Микросхема TDA2005 относится к разряду недорогих и широкодоступных интегральных УМЗЧ. Относительно небольшое количество навесных элементов, в сочетании с вполне хорошими электрическими характеристиками, наличие защиты выхода от перегрузки, термозащита, а также, возможность установки коэффициента передачи в широких пределах ( подбором сопротивлений резисторов в цепи ООС ). Всё это позволяет на базе TDA2005 строить самые разнообразные усилители, стереофонические, мостовые, многополосные и т.д.
В данной статье приводится три схемы с использованием этих микросхем.
1. Стереоусилитель на TDA2005. На Рис.1 показана схема простого полного стереофонического усилителя, обладающего следующими параметрами:
1. Выходная мощность при КНИ = 10%. На нагрузке 2 Ом …2 х 10W.
2. Выходная мощность при КНИ = 0,3%, на нагрузке 2 Ом … 2 х 6 W.
3. Уровень входного сигнала, для получения мощности 1 W … 90 mV.
4. Коэффициент усиления с учётом потерь в регуляторе тембра … 36 дб.
5. Возможность увеличения коэффициента усиления до … 50 дб.
Усилитель предназначен для работы в составе самодельного музыкального центра, его можно использовать для озвучивания сигналов от аудиоплеера, компьютера или другого источника звукового сигнала.
Входной стереосигнал поступает на разъём Х1. На переменных резисторах R3. R5, R9 сделан пассивный блок регулировок. Сдвоенным резистором R3 осуществляется регулировка тембра по ВЧ одновременно в обоих каналах. Сдвоенный резистор R5 служит для регулировки громкости. Резистор R5 используется с отводом от «подковки», которые служат для тонкомпенсации, улучшающей звучание при работе на малой громкости. Одинарный переменный резистор R9 служит регулятором стереобаланса.
Усилители, входящие в состав TDA2005 представляют собой мощные операционные усилители с однополярным питанием, прямые входы, – выводы 5 и 1, инверсные, соответственно, – выводы 4 и 2.
Изменяя сопротивления резисторов R13 и R15 ( или R12 и R14 ) можно изменять в широких пределах коэффициент передачи усилительных каналов. Для сопротивлений R13 и R15 зависимость обратная, а для R12 и R14 – прямая.
Цепь R10-C12 служит для плавного включения усилителей, воизбежание бросков тока в акустических системах.
Конденсаторы С13 и С16 создают вольтодобавку к выходному каскаду, повышая выходную мощность без повышения напряжения питания. Усилитель может работать и без них, в этом случае С13 и С16 удаляют, а выводы 7 и 11 соединяют с положительной шиной питания ( с выводом 9 ). Но в этом случае максимальная мощность ниже.
Детали узла регулировок монтируются непосредственно на выводах переменных резисторов, установленных на передней панели корпуса усилителя. Поскольку регуляторы пассивные, – так удобнее во всех отношениях.
Детали непосредственно усилителя монтируются на небольшой печатной плате ( Рис.2 ) из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Технология изготовления – любая.
Выходные конденсаторы С21 и С18, а так же, сглаживающий конденсатор С19, расположенный за пределами печатной платы ( жёстко закреплены при помощи хомутов в корпусе усилителя ).
Печатная плата крепится на радиаторе посредством радиаторной пластины микросхемы одним винтом.
Для отвода тепла от микросхемы используется радиатор, конструкция которого показана на Рис.3. Радиатор сделан из алюминиевого профиля, который используется для устройства подвесных потолков или каркаса для панелей из гипсокартона. Для одного радиатора нужно отрезать два куска длинной 10-15 см. Затем один из кусков нужно разрезать вдоль на две одинаковые части ( на два уголка ). Потом два уголка складывают «вперекрышку» и размещают посредине внутри целого куска профиля. Все сопрягаемые поверхности необходимо промазать теплопроводной пастой. В середине конструкции сверлят отверстие, в которое при помощи винта с гайкой прикрепляют микросхему. Это крепление служит и креплением пластин такого радиатора.
Силовой трансформатор Т1 мощностью 40W, можно использовать готовый, типа ТБС 004 220/12. Напряжение вторичной обмотки 12 вольт. При отсутствии готового можно применить любой сетевой подходящий напряжением на вторичной обмотки 12 -14 вольт и мощностью не менее 40W.
Налаживание заключается в установке необходимой чувствительности каждого из каналов подбором сопротивлений R3, R15 или R12, R14.
Применять этот усилитель можно с любым подходящим источником аналогово НЧ сигнала.
2. Мостовой усилитель 20W на TDA2005. На основе микросхемы TDA2005 можно сделать многоканальный усилитель для, например, автомобильной акустической системы, при помощи которого можно будет воспроизводить сигнал от МР3-плейера или другого источника. Диапазон применения усилителя широк.
На Рис.4 приводится схема усилительного модуля на микросхеме TDA2005, усилители которой включены по мостовой схеме, обладающего следующими параметрами:
1. Напряжение питания … 5-18V.
