Усилитель на tda7293: Даташит, характеристики и схема включения

Даташит, характеристики и схема включения

Судя по характеристикам в даташит от ST Microelectronics, TDA7293 является одноканальным аудиоусилителем класса AB. Эта микросхема применяется в HI-Fi-оборудовании для усиления звука: домашних музыкальных центрах, в том числе с автономным питанием, телевизорах и др. Благодаря широкому диапазону напряжений и высоким выходным токам она способна обеспечить хорошую мощность (до 100 Вт) в нагрузке 4 или 8 Ом.

Данная микросхема обладает функциями: подавление шумов на выходе при включении/выключении (No switch on/off noise), ослабление выходного сигнала до 80 дБ (Mute), спящий режим (Stand-By), клип-детектор (Clip detector). Для усиления очень слабых сигналов возможно параллельное подключение нескольких устройств. Оснащена встроенной защитой от КЗ, перегрева и статического разряда.

К сожалению, особенно в последнее время, на российском рынке встречаются подделки рассматриваемого полупроводникового устройства. Поэтому у многих радиолюбителей сложилось негативное отношение к ней. Однако небольшая цена (от 200 до 400 р) и хорошее качество звучания, сделали её массовым и популярным решением даже в современной бытовой акустике. В продаже встречаются уже готовые усилительные модули, собранные на основе tda7293 по типовым схемам включения.

Содержание

1. Цоколевка
2. Технические характеристики
3. Максимальные значения
4. Аналоги
5. Схемы включения
6. Параллельное включение
7. Производители

Цоколевка

TDA7293 производится в пластиковом корпусе MULTIWATT15, который имеет 15 контактов. Бывает в двух исполнениях: для вертикальной (MULTIWATT15V) или горизонтальной (MULTIWATT15Н) установки на плату. Подложка имеет физическое соединение с восьмой ножкой (минусом). Назначение каждого из выводов микросхемы приведено на рисунке ниже.

В связи с тем, что на подложке у TDA7293 находится «минус» — установка на радиатор допускается только через слюдяную прокладку с термопастой.  Иначе ток короткого замыкания повредит микросхему.

Технические характеристики

Усилитель TDA7293 обеспечивают небольшие уровни шумов и искажений на выходе. Согласно техническому описания (datasheet) с её помощью можно добиться максимальной мощности звучания в 100Вт, при нагрузке (R_L) в 8 Ом и предельном напряжении питания (V_S) в ± 40 В. С такими параметрами получают чистыми 50-60 Вт и более, если параллельно подключаются несколько устройств. Суммарный коэффициент гармонических искажений (THD) не превышает 10 %. Это обусловлено наличием встроенных полевых транзисторов в предварительном и выходном каскадах усиления у данной микросхемы.

Максимальные значения

Приведём максимальные характеристики TDA7293:

• предельное питающее напряжение V_S (при отсутствии сигнала)  ± 60 В;
• импульсный ток на выходе I _O = 10 А;
• рассеивания мощность (при T_case = 70 ^ОС) P_tot = 50 Вт;
• диапазон рабочих температур от 0 до 70 ^ОС;
• температура: кристалла T _j до +150 ^ОС; при хранении до +150 ^ОС.

Это максимальные значение параметров. Превышение любого из них может привести к повреждению устройства. При этом рассеиваемая мощность ограничивается температурой корпуса, поэтому чем больше будет радиатор, тем лучше.

Аналоги

Наиболее подходящим функциональным аналогом считается TDA7294S (ST Microelectronics). В отличии от распространённой замены вроде TDA7294 (тоже STM), она мощнее и имеет возможность параллельного включения.

Схемы включения

Достаточно большой диапазон питающих напряжений TDA7293 позволяет конструировать на ней усилители с мощностью от 20 до 100 Вт. Основные схемы включения рассмотрены в статье про TDA7294, на которую она очень похожа. Вместе с тем, многочисленные эксперименты с данным устройством позволяют создавать на нём и более совершенную акустику.

