Усилитель на PAM8403 с регулятором громкости.

Здравствуйте. Обзор полезной платки для сборки активных акустических колонок. А также сборка такой колонки с минимумом труда, опыта и знаний
Схема.

Характеристики:

Диапазон напряжения питания……….DC + 2,5-6,4В
Максимальная выходная мощность:
4Ом, + 5В Кг=10% ……………………………………….3,2Вт
8Ом, + 5В Кг=10% ……………………………………….1,8Вт
4Ом, + 5В Кг=1% …………………………………………2,5Вт
8Ом, + 5В Кг=1% …………………………………………1,4Вт
Коэффициент усиления…………………………………24 дБ
Частотная характеристика …………………20-20000 Гц
Отношение сигнал/шум……………………………..> 80дБ
Динамический диапазон…………………………….> 90дБ

Коэффициент гармоник + шум (THD+N)
(При напряжении питания + 5/3,6 В, синусоида 1 кГц, 4/8 Ом)
THD+N 1,0 / 0,5W ………………………………………0,15%

THD+N 1,0 / 0,5W……………………………………….0,11%

Встроенная защита от перегрева +120 °С;
Размеры платы 30ммх20 ммх 15 мм
Вес 8,25 г
.
Даташит

Плата PAM8403 представляет из себя высококачественный, высокоэффективный двухканальный усилитель мощности класса D. Усилитель построен на микросхеме PAM8403 производства Power Analog Microelectronics. Для питания усилителя можно использовать однополярный источник питания постоянного тока 2,5 — 6,4 в

Фото платки крупным планом. Куда что паять все подписано. Инструкции и схемы не требуется.

Флюс на смыт, мелочь, а не приятно.

Сделаю на основе сабжа активную стерео колонку. Для этого буду использовать пищевой контейнер. Чем он хорош. Корыто у него жесткое, что даст акустическое оформление с минимумом призвуков. А крышка мягкая, что позволяет ее легко резать и сверлить.

Корыто я решил на портить дырками, мало ли чт

Усилитель на PAM8403. Апгрейд колонок для компьютера от JD

Усилитель на PAM8403. Используем плату для апгрейта компьютерных колонок.

Когда-то осенью прошлого года за 9.6$ приобрел компьютерные колонки в деревянном корпусе от JD.COM.

Мой обзор тут — mySKU.me/blog/jd/36666.html. Колонки не устраивали меня — играли негромко (хотя большие красивые динамики намекали на нераскрытый потенциал), регулятор громкости скрипел, баланс между каналами из-за кривого регулятора был нарушен. Переделал колонки — заменил плату усилителя на микросхемах 4871/1562 на копеечный усилитель на микросхеме PAM8403. Эту копеечную очень удачную чудо-плату тут уже обозревали несколько раз: https://mysku.me/blog/aliexpress/37563.html и https://mysku.me/blog/aliexpress/37940.html. Я провел замеры выходной мощности подобной микросхемы — https://mysku.me/blog/china-stores/40444.html Есть три ватта на один канал (правда при соблюдении опред. условий). А так — стабильные полтора Ватта на два канала. Получился вот такой колхоз:

Колхоз работал хорошо. Громкость увеличилась. Появился типа бас!!! Все мобильные колонки типа-три-ватта сливали деревянным колонкам. Я был доволен. От скипов регулятора громкости и небаланса избавиться не удалось. Решил переделать колхоз более цивилизованным колхозом. Приобрел сабжевый модуль.

