Микросхема LM3886 относится к семейству Overture, разработанному фирмой "National Semiconductor". С ее помощью можно получить 100 Вт мгновенной пиковой синусоидальной мощности, т.е. 180 Вт звуковой.
Гармонические искажения — не более 0,06% в диапазоне частот 20 Гц...20 кГц. Типичное подавление пульсаций напряжения питания составляет 120 дБ, поэтому конструкция сетевого блока также не представляет никаких проблем.
Отношение сигнал/шум — в диапазоне 98...120 дБ. Таким образом, с помощью этой ИМС можно достичь хорошего качества звуковоспроизведения.
Микросхема LM3886
ИМС имеет следующие системы защиты:
- от перенапряжения;
- от перегрузки (короткого замыкания выхода на "землю" или на питание);
- от перегрева.
Защита от перенапряжения срабатывает при токе нагрузки, превышающем 4 А. Посредством этого можно избавиться от перегрузок, вызываемых индуктивной нагрузкой.
Тепловая защита включается при повышении температуры ЧИПа до 165°С и отключается при ее опускании ниже 155°С.
Принципиальная схема
Принципиальная схема усилителя приведена на рис.1. Схема состоит из ИМС и цепи обратной связи. Громкоговоритель подключается на выход через цепочку R7-L1.
Рис. 1. Принципиальная схема усилителя мощности низкой частоты на микросхеме LM3886 (68 Вт).
Для достижения больших мощностей необходимо высокое напряжение питания, и его должны выдерживать электролитиеские конденсаторы фильтра.
Вывод 8 микросхемы используется для включения режима "Mute". В нормальном режиме работы на него подается через R6 отрицательное напряжение. Величину резистора R6 можно вычислить по формуле:
где I 8 >0,5 мА.
Конструкция и детали
Печатная плата усилителя приведена на рис.2, а схема размещения деталей на ней — на рис.3. Резисторы R7 и R8 мощностью 2 Вт класс точности 1%. Для изготовления выходной индуктивности L1 необходимо намотать 12 витков провода диаметром 0,5...0,6 мм с эмалевой изоляцией на трубку или карандаш такой же толщины, как и R7.
Затем в нее вставляется резистор - так, чтобы он нигде не прикасался к ней(чтобы не повредить изоляцию). Емкость конденсатора C2 можно увеличить для лучшей передачи низких частот.
Глубина обратной связи задается резистором R4. Режим Mute включается при размыкание переключателя S1. Для сетевого трансформатора желательно использовать тороид. Напряжение вторичной обмотки - 2x25 В.
Выпрямительный мостик должен быть рассчитан на номинальный ток — как минимум, 6 А. Выпрямленное напряжение без нагрузки ±35÷38В. Емкость электролитических конденсаторов C5, C4 4700÷10000 мкФ, допустимое напряжение — не меньше 50 В. Конденсаторы желательно зашунтировать плЈночным конденсаторами Јмкости (0,1 - 1 мкФ) в непосредственной близости от выводов микросхемы.
Рис. 2. Печатная плата усилителя на микросхеме LM3886.
Рис. 3. Размещение деталей на печатной плате усилителя.
Внимание! ИМС необходимо установить на радиатор. Внутренняя защита микросхемы эффективна только тогда, когда выделяющееся тепло рассеивается радиатором соответствующих размеров.
Относительно высокое напряжение на оконечных транзисторах (5,2 В) и ток покоя около 38 мА существенно увеличивают теплоотдачу. Размеры радиатора можно определить, руководствуясь графиками на рис.4.
В правой части рисунка приведены графики зависимости выделяющейся мощности от суммарного напряжения (для некоторых значений импеданса громкоговорителей). Этим мощностям соответствуют температуры радиатора Т с. При заданной темпетуре среды Т А, из таблицы в левой части можно определить необходимое тепловое сопротивление радиатора.
Рис. 4. Тепловое сопротивление радиатора.
Пример. Пусть суммарное значение напряжения питания равно 80 В, импеданс громкоговорителя — 8 Ом. По графикам этим значениям соответствует выделяемой мощности Р D =40 Вт, т.е. Т С =102°С. Пусть максимальная температура среды Т А равна 25°С.
