Более пяти лет назад появилась необходимость в качественном усилителе для колонок для работы в паре с компьютером. Изучив много разных схематических решений, остановился на интегральной микросхеме LM1875. По своим показателям она значительно превосходит микросхемы аналогичного класса, такие как TDA2030, TDA2050. Коэффициент нелинейных искажений, надежность, напряжение питание у LM1875 выше чем у TDA2030, а так же мощность, которая может достигать до 25-30Вт на канал, чего более чем достаточно для озвучивания довольно большого помещения. Почитав множество форумов. про неё так же хорошо отзываются. Hi-Fi класс как-никак. Выходной каскад LM1875 относится к классу АБ. Чтож, делаем!
Сама по себе LM1875 представляет собой одноканальный усилитель, выходной каскад которой относится к классу АБ. Мощность на 8 Омную нагрузку составляет 25-30Вт. Можно использовать как с 8 так и с 4 Омной акустической системой. Питание двухполярное +/- 25, но имеется возможность питания от однополярного источника напряжением 16-60v. Имеется встроенная термозащита, защита от коротких замыканий. Очень низкий уровень нелинейных искажений: 0.02% (на 1кГц при 20Вт). Выпускается к корпусе ТО-220.
Стандартная схема подключения при двухполярном питании выглядит следующим образом:
На схеме видим собственно саму LM1875, С6 С7 два электролитических конденсатора по питанию, каждого из плеч. Резистор R5 с конденсатором С5 создают цепь цобеля. Конденсатор С1 по входу пленочный, не желательно применять электролитические и керамические, служит он для того, что бы на вход усилителя не поступало постоянное напряжение. LM1875 лично в моем случае питается от + - 20 вольт.
Плата была взята в данной конструкции уже готовая. Почему готовая? - на самом деле дело просто в скорости и стоимости. При наличии готовых плат, которые вполне устраивают качеством и подходящей в корпус, надобность в разработке собственной отпала. Иначе же изготовить плату самостоятельно или заказать её производство абсолютно сложностей не составляет. Для тех, кто по какой либо причине хочет изготовить её самостоятельно, оставлю несколько видов плат.
Данная плата покупалась на Aliexpress, без компонентов, только плата. Разводка платы выполнена согласно стандартному даташиту на микросхему. Вообще в природе (продаже) есть несколько разновидностей подобных плат. Конкретно эта версия выполнена весьма достойно.
На данной плате выполнено: два независимых канала усилителя на LM1875 с возможностью объединения их в мостовой режим для повышения мощности; несколько конденсаторов большой ёмкости и выпрямитель в виде диодного моста.
Забегая вперёд, на данной плате отсутствуют места для дополнительных керамических конденсаторов фильтра помех. После запайки всех компонентов, параллельно фильтрующим конденсаторам я допаял пленочные на 0.1мкФ для уменьшения возможных помех.
Для защиты акустических систем применен также готовый модуль защиты от постоянного тока на выходе усилителя. Опять же, при желании данный модуль элементарно можно изготовить и самостоятельно. Ссылки на платы и схемы оставлю тут. В моем же случае он готовый, по результатам тестирования работает без проблем. Остается только подключить выход на акустику, вход на выход усилителя и питание. Питание ему требуется 12В. Что бы не накручивать дополнительную обмотку на трансформатор, к положительной шине основного питания после выпрямителя на плюсовую шину, относительно нуля, был подпаян линейный стабилизатор L7812 на входное напряжение до 30В и выходное 12В с допустимым током нагрузки 1А. Вообщем, модуль защиты акустики потребляет в режиме нормальной работы ток порядка 40мА, что практически никак не скажется на равномерном балансе питания “+ 0 -“. В противовес нагрузки, на минусовую шину, относительно нуля, был подключен сигнальный светодиод режима питания. Так как корпус усилителя выполнен из алюминиевого сплава, стабилизатор целесообразно прикрутить к нему, для дополнительного теплоотвода.
По поводу выбора компонентов. В моем случае были применены абсолютно все детали оригинального производителя. Очень советую никакие из компонентов не покупать по дешевле на алиэкспресс, это черевато отклонением режимов работы усилителя от заявленных, причём элементов довольно мало и это не должно вызывать проблем покупать их по дороже. Делайте себе, делайте качественно и надёжно!