Что имеем — модуль на PAM8403 с регулятором громкости и коннекторами. На фотках можно посмотреть размеры модуля и диаметр регулятора:

Чтобы не городить колхоз — подпаивать провода прямо к плате — купил на ебее провода-штекеры (размер между пинами 2 мм)

Ссылка на провода:
https://www.ebay.com/itm/181441351429
https://www.ebay.com/itm/171361716283
Шаг между штекерами 2 мм.
Перепаял все провода на новую микросхему. Тут нужно быть внимательным. Усилитель закрепил за счет регулятора громкости гайкой. Получилось типа вот так:

Регулятор громкости не скрипт. С балансом все ок. Правда немного выходит из корпуса регулятор громкости:

Решил не спиливать регулятор — чтобы не повредить резистор. Так даже проще регулятор найти за колонкой.
Звучит так же, как копеечная платка — громче и с басом. Колхоз ликвидирован 🙂

Говорящие часы TalkingLEDClock Часть 3: Прошивка — DiMoon Electronics

В 3-й части мы познакомимся с программной составляющей данного проекта и разберемся с функциональностью часов TalkingLEDClock. Предыдущую часть можно найти тут, все статьи находятся здесь.

Дополнение ко 2-й части

Сначала хочу сделать несколько дополнений к прошлой статье.

1. Модуль усилителя на PAM8403

Так как в данном модуле не выведен сигнал отключения усилителя, необходимо произвести некоторую доработку модуля. Для начала открываем Datasheet на микросхему PAM8403 и находим вот эту картинку:

Рис. 1. Микросхема PAM8403 

Нас интересует вывод 12, который называется SHDN. Если на этом выводе установить уровень логического нуля, то усилитель PAM8403 отключается. Задача состоит в отключении этого вывода от +5 вольт на плате и подпайки к нему куска гибкого провода для последующего подключения этого сигнала к основной плате часов.

Доработку производил следующим образом. Сначала паяльным феном снимаю микросхему с платы:

Рис. 2. Перемычка между 12 и 13 выводами микросхемы

Между 12 и 13 выводами видим перемычку, которую необходимо удалить:

Рис. 3. Место перемычки

После этого запаиваю микросхему PAM8403 обратно и припаиваю проводок к 12-му выводу:

Рис. 4. Модуль PAM8403 после доработки

На этом доработка завершена. Все это можно было выполнить каким-либо другим способом, но я решил сделать именно так.

После этого устанавливаем разъемы типа «гребенка» в отверстия на плате и запаиваем их как показано на фото:

Рис. 5. Модуль усилителя перед установкой на основную плату часов

Так как в моем случае места в корпусе оказалось очень мало и динамик часов упирался в модуль усилителя, необходимо удалить желтые пластиковые элементы с «гребенок» перед установкой модуля на основную плату. Это позволяет выиграть лишние 2 миллиметра пространства, которых не хватало. После установки модуля необходимо срезать лишнюю длину гребенок с обеих сторон:

Рис. 6. Модуль PAM8403 установлен на основную плату

Провод от 12-го вывода микросхемы припаивается вот в это отверстие на плате:

Рис. 7. Отверстие подключения управляющего провода от PAM8403

2. Конденсатор С2 и С10

Конденсатор С10 диаметром 4 мм, емкость 22 мкф устанавливается боком. С2 диаметром 5 мм, емкость 100 мкф устанавливается с обратной стороны платы так же боком.

Рис. 8. Электролитические конденсаторы C2 и С10

После сборки всей конструкции нижняя часть динамика немного упирается в конденсатор C10, что предотвращает сильное прогибание корпуса часов и не допускает короткое замыкание от прикосновения динамика к модулю усилителя DA2.

3. Отладочная плата с МК STM32

Перед запайкой «гребенок» на отладочную плату STM32, желательно удалить из этой «гребенки» контакты выводов C15, C14 и C13 как показано на рисунке:

Рис. 9. Выводы, которые необходимо удалить на разъеме крепления отладочной платы

К этим выводам подключен часовой кварцевый резонатор на 32768 Гц и лишняя емкость в виде болтающихся в воздухе контактов разъема на этих линиях противопоказана.

