Tra 3116 tápegység és áramerősség. TPA3116 alapú kis erősítő

Kiderült, hogy nem minden olyan egyszerű, a legtöbb vélemény az autókba szerelhető eszközökről szólt, és ami a legszomorúbb, negatív vélemények, de úgy tűnik, több komment is megemlítette a jó TPA3116-os erősítőt, ezért elkezdtem keresni valamit az alapján.

Tehát a mai szemle hőse:


Breeze Audio kétcsatornás erősítő TPA3116 chipen.
Ház: mart alumínium, 90mm szélesség, 35mm magasság, 120mm mélység.
Kezelőszervek: főkapcsoló és hangerőszabályzó
Csatlakozók: bemenet 2 tulipánon keresztül, kimenet az érintkezőkön keresztül csavaros rögzítéssel.
Tápellátás: 12-24V, 5,4 mm-es jack

Szóval mi lett ebből az egészből?


Nos, először is a test. Nagyon jól néz ki. Marott alumíniumból készült, simára polírozott és kellemes matt felülettel rendelkezik. A feliratok szépen vannak felhelyezve, és ami a legfontosabb, meglehetősen szerényen, anélkül, hogy kínai mutatkozna. A hangfalaim eredeti erősítőjéhez képest ez a doboz egyszerűen miniatűr, és megszokásból el sem hiszem, hogy bármire képes. A ház előlapján egy szigorú fém billenőkapcsoló, egy kicsi (és ami a legfontosabb, nem túl fényes) működést jelző LED, valamint egy fém gombos hangerőszabályzó potenciométer kapott helyet. Az elülső és a hátsó paneleket süllyesztett hatlapfejű csavarokkal rögzítik a karosszériához: szigorúan és szépen.

A táp nincs benne, az eladó 8 dollárért kínálja, hogy valami 12V-os egységet adjunk hozzá, nem tudom milyen teljesítményt. Ezt a nagylelkű ajánlatot visszautasítottam, szerencsére a dobozban találtam egy régi Thinkpad adaptert és szintén IBM-et.

Ami az audiocsatlakozást illeti, a bemenet klasszikus tulipánokkal történik, de természetesen a kimeneti érintkezőkön spóroltak egy kis pénzt. A csatlakozó típusokban nem jártas, de oldalról 90 fokos szögben fúrt csavarokról van szó, amibe a hangsugárzók vezetékeit bedugják és szárnyas anyákkal rányomják a tetejére. Elméletileg a rugós kapcsok nem foglalnak sokkal több helyet, nem kerülnek sokkal többe, és sokkal kényelmesebb a használata: könnyebb behelyezni egy vezetéket, még ha nem is ónozott, és nehezebb rövidre zárni kettőt véletlenszerűen kiálló „farokkal” érintkezik. (Lentebb a megjegyzésekben elmagyarázták, hogy nem kell anyával nyomni a vezetéket, hanem vásárolni kell banán csatlakozókat és azokon keresztül csatlakozni. Olyan, mint a Hi-Fi, és sokkal jobb, mint a terminálok. =)

Kinyitottam a tokot, hogy megnézzem, mi van benne. Elég ügyesen néz ki, a forrasztás normális, bár a folyasztószer nem lett lemosva. De nem vettem a fáradságot, hogy eltávolítsam a radiátort, hogy megnézzem a forgácsjelzéseket, meg lehet dobni paradicsommal, lusta voltam. Szóval bízzunk a kínaiakban, hogy van egy gyönyörű TPA3116D2.

