Zgodbe iz čipa: zvočni ojačevalnik LM1875: 8 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:08

Obožujem nekaj ojačevalnikov za čipe - majhne pakete čiste zvočne moči. Z le nekaj zunanjimi komponentami, čistim napajanjem in nekaj zajetnim hladilnikom lahko dobite resnično zvok visoke kakovosti, ki tekmuje s kompleksnimi, diskretnimi oblikami tranzistorjev.

Malce podrobneje sem govoril o prednostih čip ojačevalcev v svojem poklonu LM386 - to je morda dober začetek. Tukaj se bom poglobil v tisto, zaradi česar je LM1875 tako odličen in kako sestaviti preprosto vezje. Vozi, Dobbin!

1. korak: Pozdravite LM1875

LM1875 ("osemindvajset sedemdeset pet") je pošast čipa v zelo skromnem paketu in še en zelo priljubljen čip v avdio skupnosti DIY. Uradni podatkovni list (PDF) trdi, da zmore 20W pri 8Ω obremenitvah pri +-25V in do 30W z dodatnimi +-5V sokom … in vse to pri manj kot 1% THD. In čeprav je to redko, lahko potrdim, da je hvalisanje v podatkovnem listu na mestu - te številke je v resnici mogoče doseči precej udobno (glede na nekaj zdravega hlajenja).

2. korak: Pinout

Paket TO-220 s samo 5 zatiči je preprosto preprosto povezati:

1 - Negativni vhod (-IN)

2 - pozitivni vhod (+IN)

Standardni vhodi za op-amp, pri čemer pozitivni vhod sprejema avdio signal, negativni pa vezan na maso.

3 - Negativna oskrba (-Vee)

5 - Pozitivna oskrba (Vcc)

Tu napajate ojačevalnik, v idealnem primeru z dvojnim napajanjem. Lahko se poganja tudi z enim samim napajanjem, tako da vežete nož 3 na tla, vendar lahko pride do poslabšanja zmogljivosti.

4 - Izhod

Tukaj večerjate s sladkim, sladkim ojačanim signalom.

3. korak: Shema in BOM

Tukaj je preprosta shema za en sam kanal - za stereo boste potrebovali dva od teh.

R1 in R2 sta ojačevalna upora, pritrjena na invertirni vhod ojačevalnika. Vrednosti 22KΩ in 1KΩ delujeta na dobiček 23:

Dobiček = 1 + (R1 / R2)

= 1 + (22 / 1) = 23

Če želite spremeniti dobiček, preprosto zamenjajte R1 z drugim uporom v območju kohmov in ga priključite v formulo.

CIC1 do CIC4 so ločilni kondenzatorji za LM1875. Manjši kondenzator (100nF) filtrira visokofrekvenčni hrup na vodniku, medtem ko večji pokrov (220uF) zagotavlja vir energije za izravnavo padcev v napajanju. V proizvodnem krogu morajo biti ti pokrovi čim bližje vhodnim zatičem čipa. Za več informacij si oglejte ta presenetljivo lahko razumljiv članek Analog Devices o ustreznih tehnikah ločevanja.

Podobno so C1, C2, R2 in R3 za filtriranje hrupa, medtem ko R5 deluje kot izvlečni upor, ki omogoča pot do tal, če ni povezan signal (zmanjšanje hrupa).

R6 in C3 tvorita vezje RC, filter, ki odstranjuje radijske frekvence, ki se vračajo nazaj v vezje, in preprečuje, da bi se nihanja zvočnika vrnila v ojačevalnik.

_

BOM:

IC: LM1875

R1: 22 kΩ

R2: 1 kΩ

R3: 1 kΩ

R4: 1 MΩ

R5: 22 kΩ

R6: 1Ω, 1W

C1: 10uF elektrolitska (ali prednostno poliestrska/polipropilenska folija)

C2: 47uF elektrolitski

C3: 220nF X7R / film

CIC1, CIC3: 220 uF elektrolitski

CIC2, CIC4: 100nF X7R / film

_

Potrebovali boste način za vnos zvoka - iz stare naprave sem pobral 3,5 -milimetrski vtič in naredil preboj, ki se vklopi naravnost v mizo, ali pa bi lahko odsekali glavo s starega 3,5 -milimetrskega zvočnega kabla, prilepili nekaj glav konce in ga neposredno povežite.