В видео рассмотрена tda7293 и схема универсального усилителя с инвертирующим и неинверитирующим подключением. Использование потенциометра, предусматривает возможность плавной регулировки силы тока с помощью напряжения. Данное решение значительно улучшает качество звучания системы в целом, особенно с применением широкополосных динамиков.

Параллельное включение

Как уже говорилось ранее, TDA7293 допускает параллельное включение двух микросхем (схема есть в даташит). Оно позволяет повысить ток в акустической нагрузке и добиться выходной мощности в 100-120 Вт. При таком подключении одно из устройств работает в режиме мастер (master), а другое – раб (slave). На slave будет работать только выходной каскад, который получает усиленный сигнал от master.

Параллельное подключение рекомендуется только для схем с повышенным питанием (до ± 40 В) с низкоомной нагрузкой 4 или 8  Ом. Подобным образом возможно соединить даже более двух микросхем, где одна будет выполнять роль master, а остальные slave. Но такое решение считается нецелесообразным, так как питающее напряжение необходимо будет увеличивать (нужен хороший блок питания), а прирост выходной мощности на выходе схемы будет незначительным.

Кроме того в таких схемах желательно предусмотреть поэтапное включение каждого из slave примерно через 1-2 сек, для смягчения возможных последствий после подачи напряжения на master. Дело в том, что в момент появления питания на выходах каждой из микросхем формируется бросок сигнала, который может повредить подключённые к ним slave-устройства, работающие в режиме slave. Задержку можно организовать с помощь дополнительных таймеров и управляющих реле.

При параллельном включении желательно, чтобы все микросхемы были от одного производителя, лучше из одной партии. Стоит учитывать, что с увеличением их числа в выходном результирующем каскаде неминуемо будут расти звуковые искажения. Указанные проблемы, необходимость применения мощного блока питания, а также усложнение схемы усиления, делают это решение непопулярным у радиолюбителей.

Производители

Основным разработчиком и производителем TDA7293 в настоящее время считается  ST Microelectronics. Скачать даташит на устройство можно по следующей ссылке.

Даташит, характеристики и схема включения

Судя по характеристикам в даташит от ST Microelectronics, TDA7293 является одноканальным аудиоусилителем класса AB. Эта микросхема применяется в HI-Fi-оборудовании для усиления звука: домашних музыкальных центрах, в том числе с автономным питанием, телевизорах и др. Благодаря широкому диапазону напряжений и высоким выходным токам она способна обеспечить хорошую мощность (до 100 Вт) в нагрузке 4 или 8 Ом.

Данная микросхема обладает функциями: подавление шумов на выходе при включении/выключении (No switch on/off noise), ослабление выходного сигнала до 80 дБ (Mute), спящий режим (Stand-By), клип-детектор (Clip detector). Для усиления очень слабых сигналов возможно параллельное подключение нескольких устройств. Оснащена встроенной защитой от КЗ, перегрева и статического разряда.

К сожалению, особенно в последнее время, на российском рынке встречаются подделки рассматриваемого полупроводникового устройства. Поэтому у многих радиолюбителей сложилось негативное отношение к ней. Однако небольшая цена (от 200 до 400 р) и хорошее качество звучания, сделали её массовым и популярным решением даже в современной бытовой акустике. В продаже встречаются уже готовые усилительные модули, собранные на основе tda7293 по типовым схемам включения.

Цоколевка

TDA7293 производится в пластиковом корпусе MULTIWATT15, который имеет 15 контактов. Бывает в двух исполнениях: для вертикальной (MULTIWATT15V) или горизонтальной (MULTIWATT15Н) установки на плату. Подложка имеет физическое соединение с восьмой ножкой (минусом). Назначение каждого из выводов микросхемы приведено на рисунке ниже.

В связи с тем, что на подложке у TDA7293 находится «минус» — установка на радиатор допускается только через слюдяную прокладку с термопастой. Иначе ток короткого замыкания повредит микросхему.