És végül, és ami a legfontosabb, mi a helyzet a hanggal? Itt minden a legnehezebb. Nagyon tetszik. Sokkal jobban szól, mint az eredeti Microlab erősítő (legalábbis úgy emlékszem). A basszus gazdag, nekem elég, a középek jól meghatározottak. A jelenet elég jól olvasható, van mélység. Ez elég közepes hangerőn való hallgatáshoz egy kis szobában. De itt meg kell értened, hogy nem vagyok audiofil, nem értem az aranyhuzalok bonyodalmait, de a hangminőséget mp3 lejátszáson tesztelem =)

A legfontosabb dolog, amit meg kell jegyezni, hogy ez a doboz nem ad zajt a szünetekben, nem sípol a telített kompozíciók során, és a hangerőt zökkenőmentesen állítja be a csatornákon keresztül, zörgés nélkül. És az, hogy nem lógnak ki belőle lámpák, hogy nem melegszik fel, mint egy A-osztályú vasaló vagy az ördög vele, teszi a dolgát és ez így van rendjén.

Valószínűleg itt fejezem be ezt a rövid ismertetőt, köszönöm mindenkinek a figyelmet.

A hagyományos A, B és AB osztályú, saját tápellátású mobileszközökhöz készült audioerősítők alacsony hatásfokuk és ennek következtében magas akkumulátor- vagy akkumulátorfogyasztásuk miatt már régóta nem felelnek meg a fejlesztőknek. A D osztályú erősítők sokkal nagyobb hatásfokkal rendelkeznek, ezért azok a legjobb mód megfelelnek a modern hordozható technológia követelményeinek. Ezeket az erősítőket helyhez kötött berendezésekben (TV-k, személyi számítógépek, otthoni vagy autós sztereó rendszerek, sőt színházak és koncerttermek nagy teljesítményű erősítőberendezései is használják) a méret, a súly és az ár csökkenése miatt, a korábbi generációk készülékeihez hasonló minőségi paraméterekkel. az A, B és AB osztályok. A félvezető-technológia elmúlt években elért fejlődése lehetővé tette a Texas Instruments számára, hogy chipeket fejlesszen ki kiváló minőségű erősítők létrehozásához. hangfrekvencia D osztályú, néhány és több száz watt közötti maximális kimeneti teljesítménnyel.

A D osztályban működő erősítő teljesítménydisszipációja lényegesen kisebb, mint az azonos üzemmódban működő, hasonló AB osztályú készülékeké. Ezt szemlélteti a ábra. 1 (Példa a Texas Instruments TPA2012D2 chip, amelyet hordozható erősítőkhöz terveztek).

Rizs. 1.

Az 1. ábrán jól látható, hogy azonos kimeneti teljesítmény mellett a D osztályú erősítő teljesítményvesztesége többszöröse a hasonló AB osztályú erősítőkhöz képest a teljes kimeneti teljesítmény tartományban. A legnagyobb nyereség közepes kimeneti teljesítmény mellett érhető el. Ebben az üzemmódban használják leggyakrabban hangreprodukciós berendezést. A megjelölt tulajdonságokat az ábra egészíti ki. ábra, amely a hatásfok függését mutatja ugyanazon erősítők kimenő teljesítményétől a 2. ábrához hasonló mérési módok mellett. 1. Kis és közepes teljesítmény mellett a D osztályú erősítő hatásfoka kétszer-háromszor nagyobb, mint az AB osztályú erősítőké.

Rizs. 2.

A nagyon alacsony kimeneti teljesítménnyel rendelkező erősítők hatékonyságának és teljesítménydisszipációjának összehasonlítása esetleg nem részesíti előnyben a D osztályú erősítőket a nagyfrekvenciás modulátor viszonylag nagy teljesítménye miatt, amely az analóg jelet impulzusszélesség-modulációval (PWM) négyszöghullámú impulzusokká alakítja. Emiatt az AB osztályú, nagyon alacsony kimeneti teljesítményű lineáris erősítők néha előnyösebbek, mint a D osztályú. A legegyszerűbb D osztályú erősítő működési elve Visszacsatolás A 3. ábra elmagyarázza.

Rizs. 3.

Bemeneti jel előerősítő háromszöglengésekkel modulálva szélességmodulált impulzusokká alakítják át, amelyeket egy kapcsolási módban működő végfok erősít fel. Következő LC szűrő alacsony frekvenciák integrálja a különböző időtartamú impulzusokat, és levágja a spektrum nagyfrekvenciás összetevőit, csak a kiválasztott hangfrekvenciás jelet hagyja meg. A PWM folyamat oszcillogramja egy hídáramkör felhasználásával készült D osztályú erősítő esetében az ábrán látható. 4. A D osztályú erősítők modulációja elvégezhető különböző utak, de a leggyakoribb a PWM.