На этом с дополнениями все, переходим к основной теме статьи 😉

Прошивка

Прошивка для данных часов состоит из двух частей:

1. Управляющая программа для МК STM32
2. Дамп для SPI-FLASH памяти с музыкальными фрагментами

После сборки часов первым делом необходимо прошить микроконтроллер STM32. Для этого нам понадобится программатор ST-Link, который подключается к 4-х контактной гребенке на отладочной плате. Нам понадобятся только 3 пина: GND, CLK, DIO. С небольшой инструкцией можно ознакомиться тут или на каком-либо стороннем ресурсе. После успешной загрузки прошивки в МК, отключаем питание часов и снова включаем, при этом часы должны запуститься и начать отсчет времени.

Теперь наступает время для следующего шага: загрузка дампа с музыкальными фрагментами в SPI-FLASH память AT45DB321. Для этого нам понадобится переходник USB-UART, либо RS232-UART с логическими уровнями 3,3 вольта. Я для этих целей использую китайский переходник на базе PL-230HX. Не самый лучший выбор, так как у него имеются некоторые проблемы с драйверами, но вариант рабочий. Подключается он к разъему XP3 на плате часов. Распиновка разъема представлена на рисунке ниже:

Рис. 10. Распиновка разъема UART

Подключение переходника выполняется так: GND->GND, RX->TX, TX->RX. Затем необходимо перевести часы в режим прошивки SPI-FLASH. Для этого отключаем питание часов, зажимаем кнопки «Alarm» и «-» (две крайние на верхней панели) и включаем питание. Если все сделано правильно, то дисплей часов гореть не должен.

Перейдем к программе для прошивки дампа SPI-FLASH на стороне ПК. Для этих целей служит консольная утилита tc_flasher.exe. На вход она принимает несколько параметров, включая имя файла с дампом и номер COM-порта, через который будет производиться загрузка этого дампа. Для удобства я написал два .bat файла, один для загрузки дампа в SPI-FLASH (programm.bat), другой для чтения (read.bat). Перед запуском соответствующего .bat файла, необходимо его немного подправить, а именно указать правильный номер COM-порта.

Для примера рассмотрим programm.bat. Нажимаем на нем правой клавишей мыши, выбираем пункт «Изменить». Файл открывается в блокноте и его содержимое имеет следующий вид:

tc_flasher.exe dump.bin COM5 w

tc_flasher.exe dump.bin COM5 w

Здесь нам надо только COM5 исправить на нужный номер порта. После этого сохраняем изменения, закрываем блокнот. В папке с tc_flasher.exe должен лежать файл с дампом флешки с именем dump.bin. Для запуска процесса достаточно 2 раза щелкнуть мышкой по файлу programm.bat. После этого откроется консоль, в которой будет выводиться прогресс загрузки дампа во флеш-память:

Рис. 11. Загрузка дампа флеш-памяти с помощью утилиты tc_flasher.exe

После завершения процесса в консоль будет выведено соответствующее сообщение:

Рис. 12. Сообщение о завершении загрузки

Бывают ситуации, когда процесс загрузки дампа может зависнуть. В этом случае процесс придется повторить заново, начиная с отключения питания часов и переводом их в режим программирования флеш-памяти с музыкальными фрагментами. Недоработочка однако, исправлю как-нибудь потом 🙂

Итак, после успешной загрузки дампа, отключаем питание часов, отключаем все переходники и подаем питание снова. Часы готовы к работе 🙂

Создание дампа с музыкальными фрагментами

Итак, мы разобрались с процедурой загрузки всех необходимых файлов в наши свежесобранные часики. Но что если мы хотим изменить голос озвучки часов или добавить новые сигналы будильника? Для начала давайте разберемся, как устроен дамп с музыкальными фрагментами.

Дамп SPI-FLASH в себе содержит следующее:

1. Звуковые семплы речевого информатора
2. Звуки будильников

Описание речевого информатора можно найти тут, он почти не изменился с предыдущей версии часов. Если кратко, то для создания звукового сообщения речевой информатор последовательно включает нужные звуковые фрагменты в нужном порядке. Например, чтобы озвучить время «12:23», информатор последовательно включит следующие звуковые фрагменты:

1. двенадцать
2. часов
3. двадцать
4. три
5. минуты

Или для «21:31»

1. двадцать
2. один
3. час
4. тридцать
5. одна
6. минута

Идея, думаю, понятна.