Тогда для теплового сопротивления радиатора по таблице получаем 1,9 °/Вт. Если усилитель должен надежно работать при максимальной температуре 40°С, это значение уменьшается до 1,6.
При 50°С будет нужен уже очень большой радиатор (пластина примерно 30x30 см толщиной 5 мм). У современных ребристых или игольчатых радиаторов тепловое сопротивление меньше, чем у гладкой пластины, и можно обойтись гораздо меньшим по размерам радиатором.
Проблему охлаждения можно решить, используя радиатор длиной 150 мм и шиной 95 мм, имеющий 16 ребер. Радиатор на плату необходимо устанавливать обязательно так, чтобы между ребрами могли свободно протекать воздушные потоки. Поэтому он должен располагаться снаружи корпуса на задней стенке. Поскольку корпус и у этой ИМС также находится под напряжением питания, радиатор необходимо изолировать от корпуса усилителя (если он металлический).
Может возникнуть вопрос: поскольку размеры радиатора достаточно велики, не лучше ли использовать для охлаждения небольшой вентилятор?
Однако шум постоянно включенного даже малошумящего вентилятора будет мешать прослушиванию тихих музыкальных пассажей. Некоторые фирмы используют в мощных усилителях вентиляционное охлаждение, однако включение вентилятора происходит при определенном уровне входного сигнала.
Поскольку в этом случае вентилятор не мешает тихим музыкальным мелодиям (отключается), такое решение имеет право на существование. Однако при усилении речи возникают акустические помехи из включения и выключения вентилятора при резком изменении громкости.
Для получения высокого качества звуковоспроизведения, на входы микросхемы должно попадать как можно меньше помех. Поскольку в проводах питания неизбежно имеются большие пульсации тока, которые могут легко передаваться на вход усилителя, входные провода и провода питания должны быть расположены как можно дальше друг от друга.
Всем доброго времени суток. Думаю, каждый из вас сталкивался с проблемой тихого звука в ноутбуке или телефоне, когда собираешься посмотреть фильм в компании или послушать музыку на природе, а звук на телефоне тихий. Недавно я столкнулся с такой проблемой и решил сделать портативную мини колонку для телефона. Исследовал множество радиолюбительских сайтов, на которых вычитал много полезного для создания такого чуда и остановился на очень простой но работоспособной схеме с усилениям в 200 раз.
Для создания мини усилителя нам понадобятся:
Переменный резистор на 10кОм
Микросхема LM386 (я использовал в SMD корпусе так как стоит она копейки)
Конденсатор 0.1мкФ
Конденсатор 0.05мкФ
Конденсатор 10мкФ
Конденсатор электролитический 250мкФ 16В
Резистор на 10 Ом
Текстолит, хлор железа (для травления платы) можно и навесным монтажом
Паяльник и паяльные принадлежности
Усилитель будем собирать по такой схеме
Для того чтобы сделать печатную плату я использовал программу «DipTrace» эта прога удобна тем, что после того как мы собираем в ней схему ее можно легко конвертировать в печатную плату.
И так, собираем схему и конвертируем в печатную плату
Вот что должно получиться
Можно расположить элементы как вам захочется, связи не нарушаются!
Выставляем элементы так чтобы они занимали как можно меньше места на плате и выполняем трассировку
Далее печатаем на лазерном принтере и переводим рисунок на текстолит, травим плату и лудим ее, затем сверлим отверстия.
После чего вставляем элементы и запаиваем их с обратной стороны
Впаиваем провода для подключения источника звука, динамика и питания
Все, наш усилитель готов, можно тестировать!
Вот архив с печатной платой (скачиваний: 919)
При создании мультимедийного центра на базе персонального компьютера мною был изготовлен простой и качественный стереофонический усилитель на LM3886 (УМЗЧ для начинающих радиолюбителей) с выходной мощностью по 50 Вт на канал. Свой выбор на LM3886 я остановил, изучив описания и положительные отзывы радиолюбителей на форумах. LM3886 выпускается в двух вариантах: с минусом питания на корпусе (LM3886T) и с изолированным корпусом (LM3886TF). В первом случае желательна электрическая изоляция микросхемы от радиатора.