Технические характеристики

Усилитель TDA7293 обеспечивают небольшие уровни шумов и искажений на выходе. Согласно техническому описания (datasheet) с её помощью можно добиться максимальной мощности звучания в 100Вт, при нагрузке (RL) в 8 Ом и предельном напряжении питания (VS) в ± 40 В. С такими параметрами получают чистыми 50-60 Вт и более, если параллельно подключаются несколько устройств. Суммарный коэффициент гармонических искажений (THD) не превышает 10 %. Это обусловлено наличием встроенных полевых транзисторов в предварительном и выходном каскадах усиления у данной микросхемы.

Максимальные значения

Приведём максимальные характеристики TDA7293:

• предельное питающее напряжение VS (при отсутствии сигнала) ± 60 В;
• импульсный ток на выходе I O = 10 А;
• рассеивания мощность (при Tcase = 70 ОС) Ptot = 50 Вт;
• диапазон рабочих температур от 0 до 70 ОС;
• температура: кристалла T j до +150 ОС; при хранении до +150 ОС.

Это максимальные значение параметров. Превышение любого из них может привести к повреждению устройства. При этом рассеиваемая мощность ограничивается температурой корпуса, поэтому чем больше будет радиатор, тем лучше.

Аналоги

Единственным, и наиболее близким аналогом рассматриваемой микросхемы является TDA7294. Из технических характеристик известно, что у TDA7293 выше напряжение питания и мощность рассеивания. Поэтому при замене нужно быть аккуратным и убедиться, что действующие значения не превысят максимальных для TDA7294. Например, напряжение питания не должно превышать 40 В. Кроме этого, в TDA7294 нет функций вольтдобавки и клипдетектора. Однако среди радиолюбителей распространено мнение, что TDA7294 более надёжна и не такая глючная.

Схемы включения

Достаточно большой диапазон питающих напряжений TDA7293 позволяет конструировать на ней усилители с мощностью от 20 до 100 Вт. Основные схемы включения рассмотрены в статье про TDA7294, на которую она очень похожа. Вместе с тем, многочисленные эксперименты с данным устройством позволяют создавать на нём и более совершенную акустику.

В видео рассмотрена tda7293 и схема универсального усилителя с инвертирующим и неинверитирующим подключением. Использование потенциометра, предусматривает возможность плавной регулировки силы тока с помощью напряжения. Данное решение значительно улучшает качество звучания системы в целом, особенно с применением широкополосных динамиков.

Параллельное включение

Как уже говорилось ранее, TDA7293 допускает параллельное включение двух микросхем (схема есть в даташит). Оно позволяет повысить ток в акустической нагрузке и добиться выходной мощности в 100-120 Вт. При таком подключении одно из устройств работает в режиме мастер (master), а другое – раб (slave). На slave будет работать только выходной каскад, который получает усиленный сигнал от master.

Параллельное подключение рекомендуется только для схем с повышенным питанием (до ± 40 В) с низкоомной нагрузкой 4 или 8 Ом. Подобным образом возможно соединить даже более двух микросхем, где одна будет выполнять роль master, а остальные slave. Но такое решение считается нецелесообразным, так как питающее напряжение необходимо будет увеличивать (нужен хороший блок питания), а прирост выходной мощности на выходе схемы будет незначительным.

Кроме того в таких схемах желательно предусмотреть поэтапное включение каждого из slave примерно через 1-2 сек, для смягчения возможных последствий после подачи напряжения на master. Дело в том, что в момент появления питания на выходах каждой из микросхем формируется бросок сигнала, который может повредить подключённые к ним slave-устройства, работающие в режиме slave. Задержку можно организовать с помощь дополнительных таймеров и управляющих реле.

При параллельном включении желательно, чтобы все микросхемы были от одного производителя, лучше из одной партии. Стоит учитывать, что с увеличением их числа в выходном результирующем каскаде неминуемо будут расти звуковые искажения. Указанные проблемы, необходимость применения мощного блока питания, а также усложнение схемы усиления, делают это решение непопулярным у радиолюбителей.