Для замены озвучки часов на свою необходимо записать все используемые фрагменты и пересобрать дамп заново. Это выглядит следующим образом. Сначала готовятся все необходимые звуковые фрагменты в формате .wav. Затем, с помощью специальной утилиты dump_builder_tc_v2.0.exe производится объединение .wav-фрагментов в файл dump.bin, который в дальнейшем нужно загрузить в часы.

Требования к .wav-файлам следующие:

• Формат: PCM
• Частота дискретизации: 22050 Гц
• Количество каналов: 1 (Моно)
• Разрешение: 8 бит
• Скорость потока: 176 кбит/сек

Для удобства утилита dump_builder_tc_v2.0.exe имеет конфигурационный файл config.txt, в котором указывается какому музыкальному семплу соответствует данный .wav-файл. Файл config.txt имеет следующий вид:

; Test configuration file ; for build TalkingClock_v1.1 dump file SAMPLE_0 = «wav\0.wav» SAMPLE_1m = «wav\1m.wav» SAMPLE_1w = «wav\1w.wav» SAMPLE_2m = «wav\2m.wav» SAMPLE_2w = «wav\2w.wav» SAMPLE_3 = «wav\3.wav» SAMPLE_4 = «wav\4.wav» SAMPLE_5 = «wav\5.wav» SAMPLE_6 = «wav\6.wav» SAMPLE_7 = «wav\7.wav» SAMPLE_8 = «wav\8.wav» SAMPLE_9 = «wav\9.wav» SAMPLE_10 = «wav\10.wav» SAMPLE_11 = «wav\11.wav» SAMPLE_12 = «wav\12.wav» SAMPLE_13 = «wav\13.wav» SAMPLE_14 = «wav\14.wav» SAMPLE_15 = «wav\15.wav» SAMPLE_16 = «wav\16.wav» SAMPLE_17 = «wav\17.wav» SAMPLE_18 = «wav\18.wav» SAMPLE_19 = «wav\19.wav» SAMPLE_20 = «wav\20.wav» SAMPLE_30 = «wav\30.wav» SAMPLE_40 = «wav\40.wav» SAMPLE_50 = «wav\50.wav» SAMPLE_rovno = «wav\rovno.wav» SAMPLE_chas = «wav\chas.wav» SAMPLE_chasov = «wav\chasov.wav» SAMPLE_chasa = «wav\chasa.wav» SAMPLE_minut = «wav\minut.wav» SAMPLE_minuta = «wav\minuta.wav» SAMPLE_minuty = «wav\minuty.wav» SAMPLE_bell = «wav\bell.wav» SAMPLE_minus = «wav\minus.wav» SAMPLE_gradus = «wav\gradus.wav» SAMPLE_gradusa = «wav\gradusa.wav» SAMPLE_gradusov = «wav\gradusov.wav» SAMPLE_temperatura_out = «wav\temperatura_out.wav» SAMPLE_temperatura_in = «wav\temperatura_in.wav» SAMPLE_alarm1 = «wav\katusha.wav» SAMPLE_alarm2 = «wav\chip_i_deil.wav» SAMPLE_alarm3 = «wav\Pirates.wav» SAMPLE_alarm4 = «wav\ku-ka-re-ku.wav» SAMPLE_alarm5 = «wav\alarm_electro.wav» SAMPLE_alarm6 = «wav\alarm_radioclock.wav» SAMPLE_alarm7 = «» SAMPLE_alarm8 = «» SAMPLE_alarm9 = «» SAMPLE_alarm10 = «» SAMPLE_alarm11 = «» SAMPLE_alarm12 = «» SAMPLE_alarm13 = «» SAMPLE_alarm14 = «» SAMPLE_alarm15 = «» SAMPLE_alarm16 = «» ; End of file