2. Номинальное напряжение питания … 14,4V.
3. Выходная мощность при КНИ=10% на нагрузке 4 Ом … 20W.
4. Выходная мощность при КНИ=10% на нагрузке 3,2 Ом … 22W.
5. Выходная мощность при КНИ<1% на нагрузке 4 Ом … 15W/
6. Чувствительность усилителя … 220mV.
7. Диапазон частот …20-20000 Гц.
8. КНИ при мощности до 8W … <0.3%.
Первый усилитель ( вход – вывод 5 ) включён как обычно, в схеме стереоусилителя, прямой вход второго усилителя ( вывод 1 ) зашунтирован по переменному току конденсатором С3. Сигнал поступает на инверсный вход второго усилителя ( вывод 2 ) с выхода первого усилителя через делитель R5-R4-R3, образованный резисторами, задающими обратную связь. Для того чтобы получить равенство ( по модулю ) сигналов на выходах усилителей, сопротивление резистора ООС R6 второго усилителя в два раза больше аналогичного сопротивления ( R3 ) первого усилителя.
Акустическая система ( сопротивлением не ниже 3,2 Ом ) включается между выходами этих усилителей.
Мостовая схема позволяет получить двукратное усиление мощности и даёт избавиться от габаритного разделительного конденсатора большой ёмкости, который обычно ставят между выходом усилителя и акустической системой. Отсутствие этого конденсатора ещё и улучшает работу усилителя на низких частотах.
Усилительный модуль собран на печатной плате, схема которого приводится на рисунке.
Оптимально, в легковом автомобиле, использовать систему из четырёх таких усилителей, включив их согласно схеме на Рис.5. При помощи переменных резисторов можно оптимально отрегулировать уровни поступающих на модули сигналов, так чтобы было оптимальное соотношение мощностей стереоканалов, а так же, фронтальных и тыловых каналов.
Все четыре усилителя можно разместить на общем радиаторе и в общем корпусе. Печатные платы собственных элементов крепления не имеют, – роль крепёжного элемента выполняют радиаторные пластины.
3. Двухполосный усилитель на TDA2005.Используя две микросхемы TDA2005 можно сделать двухполосный усилитель, в котором каждый из стереоканалов будет содержать по двухполосному усилителю с частотой разделения, например, 2 кГц. Один из усилителей TDA2005 будет работать в низкочастотном канале ( 20-2000 Гц ) и с его выхода сигнал будет поступать на НЧ – акустическую систему. Второй усилитель TDA2005 будет работать на частотах от 2000 Гц до 20000 Гц и с его выхода сигнал будет поступать на ВЧ –акустическую систему.
Принципиальная схема одного из таких каналов показана на Рис.6. Входной сигнал поступает на два пассивных фильтра, – фильтр нижних частот на элементах R1-C1 и фильтр верхних частот на элементах С3-R2.
Уровень низкочастотного сигнала не регулируется, к выходу верхнего по схеме усилителя подключается акустическая система, работающая на низких частотах ( или низкочастотный динамик акустической системы ). Для улучшения воспроизведения низкочастотных составляющих ёмкость разделительного конденсатора С10 выбрана большой ( используется конденсатор К50-35 ёмкостью 4700 мкФ на напряжение 16 вольт ). Соответственно, более высокие ёмкости и конденсаторов С2, С7 и С8 чем аналогичных конденсаторов высокочастотного канала.
Уровень высокочастотного канала регулируется при помощи переменного ( или подстроечного ) резистора R2. С его помощью можно согласовать по уровням высокочастотную и низкочастотную составляющую, соответственно отдачи динамиков и получить равенство или необходимое преобладание НЧ или ВЧ.
В высокочастотном канале применяются электролитические конденсаторы меньшей ёмкости, в частности, ёмкость переходного конденсатора С13, через который сигнал подаётся на акустическую систему, всего 100 мкФ.
Детали обоих стереоканалов монтируются на печатных платах, аналогичных плате стереоусилителя Рис.2, только здесь нужно две платы. Входные цепи с регуляторами тембра, баланса и громкости можно сделать как и в стереоусилителе на Рис.1. А вот источник питания должен быть в два раза мощнее, так кА ток потребления схемой двухполосного стереоусилителя вдвое больше. Это касается и радиатора, – он должен быть в два раза больше радиатора стереоусилителя ( Рис.3 ).
Коэффициент полезного действия усилителей микросхемы TDA2005 около 60%, это значит, что мощность силового трансформатора должна быть как минимум в 1,8 раза больше суммарной максимальной мощности усилителей.
Акустические системы могут иметь сопротивление от 2 до 8 Ом.
Для мостовых усилителей сопротивления АС должны быть не ниже 3,2 Ом ( Рис.4 ), а для схем стереоусилителей ( Рис.1 ) сопротивление АС, – не ниже 1,8 Ом.
источник: ” РАДИОКОНСТРУКТОР “, 11 – 2005, стр. 17-20