Rizs. 4.

Az audiojelet egy rögzített frekvenciájú fűrészfogú vagy háromszög alakú hullámformához hasonlítják. A 3. ábrán látható első erősítő szükséges a jel előerősítéséhez és előfeszítéséhez a szükséges szintet. A második erősítő és a háromszög feszültséggenerátor egy PWM modulátort alkot. A 4. ábrán a szélességmodulált impulzusok időtartama arányos a bemeneti analóg jel szintjével. A hídáramkör ellentétes polaritású PWM impulzusokat igényel a híd másik lábának vezérléséhez. A 3. és 4. ábra az áramkörök egyszerűsített változatait mutatja. A D osztályú erősítők valós áramköreiben szükségszerűen szünetidő-generátorokat kell bevezetni az impulzusok között, hogy megakadályozzák két kimeneti tranzisztor egyidejű aktiválását és az átmenő áramokat. Az aluláteresztő szűrő modulációs és vágási frekvenciája általában többszöröse az erősítő felső vágási frekvenciájának. Az LC szűrőelemek kiválasztását nagyon óvatosan kell kezelni. A probléma megoldása folyamatban van Speciális figyelem a gyártó dokumentációjában és használati utasításában.

A Texas Instruments IC-ket gyárt alacsony, közepes és nagy teljesítményű D osztályú erősítők létrehozásához. A kis teljesítményű D osztályú erősítők paraméterei a 2. ábrán láthatók. 5 és táblázatban. 1.

Rizs. 5.

Asztal 1. Texas Instruments IC-k D osztályú erősítőkhöz alacsony és közepes kimeneti teljesítménnyel (analóg bemenet)

Először is, ezeket a mikroáramköröket integrálni kell mobil eszközök. Az ilyen erősítők túlnyomó többségét 2,5 és 5,5 V közötti tápfeszültségre tervezték, de a TPA2013D1 egycsatornás erősítőchip 1,8 és 5,5 V közötti tápfeszültség-tartománnyal rendelkezik a beépített boost DC/DC konverternek köszönhetően ( Erősített DC/DC). Ez lehetővé tette az állandó kimeneti teljesítmény biztosítását az üzemi tápfeszültségek teljes tartományában a hagyományos D osztályú erősítőkhöz képest, amit az ábra jól szemléltet. 6.

Rizs. 6.

Körülbelül 1,5 W kimenő teljesítmény mellett a 2,3 és 4,8 V közötti tápfeszültség tartományban a karakterisztika ±0,1 W-on belül van. Az ebbe az osztályba tartozó legtöbb hagyományos erősítő gyakorlatilag rendelkezik lineáris függőség maximális kimeneti teljesítmény a tápfeszültségről. A beépített fokozatos DC/DC konverterrel rendelkező erősítők előnye, hogy sokkal alacsonyabb akkumulátorfeszültséggel (vagy mélyebb kisütéssel) tudnak működni, ami növeli az autonóm áramforrás használatának mértékét.

A beépített boost DC/DC konverterrel rendelkező TPA2013D1 és TPA2014D1 mikroáramkörök blokkvázlata az ábrán látható. 7.

Rizs. 7.

A mikroáramkörök védelmet nyújtanak a nemkívánatos kapcsolásokkal szemben, amikor egy boost DC/DC átalakítót kapcsolunk. A beépített stabilizátor biztosítja a stabil teljesítményt széleskörű tápfeszültségek. Ha szükséges, a boost DC/DC konverter kimenete felhasználható kis teljesítményű kiegészítő áramkörök táplálására hordozható eszköz. Ha alaposan megnézi a PSSR paramétert (tápegység zajelnyomási arány) a táblázatban. 1, feltűnő, hogy a beépített step-up DC/DC-vel rendelkező erősítők jelentős mértékben legjobb értékek ez a paraméter (91...95 dB) az ebbe az osztályba tartozó más erősítőkhöz képest.

