Усилитель на К174УН7
В. ГРОМОВ, А. РАДОМСКИН; г. Львов
Непрерывно расширяющийся ассортимент специализированных микросхем, казалось бы, должен ограничить творчество радиолюбителей. Действительно, такие микросхемы обычно ориентированы их разработчиками на решение в радиоэлектронной аппаратуре одной конкретной задачи или, в лучшем случае, узкого круга задач. Вот почему радиолюбителям и радиоконструкторам вроде бы остаются лишь творческие «игры в кубики» — комбинировать узлы на микросхемах, собранные по типовым схемам включения.
Однако дух рубрики «Радиолюбитель ставит эксперимент», которая когда-то более или менее регулярно появлялась на страницах нашего журнала, не умирает в сердцах наших читателей. Свидетельство тому — публикуемая здесь статья В. Громова и А. Радомского, на которую, как нам кажется, должны обратить внимание не только радиолюбители, но и профессионалы — как разработчики аппаратуры, так и создатели микросхем.
Мы ждем их откликов на ту публикацию — ведь микросхема К174УН7 весьма широко применяется в бытовой радиоаппаратуре.
Ну, а ко всем читателям обращаемся с предложением — вести эксперименты как по совершенствованию типовых схем включения специализированных ИМС, так и по их использованию в нетиповых схемах включения (реализация новых функций и т. д.). Однако, получив интересный положительный эффект, не торопитесь писать в редакцию: проверьте его воспроизводимость на нескольких экземплярах микросхем.
В настоящее время усилители мощности звуковой частоты (УМЗЧ) малогабаритной радиоаппаратуры довольно часто строят на основе специализированной интегральной микросхемы (ИС) К174УН7 [1 ]. Однако ее применение, без сомнения, было бы еще более широким, если бы не большие нелинейные искажения (в типовом включении — до 10 % при выходной мощности 4,5 Вт на частоте 1 кГц и напряжении питания 15 В) и недостаточно высокое в некоторых случаях входное сопротивление (50 кОм).
Не удивительно поэтому, что радиолюбители ищут пути снижения нелинейных искажений, предлагая, например, заменить цепь вольтодобавки стабилизатором тока на полевом транзисторе [2]. К сожалению, проверка рекомендаций, предложенных в [2], показала, что их реализация ведет не столько к уменьшению искажений, сколько к снижению максимальной мощности, отдаваемой в нагрузку.
При испытаниях нескольких экземпляров ИС К 174УН7 выяснилось, что наиболее характерные искажения ее выходного напряжения проявляются в «скруглении» или явном ограничении отрицательного полупериода сигнала. В связи с этим была проверена эффективность такой меры, как применяемая в некоторых промышленных аппаратах регулировка режима ИС по постоянному току подачей на ее вывод 7 (через резистор сопротивлением 3…6,8 кОм) напряжения с регулируемого делителя. Проверка показала, что и эта мера практически не снижает коэффициента гармоник и не увеличивает неискаженного выходного напряжения, а лишь позволяет добиться симметричного его ограничения.
Вариант УМЗЧ, собранный по схеме на рис. 1, обладает значительно лучшими характеристиками, чем типовой на указанной ИС. Одно из его отличий от типового — дополнительная ООС через резистор R6.
Подключение последнего непосредственно к головке громкоговорителя уменьшает неравномерность АЧХ и нелинейные искажения, обусловленные наличием конденсатора С9. При сопротивлении резистора R6, указанном на схеме, напряжении питания 15 В и выходной мощности 4 Вт (на нагрузке сопротивлением 4 Ом) номинальное входное напряжение устройства — 120 мВ.
Кроме того, для сокращения числа номиналов емкость оксидного конденсатора С3 в цепи ООС уменьшена до 100 мкф (неравномерность АЧХ в диапазоне частот 40…20 000 Гц при этом не превышает 0,4 дБ).
Главное же отличие этого УМЗЧ — в сопротивлении резистора R2 (в типовом включении ИС оно равно 47 кОм). В ходе экспериментов было замечено, что этот резистор очень существенно влияет на искажения и его подбором можно значительно увеличить выходное напряжение УМЗЧ.
