Povești din cip: Amplificator audio LM1875: 8 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Îmi place niște amplificatoare de cip - pachete mici de putere audio pură. Cu doar câteva componente externe, o sursă de alimentare curată și o scufundare puternică, puteți obține un sunet cu adevărat de înaltă calitate, care rivalizează cu designurile complexe și discrete ale tranzistoarelor.

Am intrat puțin mai detaliat despre beneficiile amplificatoarelor de cip în tributul meu LM386 - ar putea fi un loc bun pentru a începe. Aici, mă voi arunca direct în ceea ce face LM1875 atât de grozav și cum să construiți un circuit simplu. Plimbare, Dobbin!

Pasul 1: Salutați LM1875

LM1875 („optsprezece-șaptezeci și cinci”) este un monstru al unui cip într-un pachet foarte modest, și un alt cip mult iubit în comunitatea audio DIY. Foaia de date oficială (PDF) susține capacitatea de a conduce 20W în sarcini de 8Ω date cu + -25V și până la 30W furnizate cu un + -5V suplimentar de suc … și totul la mai puțin de 1% THD. Și, oricât de rar ar fi, pot confirma că mândria din foaia tehnică este la fața locului - aceste cifre pot fi atinse destul de confortabil în realitate (având în vedere o răcire sănătoasă).

Pasul 2: Pinout

Pachetul TO-220, cu doar 5 pini, este simplu de conectat:

1 - Intrare negativă (-IN)

2 - Intrare pozitivă (+ IN)

Intrări op-amp standard, cu intrarea pozitivă care primește semnalul audio și intrarea negativă legată de masă.

3 - Aprovizionare negativă (-Vee)

5 - Aprovizionare pozitivă (Vcc)

Aici alimentați amplificatorul, ideal cu o sursă dublă. De asemenea, poate fi acționat de o singură sursă prin legarea pinului 3 la sol, cu toate acestea performanța poate avea de suferit.

4 - Ieșire

Aici luați masa cu un semnal amplificat dulce, dulce.

Pasul 3: Schematic și BOM

Iată o schemă simplă pentru un singur canal - pentru stereo veți avea nevoie de două dintre acestea.

R1 și R2 sunt rezistențele de câștig atașate la intrarea inversă a amplificatorului. Valorile 22KΩ și 1KΩ obțin un câștig de 23:

Câștig = 1 + (R1 / R2)

= 1 + (22 / 1) = 23

Pentru a schimba câștigul, pur și simplu schimbați R1 cu un alt rezistor din gama kohm și conectați-l la formulă.

CIC1 la CIC4 sunt condensatorii de decuplare pentru LM1875. Condensatorul mai mic (100nF) filtrează zgomotul de înaltă frecvență pe șina de alimentare, în timp ce capacul mai mare (220uF) oferă o sursă de energie pentru a netezi scufundările din sursa de alimentare. Într-un circuit de producție, aceste capace trebuie plasate cât mai aproape de pinii de intrare de putere ai cipului. Pentru mai multe informații, consultați acest articol surprinzător de ușor de înțeles de la Analog Devices despre tehnici de decuplare adecvate.

De asemenea, C1, C2, R2 și R3 sunt acolo pentru a filtra zgomotul, în timp ce R5 acționează ca un rezistor de tragere, permițând o cale către masă dacă nu este conectat niciun semnal (reducere a zumzetului).

R6 și C3 formează un circuit RC, un filtru care elimină frecvențele radio de la alimentarea înapoi în circuit și împiedică revenirea oscilațiilor difuzorului la amplificator.

_

BOM:

IC: LM1875

R1: 22kΩ

R2: 1kΩ

R3: 1kΩ

R4: 1MΩ

R5: 22kΩ

R6: 1Ω, 1W

C1: 10uF electrolitic (sau de preferință, folie de poliester / polipropilenă)

C2: 47uF electrolitic

C3: 220nF X7R / film

CIC1, CIC3: 220uF electrolitic

CIC2, CIC4: 100nF X7R / film

_

Veți avea nevoie de o modalitate de a introduce audio - Am recoltat o mufă de 3,5 mm de pe un dispozitiv vechi și am făcut un breakout care se conectează direct la o placă de panou, sau ați putea tăia capul de pe un vechi cablu audio de 3,5 mm, lipiți niște anteturi pe capetele și conectați-l direct.