Az alacsony és közepes kimenőteljesítményű erősítők között van egy olyan piezokerámia emitterrel való munkára is, amelynek megengedett kapacitása legfeljebb 1,5 µF. Ebben az esetben a kimeneti feszültség ingadozása kapacitív terhelésen eléri a 19 V-ot (csúcstól csúcsig), a minimálisan megengedett tápfeszültség csak 2,5 V. Megjegyzendő, hogy a teljes harmonikus torzítást jellemző paraméter (THD + N) zajkomponensekkel együtt 1 kHz-es frekvencián, a megengedett maximális érték felénél mérik.

ábrán. A 8. ábra egy navigátort mutat be a nagy teljesítményű D osztályú erősítő chipek kiválasztásához (a Texas Instruments erősítők ezen osztályának nagy teljesítménye 3 W-tól kezdődik).

Rizs. 8.

Ezen mikroáramkörök fő paramétereit a táblázat foglalja össze. 2. Az ábrán látható mikroáramkörök egy része. 8 és táblázatban. 2 csak a bejelentett termékekre vonatkozik, ezért a minták elérhetőségét a gyártó honlapján ellenőrizni kell.

2. táblázat. Texas Instruments IC nagy teljesítményű D osztályú erősítőkhöz (analóg bemenet)

A Texas Instruments chipek alapján akár 300 W-os kimeneti teljesítményű D osztályú erősítő is tervezhető, maximum 50 V tápfeszültség mellett.

A fejlesztők számára nagy érdeklődésre tarthatnak számot az új kétcsatornás mikroáramkörök az ilyen osztályú TPA3122D2 és TPA3125D2 erősítőkhöz DIP20-as csomagban.

Rizs. 9.

Rizs. 10.

Ez a csomag könnyebben felszerelhető és elhelyezhető, mint a miniatűr, golyós vezetékes BGA-csomagok. Ezeknek a sztereó erősítőknek a bekötési rajza egyszerű, és az ábrán látható. 11. A TPA3125D2-nek (teljesítmény 10 W-ig) megfelelő paraméterek kékkel, a TPA3122D2 (teljesítmény 15 W-ig) pirossal vannak kiemelve.

Rizs. tizenegy.

A mikroáramkörök két erősítésvezérlő bemenettel (négy szint), valamint a hang kikapcsolásának (Shutdown) és némításának (Mute) lehetőségével rendelkeznek. ábrán. A 11. ábra a kétcsatornás erősítő SE módban történő bekapcsolásának leggyakoribb lehetőségét mutatja (Single Ended Output - a terhelés minden csatornához csatlakozik - „sztereó” mód). A szóban forgó mikroáramkörök kimeneti teljesítményének jelentős növelése érdekében lehetőség van egy egycsatornás híderősítő létrehozására egy mikroáramkör két csatornájából (BTL áramkör - Bridge Tied Load - terhelés csatlakoztatása hídáramkörhöz). A D osztályú erősítő hídváltozatához tartozó TPA3125D és TPA3122D mikroáramkörök csatlakoztatásának sematikus diagramja ezen erősítők gyártói dokumentációjában található. ábrán. A 9. és 10. ábra a kimeneti teljesítmény tápfeszültségtől való függését mutatja azonos mérési feltételek mellett sztereó üzemmódú (SE) és áthidalott változatú (BTL áramkör) áramkörök esetén.

A maximális kimeneti teljesítmény mérése az összes harmonikus torzítás és zajösszetevő (THD + N) összegének meghatározott értékén történik. Ha azonos tápfeszültséget, terhelési ellenállást és teljes jeltorzítást használó hídáramkörre váltunk, a kimeneti teljesítmény többszörösére nő. Ezért az erős erősítőkben általában hídáramkört használnak. Csak egy chip a DIP20 csomagban ezzel a csatlakozással lehetővé teszi egy körülbelül 50 W maximális kimeneti teljesítményű erősítő létrehozását 30 V tápfeszültség mellett.