Инвертирующий усилитель на TDA 7293/7294 (с Т-образной ООС)

Зачем оно нужно – инвертирующее включение? Тут две причины: во-первых избавиться от электролитического конденсатора в цепи ООС, который на звук нехорошо влияет; во-вторых ослабить влияние неидеальности входного дифкаскада микросхемы (в нем сигнал ООС вычитается из входного сигнала и если дифкаскад плохой, то и ООС работает плохо). В интегральном исполнении дифференциальный усилитель на самом деле получается очень хорошим: из-за того, что транзисторы, расположенные на кристалле на расстоянии 0,05…0,2 мм друг от друга имеют практически одинаковые характеристики, и из-за того, что можно не бояться использовать хорошую схему на двадцати транзисторах. Тем не менее, даже с таким дифкаскадом инвертирующее включение позволит выжать максимум из качества звучания, избавившись от всех его погрешностей вообще.

Схема усилителя подходит для любой из микросхем, как TDA7294, так и TDA7293:

Очень важно! Резистор разделения земель R10 может ухудшить работу усилителя, если он неправильного сопротивления! Постоянка на выходе, неустойчивая работа, повышенный шум – признаки неправильного сопротивления. Наиболее частые проблемы – плохой контакт в пайке; неправильный резистор (1кОм вместо 1 Ом). Довольно часто случается, что на резисторе написано 1,5 Ома, а реальное сопротивление у него не такое. Или при пайке перегрели. Резистор можно заменить перемычкой, это ухудшит звучание совсем-совсем капельку (а если повезет, то никак не ухудшит, но следите за земляными петлями в усилителе в целом!), но если сопротивление велико, или плохая пайка – это будет намного хуже!!!

Усилитель получился просто класс (выжал из микросхемы все, что можно)! Все электролиты шунтированы пленочными конденсаторами, улучшающими их работу на высоких частотах. Входной фильтр R1С1 ослабляет влияние высокочастотных помех (которые есть всегда и везде!), а выходная цепочка R9С4 повышает устойчивость усилителя при работе на реальную нагрузку. Тип микросхемы (TDA7293 или TDA7294) выбирается установкой перемычки, идущей от конденсаторов С5С6.

Почему я рекомендую микросхему TDA7293? Потому, что она немного лучше, чем TDA7294. Кроме того, что у нее больше допустимое напряжение питания и выходная мощность, у нее более сложная схема, дающая бОльшие возможности. Например, специальный усилитель для вольтодобавки, который отключает эту цепь от выхода и снижает искажения. Еще очень полезная цепь – клип-детектор, дающий информацию о перегрузке, когда на слух ее еще не заметно.

Важный момент: входной конденсатор С2 задает нижнюю рабочую частоту усилителя по уровню -3 дБ. Выбирайте такую, как хотите. Хоть 5 Гц! Но помните, что такую частоту не воспроизведет ни одна колонка. И если на колонки подать очень низкие частоты даже небольшой величины (а они есть в реальном сигнале, особенно идущем с LP-плеера виниловых пластинок), то колонки будут перегружаться и создавать большие искажения. Так что С2 работает как сабсоник-фильтр, обрезая те частоты, которые уже не воспроизводятся. Обычно входной конденсатор настраивается на частоту в 2…3 раза ниже реальной нижней рабочей частоты колонок.

У вывода 5 сделана контактная площадка для подключения клип-детектора.

Несколько слов по поводу Т-образной ООС. Если бы я зарабатывал на всем этом деньги, я бы рассказал, какая это волшебная ООС, какой чудесный звук она дает, и как ее нужно правильно заклинать (в полночь у амбара с кузнецом!.. пардон, это, кажется, из другой оперы!). Т-образная ООС – это такая же обратная связь, как и всякая другая, в ней нет ничего необыкновенного. И ее применение здесь не самоцель – она позволяет в данном конкретном случае получить немного лучшие параметры усилителя, чем “обычная”. На самом деле, идея проста. В инвертирующем усилителе входное сопротивление определяется резистором R2 (цепь R1C1 я отбрасываю для простоты, да и влияет она очень мало). Если бы ООС была обыкновенной, то резисторов R4,R5 небыло бы, а правый по схеме вывод R3 был бы подключен к выходу усилителя. Тогда коэффициент усиления Ку=R3/R2. Поскольку Ку=25…30, то для его получения потребовалось бы либо уменьшать R2, а значит и входное сопротивления (т.е. заметно нагружать источник сигнала), либо сильно повышать R3. Но при большом значении R3 возникает много плохого: лезут помехи, начинает влиять влажность и запыленность воздуха (если плата не залита лаком), влияет емкость монтажа и близкорасположенных предметов. А делать усиление меньше, чем 20…25 раз нельзя – микросхема может возбуждаться, т.к. она скорректирована именно под такое усиление.