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62

; Test configuration file ; for build TalkingClock_v1.1 dump file   SAMPLE_0 =      «wav\0.wav» SAMPLE_1m =     «wav\1m.wav» SAMPLE_1w =     «wav\1w.wav» SAMPLE_2m =     «wav\2m.wav» SAMPLE_2w =     «wav\2w.wav» SAMPLE_3 =      «wav\3.wav» SAMPLE_4 =      «wav\4.wav» SAMPLE_5 =      «wav\5.wav» SAMPLE_6 =      «wav\6.wav» SAMPLE_7 =      «wav\7.wav» SAMPLE_8 =      «wav\8.wav» SAMPLE_9 =      «wav\9.wav» SAMPLE_10 =     «wav\10.wav» SAMPLE_11 =     «wav\11.wav» SAMPLE_12 =     «wav\12.wav» SAMPLE_13 =     «wav\13.wav» SAMPLE_14 =     «wav\14.wav» SAMPLE_15 =     «wav\15.wav» SAMPLE_16 =     «wav\16.wav» SAMPLE_17 =     «wav\17.wav» SAMPLE_18 =     «wav\18.wav» SAMPLE_19 =     «wav\19.wav» SAMPLE_20 =     «wav\20.wav» SAMPLE_30 =     «wav\30.wav» SAMPLE_40 =     «wav\40.wav» SAMPLE_50 =     «wav\50.wav» SAMPLE_rovno =  «wav\rovno.wav» SAMPLE_chas =   «wav\chas.wav» SAMPLE_chasov = «wav\chasov.wav» SAMPLE_chasa =  «wav\chasa.wav» SAMPLE_minut =  «wav\minut.wav» SAMPLE_minuta = «wav\minuta.wav» SAMPLE_minuty = «wav\minuty.wav» SAMPLE_bell =   «wav\bell.wav» SAMPLE_minus =           «wav\minus.wav» SAMPLE_gradus =          «wav\gradus.wav» SAMPLE_gradusa =         «wav\gradusa.wav» SAMPLE_gradusov =        «wav\gradusov.wav» SAMPLE_temperatura_out = «wav\temperatura_out.wav» SAMPLE_temperatura_in =  «wav\temperatura_in.wav»   SAMPLE_alarm1 = «wav\katusha.wav» SAMPLE_alarm2 = «wav\chip_i_deil.wav» SAMPLE_alarm3 = «wav\Pirates.wav» SAMPLE_alarm4 = «wav\ku-ka-re-ku.wav» SAMPLE_alarm5 = «wav\alarm_electro.wav» SAMPLE_alarm6 = «wav\alarm_radioclock.wav» SAMPLE_alarm7 = «» SAMPLE_alarm8 = «» SAMPLE_alarm9 = «» SAMPLE_alarm10 = «» SAMPLE_alarm11 = «» SAMPLE_alarm12 = «» SAMPLE_alarm13 = «» SAMPLE_alarm14 = «» SAMPLE_alarm15 = «» SAMPLE_alarm16 = «»   ; End of file

Можно заметить, что этот файл состоит из 2-х частей: семплы звукового информатора и семплы будильника (SAMPLE_alarmX). Максимальное количество звуков для будильника может быть 16, однако, совсем не обязательно заполнять их все. Неиспользуемые ячейки в качестве имени файла должны содержать пустую строку:

Итак, после подготовки всех файлов и правке config.txt можно запускать утилиту dump_builder_tc_v2.0.exe, которая соберет из имеющихся .wav-файлов новенький дамп dump.bin. При возникновении каких-либо проблем (неверный формат файла, неправильная частота дискретизации) будет выдана соответствующая ошибка и процесс прервется:

Рис. 13. Сообщение утилиты dump_builder_tc_v2.0.exe об неверном формате wav-файла

После завершения сборки дампа, необходимо проверить его размер: он не должен превышать объема флеш-памяти часов (4 МБайта).