Zaj és nemlineáris torzítás

Az audiojelre vonatkozó alapvető információkat a modulátor kimenetének impulzusszélessége kódolja. A szünet nagyságú késleltetésének szükségessége a modulációs impulzus pontos időtartamától való eltéréssel arányos nemlineáris torzulást okoz. A PSSR tápegység zajcsillapítási együtthatója erősen befolyásolja a zajt. Az alacsony ellenállás miatt a tápegység zaja közvetlenül a hangszóróra továbbítható. Az aluláteresztő szűrő levágja a magas frekvenciájú alkatrészeket, de átengedi az alacsony frekvenciájú zajt. A kiváló minőségű hang érdekében olyan mikroáramköröket kell választania, amelyek az áramforrásból származó interferencia nagy csillapítási együtthatójával rendelkeznek. Hatékony megoldás ezekre a problémákra a mély visszacsatolás bevezetése, ahogyan azt sok lineáris erősítőknél teszik. Az aluláteresztő szűrő bemenetéről érkező visszacsatolás nagymértékben növeli a PSSR-t és csökkenti az LC szűrő előtt megjelenő teljes torzítást és zajt. A szűrőben lévő torzítás csökkenthető, ha hangszórót csatlakoztat az operációs rendszer áramköréhez. A jól megtervezett, zárt hurkú D osztályú erősítőkben 0,01%-nál kisebb összharmonikus torzítási tényező reálisan elérhető.

Főbb következtetések

Egyre több új audioeszközt hoznak létre a gazdaságos és hatékony D osztályú erősítők alapján. A Texas Instruments sokéves tapasztalata és az új technológiák lehetővé teszik, hogy magabiztosan érezze magát ezen az erős versenypiacon. A D osztályú erősítők a hatékonyság növelése mellett lehetővé teszik a méretek többszörös csökkentését a nagy teljesítményű áramkörök radiátorainak megszüntetésével vagy jelentős csökkentésével. Kisebb teljesítményű tápra van szükség, ami tovább csökkenti az erősítő berendezés árát. A Texas Instruments demókártyákat gyárt a cikkben tárgyalt chipek közül. Az audiorendszerek építésére vonatkozó megoldásokkal a gyártó honlapján a rovatban ismerkedhet meg www.ti.com/audio, az energiagazdálkodási rendszerekre pedig - a szakaszban www.power.ti.com.

Műszaki információk beszerzése, mintarendelés, kiszállítás - e-mail:

Sziasztok!
Ma elmondok egy kicsit a teljesítményerősítő kínai lapokból történő összeszereléséről. Minden nagyon pénztárcabarát.

Egy barátom megkért, hogy építsek egy erősítőt egyszerű szovjet hangszórókhoz (például C30). A szórakoztatásra van egy minimális pénzösszeg, ezért össze kellett szerelnem egy kész eszközt 1500 rubelért. Sőt, lehetőleg valami erősebbet (a minőség rovására szokás szerint) és kellemes megjelenéssel álljon az asztalra!
Ilyen mikroköltségvetés mellett két lehetőség van: vagy az Avitótól szállított, vagy egy kínai D osztály, cipősdobozsal, tok helyett.
De hozzám fordult, és sok kínai áru van a rejtekemben. Ezért 1500 rubelért lesz Mark Levinson (majdnem).

Korlátozott költségvetés mellett a TPA3116 chip jelentős előnnyel vezet. Fizetést rendeltem tőle.
Csomag:


Készlet:


erősítőkártya és jst kábel hangforrás csatlakoztatásához.
Ráadásul a tábla leírásában a 3116-os chip nincs feltüntetve sehol, csak egy büszke felirat 120 W-ról. A tábla természetesen sztereó.
A radiátort leszakítjuk, itt az eredeti:


Hátsó tábla:


Méretek 9,2 * 6,8 cm A tábla sajátossága, hogy nincs rajta hangerőszabályzó, vagy a forrásnál állítjuk be, vagy valami mást. A tábla olcsó (szerintem 6 dollárba került), mindenen spórolhatunk.