Для того, чтобы и нужное усиление получить, и сопротивление резистора не увеличивать и добавляются R4 и R5, которые образуют делитель и ослабляют сигнал ООС перед подачей его на R3. Теперь R3 должен обработать (ослабить) более слабый сигнал, а значит не должен быть таким большим. Вот и получается Т-обраная схема: резисторы R3,R4,R5 на вид образуют перевернутую букву Т. Недостаток этой схемы – несколько большее выходное постоянное напряжение смещения, потому что теперь глубина ООС по постоянному току не 100%, как в “обычной” ООС, а немного меньнше. Насколько это плохо? Примерно в двух десятках экземпляров усилителя оно было на уровне 60…160 мВ. Это значит, что на колонки придется по 1…6 милливатт мощности постоянного тока. Вам страшно? Мне – нет!

Итак, по сравнению с “обычным” инвертирующим включением мы получили “правильную” величину входного сопротивления и избавились от высокоомных резисторов. По сравнению с распространенной неинвертирующей схемой мы избавились от электролитического конденсатора в цепи сигнала и от неидеальности входного дифференциального усилителя.

Некоторое время спустя (примерно через год, после изготовления нескольких десятков таких усилителей), я придумал как чуть-чуть улучшить эту схему. На самом деле в этой схеме улучшать и нечего – все и так очень хорошо. Но всегда хочется сделать систему хоть чуть-чуть, но лучше. Это очень небольшая доработка и на слух изменения в звучании абсолютно незаметно. Но все же я предлагаю сделать это, потому что с такой доработкой микросхема будет чуть-чуть лучше работать. Что улучшится:

1. Улучшатся переходные процессы в микросхеме.

2. Увеличится устойчивость при работе на трудную нагрузку.

3. Микросхему станет труднее перегрузить по скорости нарастания. Теперь (совместно с цепочкой R1C1) никакой реальный сигнал не вызовет динамических искажений – мы от них застрахованы совершенно! (Но это не значит, что теперь можно будет напускать в усилитель кучу помех!)

Вся доработка сводится к установке небольшого керамического конденсатора на 47 пикофарад (допустимо от 33 до 68 пФ) параллельно резистору R3 в цепи ООС. На схеме это конденсатор Сх. О качестве конденсатора можно не бесспокоиться – такие конденсаторы обычно делают из хорошего диэлектрика и искажений они не вносят. Этот конденсатор увеличивает глубину ООС и линейность микросхемы на самых высоких частотах (выше 20 кГц). На слух абсолютно незаметно, но работать будет чуть-чуть лучше, что приятно осознавать. Вот как изменяются амплитуды гармоник и Кг при усилении синусоиды 15 кГц.

Без конденсатора:

С конденсатором:

И интермодуляционные искажения при подаче двух частот 18 кГц и 19 кГц. Это очень жесткий тест для усилителя, на Западе обычно пользуются более щадащим тестом, он дает “более красивые цифирки”, которые удобнее использовать для рекламы. Зато приведенный тест – это практически “испытание на выживание”, он позволяет увидеть все огрехи работы усилителя на самых высоких частотах (где усилителю работать труднее всего и он дает наибольшие искажения). Кстати, искажения довольно маленькие, такими интермодуляционными искажениями не всякий дорогой усилитель может похвастаться (я конечно не имею ввиду усилители за $100 000).

Без конденсатора:

С конденсатором:

Тут интермодуляция на частоте 1 кГц не изменилась (еще бы, конденсатор начинает работать на частотах выше 50 кГц), а вот на частотах 35…38 кГц уменьшилась более чем вдвое. Это означает, что в реальном мнногочастотном музыкальном сигнале высокочастотные продукты интермодуляций будут самую капельку меньше влиять на звук (имеется ввиду взаимодействие этих вот частот 35…38 кГц с сигналом). В результате получаем уменьшение перегрузки микросхемы высокими частотами.