Potrebovali boste tudi običajne mostičke, žice, obremenitev zvočnikov/lutk in napajalnik - koristna bo spodobna spremenljiva napajalna enota, ki lahko zagotovi +/- 30V.

Končno - hladilnik! Večina čipamp razreda A/B zahteva znatno hlajenje, zato si zagotovite večji hladilnik, kot si mislite, da ga boste potrebovali, in ga hranite za namene izdelave prototipov.

4. korak: Izdelava ploščic

Torej, tukaj je moja deska …

… ampak OPOZORILO

To ni najbolj optimalna postavitev - v idealnem primeru bi morale biti komponente veliko bližje skupaj, še posebej pa so odklopne kapice predaleč od zatičev IC. Vseeno sem ga razprostrla, da sem ga lažje razumela na fotografijah in da je moj neroden hladilnik primeren. Rezultati so dobri za kratka obdobja testiranja.

Oba traka za napajanje sem postavila na eno stran plošče, da sem lahko ohranila prostor okoli IC za hladilnik. To ima dodatno prednost, da so namenske pozitivne, negativne in talne tirnice lahko dostopne vzdolž dna plošče.

5. korak: Ne pozabite na hladilnik

Za pripravo hladilnika ga najprej poravnajte na plošči in označite, kam naj gre luknja, da ga pritrdite na IC. Nato izvrtajte luknjo in obrusite celotno kontaktno površino z zelo finim papirjem, dokler površina ni gladka in sijajna.

Nato na stično površino nanesite piko termične paste in izolacijsko sljudo postavite na vrh z nekaj pinceto - sljude ne ročajte s prsti.

Nazadnje s cilindrom (ali "pušo"), matico in vijakom pritrdite čip na hladilnik. Moral bi biti dovolj tesen, da se IC ne more vrteti okoli vijaka, in nič bolj!

Nazadnje, dvakrat preverite, ali je jeziček čipa izoliran od hladilnika, tako da preizkusite kontinuiteto z vašim multimetrom - z eno sondo na jezičku hladilnika, drugo pa na samem hladilniku. Brez piska = dobro opravljeno delo!

6. korak: Preizkusite

Preverite in dvakrat preverite, ali so vse vaše povezave trdne, in se prepričajte, da pošiljate + in - napetost v pravilne tirnice. Napajanje nastavite na okrog +-10V, se umaknite in vklopite!

Če se ne pojavi pretresljiv izbruh dima, ste verjetno uspeli. Predvajajte glasbo in poslušajte preskusni zvočnik. Če ima vaš namizni napajalnik vgrajen ampermeter, lahko vidite, koliko toka v danem trenutku porabi vaš ojačevalnik - poskusite povečati glasnost, da vidite, kako se trenutni porab povečuje.

Pri nizkih napetostih boste prej ali slej naleteli na izrezovanje ali druge oblike popačenja, pri večji glasnosti pa bo vaša glasba zvenela precej grozno. Počasi zvišajte napetost - LM1875 deluje kot +25 V kot prvak, zato, če imate primeren hladilnik, ne bi smeli skrbeti.

Izhodna napetost

Izhod sem preusmeril v ogromno lažno obremenitev (upor 300 W, 8 Ω) in izmeril izhod. Z 1 kHz sinusnim valom pri 810 mV na vrhu mi je LM1875 ponudil spoštljiv, čist vrh 20,15 V (14,32 V RMS) na izhodu - le malo nad našo nastavitvijo ojačanja.

Moč

Kar se tiče čiste moči, to naredim…

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

… samo sramežljiv 26W! Sploh ni slabo.

Na tej točki sem hotel videti, ali lahko pridem do te mitske oznake LM1875 30W, vendar sem najprej moral hladilnik zamenjati z nečim, kar je malo bolj pomirjujoče …

7. korak: Bakrena pošast