Ezt a hangerőszabályzót akartam venni:


motorizált. Ár: 15,00 AUD
De nem jött, a pénzt visszaadták. Kár, ha lenne távirányító.
Be kellett szerelnem egy olcsó változó ellenállást:

A megspórolt pénzemből a látványos megjelenés érdekében szépeket vettem, egyszer használtam.

Mivel az erősítő tápellátási tartománya 12-26 V, ezért a megfelelő tápot választjuk ki, természetesen az impulzusosak közül. A transzformátor drága lesz.

. Ára 10,26 USD
Kirichet részletesen leírják

Jellemzők:
Modell: XK-2412-24
Védelem: rövidzárlat, áram, túlfeszültség.
AC bemenet: AC85-265V
Frekvencia: 50Hz/60Hz
Kimeneti feszültség: DC24V
Kimeneti áram: 4A-6A
Kimeneti teljesítmény: 100W
Pozícionáló furat mérete: 9,8*4,7cm
Tábla mérete: 10,65*5,7*2,8 cm

Ennyi volt a költségvetésből, a többi nálam volt.

Az erősítő, Tenda mp3 forrásmodul tesztüzeme:


Minden működik. Bekapcsoláskor kattanó hang hallható, hosszú bemeneti kábel esetén pedig enyhe háttérzaj hallható.
Kimeneti zaj:



Nyereség:


24 V-os tápellátással az erősítő 4 Ohm mellett akár 60 W-ot is termel:


Egyértelmű, hogy elég sok torzítás lesz, de erős. Erős. A kérés szerint.

Számítógépes CD () esetén össze lehetett rakni, de valahogy nem volt szilárd.
A REA-hez műanyag tokot használtam:


Sokáig hevertem, szóval jól jött. Méretek: 215x180x70 mm.
2 mm-es rozsdamentes acél paneleket CNC-vel vágtam hozzá:


Ez csillogást ad a tervezéshez (ha ez a szó egy ilyen kolhozra vonatkozik), és szilárdságot ad. Nem minden hifi márka engedi meg magának, hogy rozsdamentes acélt tegyen az erősítőházba, de megtehetem)).
Szellőzőnyílások a tokban:


A műanyag tokok jó tulajdonsága a könnyű feldolgozhatóság.
Festés ezüst festékkel permeteződobozból autófelnikhez:


1 óra alatt szárad!
A tok elrendezése nagyon sűrű:


A deszkaállványok olcsó nylonból készültek. A tárcsajelzőkhöz külön kis 12 V 1 A tápegységet használtam.
A ház előkészítése és az erősítő összeszerelése pontosan egy estét vesz igénybe.
Kész erősítő belül:


Töltő:
1. A felülvizsgálat tényleges témája a TPA3116D2 erősítőkártya.
2. biztosítékkal és kapcsolóval.
3. Tápellátás 24 V 5 A.
4. bekapcsolás megvilágítással és rögzítéssel.
5. Jelszintjelzők.
6. Meghajtó panel a számlapjelzőkhöz (tartozék).
7. 4 db. Nem mágnesesek.
8. Ferritgyűrű (az interferencia csökkentése érdekében). A jelbemenetre.
9. 12 V 1 A a jelzőfények táplálásához.
10. RCA bemeneti csatlakozók.
11. Hangerőszabályzó: változtatható ellenállás.

A késztermék megjelenése.
Elülső:


Mögött:

A szintjelzők meleglámpás (közönséges izzólámpa) háttérvilágítással vannak felszerelve:


Nem csak hallgathatod, hanem nézheted is a zenét:

Íme egy egyszerű projekt. Hallgattam - játszott, nem volt elég csillag az égen, ami várható volt.
A lényeg: könnyű összeszerelni egy erős erősítőt, de nagyon nehéz összeszerelni egy jó erős erősítőt))

Köszönjük a figyelmet. Jó vásárlást és csak jó minőségű hangzást!