Обратите внимание – и без конденсатора усилитель демонстрирует отличные параметры. Но всегда хочется самого-самого, вот я этот конденсатор и добавил.

Важное дополнение. В инвертирующей схеме нет смысла включать режим Mute, поскольку он замыкает на землю неинвертирующий вход, который здесь и так заземлен. Управление питанием производится режимом StdBy, см. Режимы Mute и StandBy в микросхеме TDA7294 (7293). И тут есть маленький мерзкий нюанс – включение этого режима сопровождается небольшими помехами на выходе микросхемы (почему-то когда включен Mute их нет). Поэтому емкость конденсатора С3, задающего длительность включения/выключения лучше не увеличивать (также как и сопротивления резисторов R6, R7) – тогда помехи будут непродолжительными и малозаметными.

Внешний вид усилителя: компоновка и разводка платы очень-преочень хорошая и правильная (практически идеальная).

Вход максимально отдален от выхода и с обеих сторон “прикрыт” земляными проводниками (т. е. практически экранирован). Вся силовая земля соединяется в одной точке (в которую подводится питание). А к ней через резистор разделения земли подключена сигнальная земля. Широкие и короткие дорожки имеют мизерное сопротивление и индуктивность (особенно это важно для проводников питания). Кроме того они хорошо держат тяжелые детали.

В плате есть несколько “лишних” отверстий, чтобы можно было устанавливать конденсаторы разных габаритов. При монтаже сначала устанавливаются перемычки, причем при установке микросхемы не замкните ее выводы с перемычкой!

Дополнительный конденсатор Сх припаивается на плату с обратной стороны, при этом он не должен касаться корпусом дорожки или пайки:

Звучание усилителя – просто замечательное! Это максимум, что можно из нее выжать, а микросхема-то – неплохая!

Печатная плата в формате lay

TDA 7293 datasheet

TDA 7294 datasheet

Автор работы: AudioKiller electroclub.info

2009

Купить TDA7293 100 Вт 120 В DMOS аудио усилитель мощности с функцией отключения звука и режимом ожидания 15-контактная IC упаковка из 2 шт.

Он используется в качестве усилителя звука класса AB в полевых приложениях Hi-Fi; таких как домашняя стереосистема, громкоговорители с автономным питанием, телевизор высшего класса и т. д. Он способен подавать максимальную мощность на нагрузку как 4 Вт, так и 8 Вт даже при плохой стабилизации питания. Встроенная функция отключения звука с задержкой включения упрощает дистанционное управление, позволяя избежать шумов при включении и выключении.

В комплект входит

В комплект входят 2 усилителя мощности TDA7293 100 Вт, 120 В, DMOS, с функцией отключения звука и режима ожидания. 15-контактная микросхема

Особенности

1. Высокий диапазон рабочего напряжения и выходная мощность
2. Многофункциональный
3. Очень низкий уровень искажений
4. Очень низкий уровень шума
5. Тепловое отключение и защита от короткого замыкания

Социальные ссылки:

Добавить отзыв

Ваш отзыв

Ваш отзыв

Имя *

Электронная почта *

На основании 3 отзывов

4,3

всего

• 205

• 55

• 23

• 4

Комплекты композитных усилителей со сверхнизкими искажениями TDA7293 TDA794

TDA7293 TDA7294 на основе Композитные усилители

Будучи впечатлены красотой звучания композитных усилителей, приложенных к композитным усилителям на основе LM185, ILM18 на TDA7293 или TDA7294. Я надеялся добиться сверхнизких искажений и шума композита LM1875. После некоторых взлетов и падений мне удалось построить композитный усилитель TDA7293 или TDA7294, достигший идеального звука LM1875, но способный обеспечить гораздо большую мощность.