De asemenea, veți avea nevoie de jumperi obișnuiți, fire, o încărcare pentru difuzoare / manechin și o sursă de alimentare - o sursă de alimentare variabilă decentă care poate oferi +/- 30V va fi utilă.

În cele din urmă - un radiator! Majoritatea chipamp-urilor de clasă A / B necesită o răcire semnificativă, deci obțineți un radiator mai mare decât credeți că veți avea nevoie și păstrați-l în jurul valorii de prototip.

Pasul 4: Breadboard Build

Deci, iată panoul meu …

… dar DISCLAIMER

Acesta nu este aspectul cel mai optim - în mod ideal, componentele ar trebui să fie mult mai apropiate între ele, iar capacele de decuplare, în special, sunt prea departe de pinii IC. Cu toate acestea, l-am întins pentru a face mai ușor de înțeles în fotografii și pentru a-mi potrivi incomodul radiator. Rezultatele sunt bune pentru perioade scurte de testare.

Am pus ambele benzi ale șinei de alimentare pe o parte a panoului, astfel încât să pot păstra spațiu în jurul circuitului IC pentru radiator. Acest lucru are avantajul suplimentar de a face ca șinele dedicate pozitive, negative și de sol să fie ușor accesibile de-a lungul fundului plăcii.

Pasul 5: Nu uitați de radiator

Pentru a pregăti un radiator, aliniați-l mai întâi pe tablă și marcați unde ar trebui să meargă gaura pentru al fixa la IC. Apoi găuriți gaura și șlefuiți întreaga suprafață de contact cu hârtie foarte fină până când suprafața este netedă și lucioasă.

Apoi, aplicați un punct de pastă termică pe suprafața de contact și poziționați mica izolatoare deasupra cu niște pensete - încercați să nu manipulați mica cu degetele.

În cele din urmă, utilizați o pălărie de top (sau "bucșă"), o piuliță și un șurub pentru a fixa cipul de radiator. Ar trebui să fie suficient de strâns încât IC-ul să nu poată fi rotit în jurul șurubului și să nu fie mai strâns!

În cele din urmă, verificați de două ori dacă tabla cipului este izolată de radiator prin efectuarea unui test de continuitate cu multimetrul dvs. - cu o sondă pe tabul radiatorului și cealaltă pe radiatorul în sine. Fără bip = treabă bună!

Pasul 6: Testează-l

Verificați și verificați din nou dacă toate conexiunile sunt solide și asigurați-vă că trimiteți tensiune + și - pe șinele corecte. Setați sursa de alimentare la aproximativ + -10V, stați înapoi și porniți!

Dacă nu apare nicio erupție șocantă de fum, probabil că ați reușit. Redați muzică și ascultați difuzorul de testare. Dacă sursa de alimentare a băncii dvs. are un ampermetru încorporat, puteți vedea cât de mult curent este amplificatorul dvs. la un moment dat - încercați să măriți volumul pentru a vedea creșterea curentului.

La tensiuni scăzute, probabil veți întâlni decupaje sau alte forme de distorsiune mai devreme decât mai târziu, iar la volume mai mari, muzica dvs. va suna destul de îngrozitor. Creșteți încet tensiunea - LM1875 manipulează + -25V ca un campion, deci dacă aveți un radiator decent nu ar trebui să aveți nimic de îngrijorat.

Tensiunea de ieșire

Am executat ieșirea într-o sarcină gigantică gigantică (un rezistor de 300W, 8Ω) și am vizat ieșirea. Cu o undă sinusoidală de 1 kHz la un vârf de 810 mV, LM1875 mi-a oferit un vârf respectabil și curat de 20,15 V (14,32 V RMS) la ieșire - doar puțin peste setarea noastră de câștig.

Putere

În ceea ce privește puterea curată, fac asta …

Putere RMS = Vrms ^ 2 / R = 14,32 ^ 2/8 = 25,63W

… doar timid de 26W! Nu-i rău deloc.

În acest moment, am vrut să văd dacă pot ajunge la acea marcă mitică LM1875 30W, dar mai întâi trebuia să schimb radiatorul cu ceva puțin mai liniștitor …

Pasul 7: Monstrul de cupru