Эта микросхема обладает очень хорошими параметрами:
Диапазон питающих напряжений от 18 (+-9) до +-42 В;
Номинальная выходная мощность более 68 Вт при Кг 0.1%;
Пиковая выходная мощность до 135 Вт;
Внутреннее ограничение тока 7…11.5 А;
Коэффициент гармоник на мощности 60 Вт не более 0.03%;
Интермодуляционные искажения не более 0.01%;
Скорость нарастания выходного сигнала 8…19 В/мкс;
Полоса усиления 2…8 МГц;
Соотношение сигнал/шум до 110 дБ.
Выходная мощность этой микросхемы ограничена лишь тепловыделением. Безопасный для выходных транзисторов долговременный ток позволяет получить выходные мощности ~68 Вт, а внутреннее ограничение тока (не менее 7 А) защищает микросхему от короткого замыкания на выходе.
В результате макетирования УМЗЧ наиболее приятной на слух оказалась схема с инверсным включением LM3886.
Возможным недостатком данной схемы может быть низкое входное сопротивление равное 10 Ком. Но если учесть, что выходное сопротивление современных звуковых карт редко превышает 4 Ком, это становится преимуществом (низкой чувствительностью к наводкам на соединительные провода). Номинал конденсатора С1 может быть в диапозоне 2 - 4,7 мкФ.
Второй канал стереофонического усилителя собран по этой же схеме.
Схем блока питания усилителя приведена ниже.
Плата усилителя спроектирована с помощью программы Sprint-Layout 6.0. Размер платы 46 х 33 мм.
Изготовлена плата по ЛУТ-технологии.
Из спортивного интереса решил провести замеры искажений LM3886 в зависимости от выходной мощности.
Результаты измерений представлены ниже:
На графике видно, что спектр гармоник достаточно длинный, а уровень гармоник высших порядков практически не зависит от выходной мощности. Тем не менее их уровень оказался менее 120 Дб, т.е. для большинства звуковых карт он просто окажется за уровнем шумовой полки.
Личный опыт показал, что с использованием интегральной микросхемы LM3886 можно собрать очень простой и весьма качественный усилитель мощности звуковой частоты, который удовлетворит запросы большинства начинающих радиолюбителей.
Вложение : 255,28 KB (Скачиваний: 1432)
Итак, сегодня хочу предложить нашим уважаемым радиолюбителям оценить качество ещё одного интегрального усилителя на LM3886. Микросхема LM3886 была выпущена популярной фирмой National Semiconductor в 2003 году. УЗЧ на этой ИМС по своим характеристикам практически идентичен столь популярному среди радиолюбителей усилителю на TDA7294 . До сих пор спорят, какой из этих УЗЧ лучше.
Микросхема LM3886 является УЗЧ высокого качества с выходной мощностью 68 ватт на 4 Ом или 50 ватт на нагрузку 8 Ом. Мощность в пике достигает 135 Вт. Широкий диапазон питающих напряжений УЗЧ от 20 до 94 вольт. Причем возможно применять как двуполярные, так и однополярные источники питания. Коэффициент гармоник усилителя при выходной мощности в 60 ватт и в 30 ватт на нагрузки 4 Ом и 8 Ом соответственно составляет 0,03 %. Причем это во всей широте диапазона 20…20000 Гц. Схемы УЗЧ, рекомендуемые фирмой-производителем в двуполярном и однополярном исполнении приведены ниже:
Зависимость коэффициента нелинейных искажений от выходной мощности:
Графики даны для частоты в 20 Гц. Для 1 кГц и 20 кГц они практически одинаковые. Т.е. качество воспроизведения этого УЗЧ остается на высоте по всему воспроизводимому спектру частот.
Зависимость выходной мощности от напряжения питания УЗЧ:
Собранная схема усилителя на два канала ниже на фото.
Чтобы собранный УЗЧ можно было применять в хорошей домашней акустике, рекомендуется добавить на вход двухканальный фильтр с возможностью регулирования низких, высоких частот, а также баланса и громкости. Схема также на интегральной микросхеме AN5835 или AN5836 или отечественном аналоге КА2107. Фильтр, собранный по приведенной ниже схеме, ещё является предварительным усилителем для УМЗЧ на LM3886.