ИС TDA7293 TDA7294 используют силовой каскад MOSFET, тогда как LM1875 использует биполярные транзисторы. Основное преимущество каскада MOSFET заключается в том, что он не нуждается в такой радикальной схеме защиты, как биполярный каскад, поэтому устраняются неприятные артефакты схемы защиты. Еще одним преимуществом использования выходных МОП-транзисторов является повышенная выходная мощность, поскольку остаточное напряжение меньше по сравнению с биполярными выходными транзисторами.

TDA7293 TDA7294 — очень мощный усилитель, который зарекомендовал себя очень хорошо. Он использовался в ряде коммерческих продуктов и многих, многих проектах DIY. Он имеет ошеломляющее количество опций, даже позволяя вам использовать разные источники питания для входного и выходного каскада или использовать другой TDA7293 в качестве второго силового каскада. Другая возможность использования TDA7293 — исполнение класса G с внешними транзисторами. Это сложная аранжировка, которую я не создавал.

В течение многих лет я построил и опробовал множество различных конструкций с использованием TDA729.3 или TDA7294. У некоторых из них был очень приличный звук (и низкий THD), у некоторых нет, но у всех у них была одна общая черта, которую я называю «звук TDA7293/TDA7294». Это не значит, что это обязательно плохо, некоторым людям нравится такой звук. Для меня это всегда было неотделимо от усталости от прослушивания.

При проектировании комбинированного усилителя большую помощь оказывают графики зависимости усиления без обратной связи и фазового сдвига от частоты. К сожалению, в технических описаниях TDA7293/TDA7294 отсутствуют данные об усилении разомкнутого контура и фазовом сдвиге в зависимости от частоты, что не облегчает задачу, но в любом случае представляет собой полную схему составного усилителя на основе TDA729.3 или TDA7294 показана на рис. 1. Практическая реализация показана на рис. 2. Схема составного усилителя TDA7293 / TDA7294 со сверхнизкими искажениями

Печатная плата составного усилителя TDA7293 / TDA7294

Прежде чем обсуждать результаты, скажу заранее, что характеристика звук TDA7293/94 и усталость от прослушивания ушли. Эта простая конструкция превратила TDA7293/94 в настоящий усилитель HI-End, успешно конкурирующий со многими известными (в том числе ценовыми) усилителями мощности. Для получения дополнительной информации см. раздел «Качество звука».

Схема, показанная на рисунке 1, состоит из двух независимых цепей – составного усилителя (U2 и U3) и небольшого предусилителя (U1). Схема композитного усилителя аналогична схеме, описанной в проекте композитного усилителя LM1875. Коэффициент усиления этого каскада равен 11, но его можно регулировать от 5 до 20. Роль J2 заключается в том, чтобы разрешить использование либо TDA7293, либо TDA7294. Функция предварительного усилителя заключается в обеспечении коэффициента усиления 2 и дает возможность инвертировать входной сигнал, если мы хотим использовать усилитель в конфигурации BTL. Предусилитель также определяет полосу пропускания (от 4-5 Гц до 150 кГц). Для обеспечения низкого уровня искажений и минимального уровня шума U1 должен быть высокопроизводительным операционным усилителем.

На рис. 3 показаны графики THD + шум в зависимости от выходной мощности. Блок питания идентичен тому, что используется в композитном усилителе LM1875, но выходное напряжение составляет ±33,5 В.

TDA7293 TDA7294 искажения композитного усилителя в зависимости от выходной мощности

На первом графике показаны THD и шум TDA7293, реализованные в схеме, очень похожей на показанную в техническом описании. Как и у LM1875, здесь также присутствуют искажения тепловой обратной связи при малой выходной мощности. Как уже упоминалось ранее, качество звука TDA7293 был значительно улучшен в композитной схеме, и это хорошо коррелирует с улучшением коэффициента нелинейных искажений и коэффициента шума. Выбор операционного усилителя очень важен. Также показано влияние различных операционных усилителей в составной схеме. Выходное постоянное смещение обычно составляет 1 мВ или меньше.

На рис. 4 показаны графики THD и шума в зависимости от частоты. Также показан график конфигурации BTL. Меньший THD в этом случае, скорее всего, связан с подавлением некоторых четных гармоник.