На этом пока все, в конце статьи дам ссылку на полный проект часов на GitHub и на архив на ЯндексДиск.

Заключение тут

Ссылки

Ссылка на GitHub: https://github.com/DiMoonElec/TalkingLEDClock

Архив с проектом на ЯндексДиск-е: https://yadi.sk/d/2m6KqsUx66SI5A

 

усилитель PAM8610 — опыт переделки пассивной акустики

Достались мне по случаю тыловые колонки от домашнего кинотеатра, и захотелось приспособить их в качестве компьютерной акустики. Для подключения пассивных колонок нужен усилитель, для чего я и приобрел модуль на PAM8610. Модуль простой, достаточно мощный и дешевый. Благодаря 12-вольтовому питанию его нетрудно записать от компьютерного БП и даже встроить в системный блок. PAM8610 подробно описан в интернете, например здесь: mysku.ru/blog/aliexpress/38841.html Однако, в стандартном включении мне встретились трудности в виде сильных шумов. Потребовалась доработка…
Сначала я подключил усилитель по обычной схеме: кабель с миниджеком через сдвоенный потенциометр 10кOм. И был сильно разочарован высоким уровнем шума, который был ощутим даже при минимальном положении регулятора громкости. Еще хуже, что динамики реагировали треском и скрежетом на движение беспроводной мышки. Эксперименты с заменой блока питания на лабораторный, а потом и на аккумулятор, эффекта не дали. Зато, когда вместо компьютера подключил mp3 плеер, шумы значительно ослабли и тон стал менее раздражающим. Стало понятно, что проблема — в источнике сигнала и избыточном усилении. По грубым прикидкам, достаточно 10-кратного усиления ( 20 дБ), так как компьютер выдает сигнал амплитудой примерно 1 вольт, а усилитель при питании 12 вольт может выдать на динамик примерно 10 вольт. Осталось только придумать, как снизить коэффициент усиления. В этом деле хорошо помогает чтение документации. Рекомендую старый даташит www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/246508/PAM/PAM8610.html Почему-то в документе на сайте производителя diodes.com отсутствуют некоторые страницы. В PAM8610 есть функция DC volume control, иначе говоря, управление громкостью с помощью постоянного тока. Работает она так: на ножку VREF подается напряжение, соответствующее максимальной громкости, на на VOLUME — текущее. Весь диапазон делится на 32 интервала, каждому из которых соответствует определенный коэффициент усиления. Например, если VREF=5 вольт, а VOLUME=3 вольт, 3/5*32 = 19.2, коэффициент усиления надо смотреть в 20-ой строчке таблицы 1: 21 дБ. Но можно вообще не заморачиваться c расчетами, а просто подавать сигнал VOLUME через переменный резистор сопротивлением 10к-100к. Кроме того, этот подход позволяет использовать самый обычный резистор. В классической схеме регулятора на входе усилителя ставят специальный сдвоенный резистор с логарифмической характеристикой. Если поставить обычный линейный, громкость регулируется неравномерно: сначала она резко возрастает, а потом практически не прибавляется. Еще у сдвоенных резисторов сопротивление может изменяться неодинаково, тогда колонки звучат с разной громкостью.
К сожалению, в указанном модуле контактных площадок для регулятора громкости не предусмотрено, поэтому придется резать дорожки. Крайние выводы потенциометра надо припаять к земле и отметке +5V, а средний — к vol.

