Для начинающих. Простой УНЧ на TDA2822 с малым током покоя.

После статьи об УНЧ на TDA2030, который имеет относительно большой ток покоя (~50 мА) и пригоден для конструкций с сетевым питанием, решил для написать и об УНЧ для батарейных конструкций. В зарубежных схемах часто встречаются УНЧ на микросхеме LM386, но у меня ее не оказалась :) Поэтому решил представить вам другую микросхему, TDA2822, которые у меня есть в наличии. Эта микросхема - стереоусилитель с выходной мощностью до 1 Вт, напряжением питания до 15 В, током покоя около 5 мА и КНИ порядка 0,2% при выходной мощности 0,5 Вт. Микросхема может работать на нагрузку от 4 до 32 Ом.

Рис. 1. Внутренняя архитектура микросхемы (один канал).

Схемотехника здесь более сложная, чем в LM386, смысл тот же: на входе - дифференциальный усилитель напряжения (выделен синим пунктиром), а затем двухтактный усилитель мощности (выделен красным пунктиром). Режимы транзисторов стабилизированы системой BIAS, а также местными источниками стабильного тока. Коэффициент усиления тоже стабилизирован и меняться не может, как в LM386, и составляет порядка 100.

Если использовать только один канал, то схема будет весьма минималистична.

Рис. 2. Схема одноканального усилителя.

Резистор R1 подтягивает неинвертирующий вход балансного усилителя (вывод 7) к общему проводу ( в схеме на рис.1 он висит в воздухе). Конденсатор С2 заземляет инвертирующий вход по переменному току. Его емкость от 100 до 10 мкФ. С его уменьшением будут "заваливаться" низкие частоты. Цепочка R2С3 предотвращает самовозбуждение усилителя. Диод защищает микросхему от переполюсовки питания, для этого лучше взять диод Шоттки (у меня для этого есть 1N5819), так как падение напряжение на нем меньше. чем на кремниевом.

Собрал я это все на кусочке макетной платы.

Рис. 3.

Размер получился всего 20х30 мм, и это с отверстиями для крепления. На входе делитель 1:10 из резисторов 100 Ом и 1 кОм, питание - от аккумуляторов с напряжением 8 В. Поключил генератор и осциллограф к входу и выходу.

Рис. 4.

Установил частоту 100 Гц.

Рис. 5. Частота 100 Гц.

Усиление явно не 100, а всего 30, но форма сигнала на выходе хорошая. Переключаюсь на меандр.

Рис. 6. Частота 100 Гц

О, да тут совсем завал низких частот. И все правильно, ведь сопротивление нагрузки 6,5 Ом, а емкость разделительного конденсатора С4 - всего то 100 мкФ. Вот если бы он был емкостью 2000 мкФ.... Но тогда этот конденсатор будет чуть ли не больше всей платы :). Да и для УНЧ завал на низких частотах скорее достоинство, чем недостаток. А попробуем увеличить сопротивление нагрузки до 20 Ом.

Рис. 7. Частота 100 Гц, сопротивление нагрузки 20 Ом.

Вот это уже лучше, а еще лучше, если подключить нагрузку 32 Ом. А
усиление-то стало уже почти 100! Увеличиваю частоту до 1 кГц и подключаю нагрузку 6,5 Ом.

Рис. 8. Частота 1 кГц, нагрузка 6,5 Ом.

Все нормально, перехожу на меандр.

Рис. 9. Частота 1 кГц, нагрузка 6,5 Ом.

На этой частоте завал просматривается еще меньше. Подключаю нагрузку 20 Ом.

Рис. 10. Частота 1 кГц, нагрузка 20 Ом.

И тут хорошо видно влияние сопротивления нагрузки. Повышаю частоту до 10 кГц.

Рис. 11.. Частота 10 кГц, нагрузка 6,5 Ом.

На этой частоте усиление не падает относительно усиления на 1 кГц.

Рис. 12.. Частота 10 кГц, нагрузка 6,5 Ом.

Здесь уже виден небольшой завал на высоких частотах. Посмотрим. как дела при нагрузке 20 Ом.

Рис. 13.. Частота 10 кГц, нагрузка 20 Ом.

На этой частоте влияние нагрузки практически не заметно. Ну а 100 кГц эта малышка пропустит?

Рис. 14. Частота 100 кГц, нагрузка 6,5 Ом

Искажений не заметно, но усиление снизилось более чем в два раза.

Рис. 15. Частота 100 кГц, нагрузка 6,5 Ом.

Завал на высоких превращает меандр в пилу.

Возникает вопрос: а почему искажений у синусоидального практически не видно, а меандр искажается очень заметно. В статье "Синус и меандр" я показал, что меандр включает в себя большое количество разных гармоник, которые по частоте в кратное число раз превышают основную частоту, а синусоидальный сигнал содержит только одну основную частоту. Разная степень усиления гармоник с разной частотой и приводят к искажению меандра. Но это и здорово: ведь это его свойство можно использовать для экспресс - тестирования АЧХ усилителя.

Теперь посмотрим, при каком напряжении происходит ограничение сигнала.

Рис. 16. Частота 1 кГц, нагрузка 6,5 Ом.

Максимальный размах неискаженного сигнала составляет около 4,7 В, ограничение наступает симметрично. А вот при сопротивлении нагрузки 20 Ом максимальный неискаженный сигнал на 1 В больше, примерно 5,7 В.

Температура микросхемы при длительной работе с выходной мощностью около 0,5 Вт была на ощупь примерно 45 - 50 градусов.

Вот такой блочек для приемника можно быстро и безо всякой наладки сделать из микросхемы TDA2822. И о цене вопроса: на Али 100 руб/10 шт, ну а в Чипе 90 руб за одну :)

Всем здоровья и успехов!