ТДА7293 Зависимость искажений составного усилителя TDA7294 от частоты

Требования к источнику питания

Требования к источнику питания здесь такие же, как и для составного усилителя LM1875, за исключением того, что напряжение питания и выходная мощность соответственно могут быть намного выше. Все измерения проводились с использованием регулируемого импульсного источника питания ±33,5 В, способного обеспечить непрерывный ток приблизительно 15 А с пульсациями 40 мВпик-пик. Я экспериментировал с «обычным» источником питания ±36,0 В (тороидальный трансформатор 200 Вт, диодный выпрямитель и 2 конденсатора по 10 000 мкФ) и не нашел существенных различий. Я не пробовал напряжение питания выше ±36,0 В, поскольку выходная мощность выше 55-60 Вт требует особого внимания к чрезмерному теплу, выделяемому микросхемой.

Требования к компоновке печатной платы и выбор деталей

Этот раздел аналогичен разделу, описанному для композитного усилителя LM1875.

Выходная мощность

TDA7293 — очень универсальная микросхема. Согласно техпаспорту, он способен обеспечить выходную мощность 100 Вт, а напряжение питания может достигать ±50,0 В. Я никогда не доводил чип до таких крайностей. В таблице ниже приведены соотношения между выходной мощностью (Rl = 8 Ом) и ±Vss.

Таблица 2. Выходная мощность TDA7293 TDA7294 (Rl=8 Ом) в зависимости от источника питания.

Выходное напряжение питания

20 Вт ± 20,0 В
30 Вт ± 24,0 В
40 Вт ± 27,5 В
50 Вт ± 30,0 В
60 Вт ± 33,5 В

для 2×60 Вт версии 180-200 Вт.

Не используйте напряжение питания выше, чем требуется для ваших потребностей в выходной мощности. Таким образом, вы можете сэкономить деньги, например, на цене трансформатора и конденсаторов, и ваш усилитель будет работать с меньшим нагревом. Также нет большой пользы от использования трансформатора увеличенного размера.

Импульсные источники питания также приветствуются, но они должны обеспечивать низкий уровень шума и пульсаций. Серия Meanwell LRS — очень разумный выбор, но вам нужно объединить две из них, чтобы получить ±Vss.

Требования к источнику питания операционных усилителей такие же, как и в композитном LM1875, и не должно быть никаких компромиссов, если вы стремитесь к минимально возможному шуму. Если нет, то вполне разумным решением будет хорошо сконструированный стабилизатор напряжения LM317/LM337 или улучшенная версия LM317/LM337, показанная в композитном усилителе LM1875.

Версии повышенной мощности S

Как было сказано выше, не рекомендуется потреблять более 60 Вт от TDA7293 TDA7294. Для тех, кто нуждается в большей мощности, есть много различных вариантов. Самый простой — соединить два композита. Таким образом, выходная мощность 100–110 Вт (Rl = 8 Ом) — это лучшее, что вы можете получить. К сожалению, это не будет работать с динамиками 4 Ом. Параллельное соединение двух композитов обеспечит выходную мощность 100–110 Вт на динамики с сопротивлением 4 Ом. Использование двух параллельных композитов легко обеспечит мощность 200 Вт для 8-омных динамиков.

Согласно техпаспорту есть еще один вариант запараллеливания TDA7293. Схема составного усилителя с использованием этого варианта показана на рис. 5. Параллельная схема составного усилителя

TDA7293

Эта реализация является хорошей альтернативой параллельному соединению двух составных. График THD + шум почти идентичен композитному варианту с одним TDA7293, но выходная мощность на 4-омные динамики может составлять 100-110 Вт. Здесь я должен упомянуть, что график THD двух параллельных композитов равен (или немного выше) минимального уровня шума измерительного оборудования, то есть около -118 дБ.

Печатная плата схемы, показанной на рис. 5, показана на рис. 6.

TDA7293 параллельная плата композитного усилителя

Качество звука

Качество звука композитного усилителя на TDA7293 TDA7294, как я уже упоминал выше, верховный.