Напряжение питания фильтра или регулятора тембра 12…14,4 В. АЧХ фильтра показана на графике:
Также имеется вариант мостового включения микросхемы LM3886 для использования, например, в сабвуферном канале акустической системы. Схема мостового УЗЧ ниже.
Усилитель LM386. Применение данной микросхемы будет оправдано при изготовлении небольших устройств с низким напряжением питания, например, усилитель для , карманных и т.д.
Простота применения LM386 обусловлена применением всего нескольких внешних деталей, позволяющих получить полноценный усилитель.
Микросхема LM386 представляет собой усилитель мощности для усиления слабых аудиосигналов при низком напряжении питания. Хотя по умолчанию коэффициент усиления LM386 установлен на уровне 20, он с успехом может быть увеличен почти в 10 раз, то есть до 200 путем подключения внешних элементов, а именно и к выводам 1 и 8.
Вход микросхемы LM386 работает относительно земли, в то время как выход автоматически смещен к половине напряжения питания.
Функциональная схема LM386
Назначение выводов микросхемы LM386
Размеры LM386
Усилитель LM386 выпускается в четырех модификациях. Первые три из них, а именно: LM386 N-1, N-2, N-3, обеспечивают очень низкое искажение и хорошо работают при напряжении питания в диапазоне от 4 до 12 вольт постоянного тока.
Четвертый тип, LM386 N-4 работает с рабочим напряжением от 5 до 18 вольт постоянного тока. Это крайние значения питающего напряжения, за пределами которого усилитель либо перестает работать, либо перегревается и выходит из строя.
- Ток покоя (потребление тока, когда усилитель находится в режиме ожидания) составляет около 4 мА.
- Максимальная выходная мощность LM386 около 1,25 Вт при использовании динамика на 8 Ом.
- Коэффициент усиления по напряжению составляет от 20 до 200 (от 26 дБ до 46 дБ соответственно).
- Пропускная способность: 300 кГц при работе от 6 вольт питания
- Низкий уровень искажений: 0,2%
- Широкий диапазон напряжения питания: 4…12В или 5…18В
Схемы включения усилителя LM386
На рисунке ниже показано типовое включение микросхемы LM386 из datasheet. В данном случае коэффициент усиления схемы ограничено до 20, поскольку к выводам 1 и 8 не подключены внешние элементы.
Данный коэффициент усиления (20) обеспечивается внутренними резисторами обратной связи на 1,35 кОм (к выводам 8 и 1) и 15 кОм (к выводам 1 и 5). к данным резисторам приводит к изменению коэффициента усиления.
Формула расчета коэффициента усиления
A = (2 x R (1-5))/ (150 + R (1-8))
Без каких-либо внешних компонентов усиление составляет 20:
А = 2 × 15000 / (150 + 1350) = 20
Конденсатор, подключенный между контактами 1-8 микросхемы, позволяет игнорировать резистор на 1,35 кОм, и следовательно коэффициент усиления будет:
А = 2 × 15000/150 = 200
Выход микросхемы подключен к громкоговорителю с помощью конденсаторного фильтра, который обычно используется в линейных усилителях. на входе используется для настройки желаемого уровня громкости.
Вторая схема показывает, как можно повысить коэффициент усиления выше базовой установки (20) вплоть до 200 путем добавления конденсатора к контактам 1 и 8 микросхемы. Емкость конденсатора не должна превышать 10 мкФ.
Подбор коэффициента усиления в диапазоне от 20 до 200 может быть осуществлен, в том числе и с применением переменного резистора на 4,7 кОм, подключенного последовательно с конденсатором.
Избыток смещения может быть уменьшен путем соединения неиспользуемого вывода резистора с землей. Однако все вопросы смещения отпадают если активный вход соединен через конденсатор.
В варианте с коэффициентом усиления 200, необходимо соединить вывод 7 с помощью конденсатора емкостью 0,1мкФ с минусом питания для поддержания стабильной работы и предотвращения нелинейных искажений.
Простой, но интересный усилитель басов может быть получен путем подключения цепи из резистора и конденсатора к выводам 1 и 5
(211,2 Kb, скачано: 3 173)