Кому интересно: входные конденсаторы на обеих каналах применены WIMA 1 mkF. В принципе подойдут любые, но обычные пленочные сетевые лучше не ставить, звук они определенно портят. Впрочем - экспериментируйте! Ведь именно за эти вы пришли сюда..
Фильтрующие электролитические конденсаторы по питанию были выбраны по максимальной ёмкости, чтобы влезли в штатные посадочные места. В моём случае 35в Х 3300мкФ в количестве 4 шт. В принципе этого достаточно, по крайней мере достаточно для громкого прослушивания в комнате точно. Фона переменного тока не слышно совсем.
Для исключения мультипликативных помех, так же можно установить конденсатор на 10-47 нФ параллельно катоду и аноду, в диодном мосте, у каждого диода.
Основу питания составляет тороидальный трансформатор мощностью 60Вт. Учитывая пиковую мощность LM1875, данного трансформатора хватает с привеликим запасом. В целях экономии достаточно применить трансформатор мощностью 40 Вт. При работе трансформатор практически остается едва ли тёплым. Две вторичные обмотки его должны быть симметричны и выдавать ~18 вольт переменного напряжения. Первичная обмотка должна быть рассчитана на сетевое напряжение в вашей розетке, в моем случае - 230В.
Подключен этот трансформатор к диодному мосту GBU6B (6А 100В) с общей средней точкой. После выпрямления и сглаживания, LM1875 в моем случае питается примерно от +/- 25 вольт. Стабилизатор питания решил не ставить, т.к. при двухполярном питании разница отражаемая на слух незначительна при колебаниях питания.
Катушка и резистор на выходных разъёмах к акустической системе служат для компенсации паразитной емкости проводов и звуковой катушки динамика.
Корпус был взят B011BK размером 222x146x55мм, выполненный из алюминиевого сплава ADC-12, окрашен порошковой краской черного цвета. Применение алюминиевого корпуса было выбрано не спроста. Алюминий является отличным проводником тепла, что позволяет эффективно рассеивать тепло по всему корпусу, при этом можно уменьшить площадь основного радиатора.
В моем случае, для передачи тепла от микросхемы на корпус, я применил строительный алюминиевый уголок 50мм Х 50мм Х 1,5мм. Толщина в 1,5мм разумеется мала, поэтому, за неимением более толстого уголка, применил два соединенных уголка вместе, промазав их термопастой. В будущем заменю на отлитый из алюминия самодельный толстый уголок (впрочем, и такой бутерброд работает более пяти лет, успешно охлаждая микросхемы). Для усиления стенки теплоотвода, позади уголка расположен небольшой дополнительный радиатор.
Наличие вентиляционных отверстий под корпусом способствует более эффективному охлаждению. Однако, при комнатной температуре в 21С и умеренно нормальной громкости музыки, корпус усилителя греется не значительно (30-40С).
Регулировка звука осуществляется сдвоенным переменным резистором на 50кОм. В идеале сюда требуется поставить аттенюатор типа ALPS. Впрочем, однажды выставив нужную максимальную громкость, дальнейшую регулировку я осуществляю на компьютере.
На передней панели расположен классический тумблер питания, светодиод и регулятор громкости.
На задней стороне расположены входные и выходные разъемы, а также сетевой фильтр-разъем с предохранителем (DL-3DZ2R, 3А, 250В). Предохранитель имеет номинал 0,5А.
Важный момент: для избежания фона не следует соединять сигнальную землю и заземление. Так же следуют при монтаже разводить земляные общие сигнальные провода от одной точки.
При грамотном расположении всех узлов, а также правильной коммутации фон в колонках отсутствует полностью!
После сборки усилитель должен сразу работать нормально. Если что-то пошло не так - будьте внимательны при монтаже. Преимущество интегральных микросхем усилителей - отсутствие каких-либо регулировок и выставления токов покоя. Если всё же после сборки звук чувствуется “некрасивым” проверяйте компоненты, входные конденсаторы и микросхемы.
Удачного конструирования своих девайсов!