ужасно. Бавно увеличете напрежението - LM1875 се справя с +25V като шампион, така че ако имате приличен радиатор, не трябва да се притеснявате.

Изходно напрежение

Пуснах изхода в гигантски фиктивен товар (300W, 8Ω резистор) и обхванах изхода. С 1kHz синусоида при 810mV пик, LM1875 ми предложи уважаван, чист 20.15V пик (14.32V RMS) на изхода - малко над нашата настройка на усилване.

Мощност

По отношение на чистата енергия, аз правя това …

Мощност RMS = Vrms^2 / R = 14,32^2 /8 = 25,63 W

… просто срамежлив от 26W! Никак не е зле.

В този момент исках да видя дали мога да стигна до тази митична марка LM1875 30W, но първо трябваше да разменя радиатора с нещо малко по -успокояващо …

Стъпка 7: Медното чудовище