Но это еще не все. Для дальнейшего снижения шума от наводок нужно добавить фильтр низких частот. Я ограничился RC-цепочкой на входе, SMD конденсаторы припаял к плате, а резисторы — навесным монтажом. Заодно поменял керамические входные конденсаторы на пленочные. Получилась такая схема:
R1 и С3 образуют ФНЧ с частотой среза f =1/(2π*R1*C3). При указанных номиналах, она составляет 72КГц. Вообще, указанные номиналы можно только как отправную точку, а окончательные — подбирать опытным путем на слух. Емкость C1 выбирают исходя из частоты среза низких частот f =1/(2π * R *C1), где R — входное сопротивление усилителя из таблицы 1 в даташите плюс R1. При указанных номиналах и максимальном положении регулятора громкости, входное сопротивление усилителя 21 кОм, а нижняя частота среза — 34 Гц. Этого более чем достаточно для моих колонок с диапазоном 70Гц-20кГц. Если нужно расширить диапазон в сторону низов, надо увеличить емкость C1. Но сильно увлекаться не стоит, чтобы не перегружать динамики. Резисторы R3,R4 — перемычки, которые поставлены вместо оригинальных керамических конденсаторов.

Переделанная плата.

Усилитель в сборе. Корпус — крышка от распределительной коробки. Радиатор сделан из алюминиевой полосы, к которой плата прижимается через теплопроводную прокладку. Входные конденсаторы и резисторы припаяны навесным монтажом, после окончательной наладки залью термоклеем.
Получилась такая конструкция.
К сожалению, результатов тестов в RMAA предоставить не могу. Так как этот усилитель сделан по мостовой схеме, нужно измерять сигнал на выводах динамика, а не относительно «земли». То есть нельзя подключить усилитель прямо к линейному входу звуковой карты. Нужна профессиональная звуковая карта с балансным входом или отдельный усилитель для измерения дифференциального сигнала.
Что же касается субъективных ощущений, то результат меня полностью устраивает. Звук сравним с «деревянной» компьютерной акустикой SVEN. Зато колонки питаются от системного блока и включаются-выключаются вместе с ним.
PAM8610 вполне себя оправдал. Единственное замечание — не нужно брать самую дешевую плату, чтобы потом ее не переделывать. В следующий раз, если понадобится сделать что-то подобное, буду искать плату с разводкой под регулятор громкости.

Усилок звуковой D-класса на микросхеме PAM8406 с регуляторами уровня сигнала на канал

Под катом будем обозревать и издеваться над миниатюрной платой цифрового усилителя звука (УНЧ класса D) на чипе PAM8406. Плата стоит чуть дороже копеечных усилков на аналогичных микросхемах, но имеет регуляторы уровня звука на каждый канал, штекеры для подключения и отверстия для крепления к корпусу.

Платку прислали в антистатическом конверте:

Спаяли платку накануне 8-го марта…
Фотки платы. На плате виден чип PAM8406

Попка платы — все впаяно аккуратно:

Характеристики платки:
Размер — (L x W x H): 2.3 x 2.1 x 1.1 cm
Напряжение питания — 5 В и выходная мощность по 3 Ватта при сопротивлении динамиков 4 Ома (или 5 Ватт при сопротивлении 2 Ома — где же такие динамики продают?)
Термозащита от перегрева

Ну и другие разные хорошие характеристики можно посмотреть в даташите — www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=PAM8406&sField=2

Подобные платки тут уже обозревались:
mysku.ru/blog/aliexpress/37563.html
mysku.ru/blog/aliexpress/37940.html

Было замечено, что подобные платки при недорогой цене играют музыку достаточно неплохо и могут раскачать достаточно большие колонки.
Этот вариант существенно дороже (в разы!!!!) обозреваемых усилков, которых китайцы на вес продают.

В чем же такая гигантская разница в цене? Ответ — в разъемах, отверстиях на плате и переменных резисторах на каждом канале.

Что нам дают разъемы?
Подключиться к плате усилителя без пайки коннекторами — все быстро и красиво без колхоза

Что нам дают отверстия на углах платы?
Нормально закрепить ее винтах в корпусе, а не колхозить с помощью соплей темоклея.

Что нам даю подстроечные резисторы на каждом канале?
Можно нормально выставить баланс каналов. Пожалели мы денег на нормальный регулятор громкости (которой в несколько раз дороже этой платы стоит) и купили двойной переменный резюк за 50 руб в местном магазине «Электроника» — и у нас вдруг один канал играет громче другого — тут выручит отвертка и подстроечный резистор на нужном канале. Оба же резистора можно использовать для ограничения мощности усилка (например, если на громкости, близкой к максимальной хрипят оба копеечных динамика в дерьмоколонках — крутим резисторы и все ок)

Я думаю: Есть смысл переплатить 100 р за все эти удобства.

Для тестов подключил эту платку к автомобильным динамикам (которые достались мне бесплатно) сопротивлением 4 Ома (60 Ватт номинальная мощность, максимальная 100 ватт). Для удобства поместил динамики в контейнеры для шашлыков за 50 руб из магазина fixprice 🙂

Микроусилок качает колонки нормально на максимальной громкости. Звук от сотового телефона.

Уменьшаем напряжение — до 1.6 играет нормально (так же как при 5 Вольтах), если еще уменьшить «тухнет»:

Возвращаемся в штатный режим (5 В питания) и измерим температуру на чипе на макс громкости:

Теперь попробуем вычислить мощность этого усилителя для одного канала. Методика измерения тут. Кратко — вместо динамика подключаем мощный резистор (у меня на 5 Ватт) сопротивлением в нагрузку усилка Rн (4 Ома). К этому резистору подключаем осциллограф. На вход подаем с генератора сигналов (за неимением прибора, я использовал смартфон с программой Signal Generator. Не всякий смартфон подойдет тут — пробовал сначала планшет — так там не синус, а пила в виде синуса) сигнал частотой 1000 Гц и напряжением 20 мВ (измеряем вольтметром переменного тока). Начинаем увеличивать громкость сигнала и смотрим как меняется синус на осциллографе. Как пойдут искажения (верх синусоиды начнет портиться), измеряем напряжение переменного тока на выходе U вх.макс на выходе усилителя (подключаемся для измерений к резистору). Потом по формуле Рном. = U вх.макс.*U вх.макс. / Rн считаем мощность.

На выходе усилителя:

На входе усилителя напряжение

Температура чипа — около 50 градусов.

По формуле получилось около 0,1 Вт.

Регулятор громкости был выкручен на телефоне на максимум. Результаты, естественно, не удовлетворили. Решил между телефоном и усилителем установить предусилитель — платку из предыдущего обзора — mysku.ru/blog/china-stores/40432.html. Уменьшил громкость на телефоне и начал постепенно увеличивать ее. Синусоида на осциллографе портится не хотела, зато через некоторое время усилок начал отключаться на секунду из-за перегрев. Решил забить на форму синусоиды и добиться такого уровня сигнала, чтобы усилок работал стабильно.

Вот такие параметры получил: напряжение на выходе

На выходе:

Считаем мощность — 0.18 Ватта на канал.

Сразу напишу, что при последующих опытах микросхема нагревалась до 72 градусов и выше.

И тут меня осенило. Отключаем один канал (регулятор баланса в генераторе сдвигаем на тестируемый канал) и еще больше усиливаем сигнал в нашем предусилителе (используем джамперы на плате). Получаем максимальное по даташиту 0.3 В на входе только на тестируемый канал.

На выходе:

Считаем — 1.5 Ватт.
Если одновременно на оба канала подать такой сигнал, то усилок отключится из-за перегрева.

Продолжаем и получаем наконец-то искажение синуса:
Вход:

Выход:

«Испорченный синус» — верхушка срезана:

Мощность считаем — 3 Ватта!!! Как и заявлял производитель чипа!

Выводы.
Отличная платка, дешевая, маленькая, звук не плохо играет, удобно крепится, есть регулировка по каналам, может развивать заявленные характеристики (если использовать предусилитель в два раза дороже платы, принудительное охлаждение чипа и т.д.)

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.