(Из десяти испытанных ИС только две не потребовали подбора резистора R2, т. е. изменения его сопротивления относительно типового; сопротивление резисторов для остальных ИС колебалось в пределах 0,1…1 МОм).
На рис. 2 показана зависимость максимальной выходной мощности Рmax и коэффициента гармоник Кг от напряжения питания Uпит (искажения измерялись при Рmax, соответствующей данному напряжению Uпит). Параметры оценивались на частоте 1 кГц при двух значениях сопротивления резистора R2: типовом (47 кОм) и оптимизированном по максимальной мощности (750 кОм). Мощность Pmax определялась максимальным выходным напряжением, на осциллограмме которого искажения еще не были заметны на глаз (каковы были эти искажения в действительности, показывают кривые Кг).
Рис. 2.
Как видно из рис. 2,при Uпит=15 В подбором резистора R2 удалось увеличить Рmax на 1,5 Вт при одновременном снижении коэффициента гармоник почти в 3,5 раза, а при Uпит=18 В — примерно на 3 Вт при снижении К,.
почти втрое. (Очевидно, что при одинаковых искажениях выигрыш в мощности Рmax был бы еще больше). Полученный результат говорит сам за себя, если учесть, что испытанная ИС была вполне кондиционной: при Uпит=15 В, R2=47 кОм и выходной мощности Рвых=4,5 Вт ее коэффициент гармоник не превышал 7,2 % (после подбора резистора R2 он уменьшился до 1,1 %).
Зависимости Рmax (Uпит) и Кг (Uпит) УМЗЧ с оптимизированным сопротивлением резистора R2 (750 кОм) были сняты также на частотах 60 Гц и 5 кГц (рис. 3). Уменьшение Рmax на низших частотах обусловлено влиянием емкости конденсатора С9 (1000 мкФ). При сопротивлении нагрузки Rн=4 Ом его емкость желательно увеличить хотя бы до 2000 мкф.
Рис. 3.
Кривые, изображенные на рис. 4, иллюстрируют зависимость КПД и тока покоя Iо от напряжения питания Uпит при тех же двух сопротивлениях резистора R2. Нетрудно видеть, что при R2=750 кОм повышается и КПД, причем ощутимый выигрыш получается при Uпит>10 В.
Рис. 4.
Для выявления реальной зависимости коэффициента гармоник Кг от уровня выходной мощности Рвых экземпляр ИС со средними параметрами был испытан при Uпит=15 В, Rн=4 Ом, С9==4000 мкФ и R2=R2опт=510 ком (рис. 5). Как видно, при Рвых=4 Вт коэффициент гармоник УМЗЧ, собранного на этом экземпляре ИС по схеме на рис. 1, в диапазоне частот 60…10 000 Гц не превышает 3 %.
Рис. 5.
Входное сопротивление самой ИС К174УН7 было рассчитано по результатам измерения входного сопротивления УМЗЧ (при отключенном регуляторе громкости), выполненного на экземпляре, для которого R2опт=750 кОм. Оказалось, что в диапазоне частот 50…15 000 Гц входное сопротивление ИС превышает 30 МОм. Иначе говоря, входное сопротивление УМЗЧ практически равно сопротивлению резистора R2 и при необходимости может быть значительно больше 50 кОм.
При конструировании стереофонического УМЗЧ может случиться, что оптимальные сопротивления резисторов R2 в левом и правом каналах окажутся разными.
Для получения идентичных АЧХ выходное сопротивление предшествующего каскада в этом случае должно быть меньше сопротивления резистора R2, а емкость разделительного конденсатора С2 — такой, чтобы в канале с меньшим сопротивлением резистора не наблюдался заметный спад АЧХ на низших частотах (в большинстве случаев достаточно взять С2==0,47…1 мкФ).
УМЗЧ хорошо работает при питании от нестабилизированного источника, однако, если главным является получение максимальной выходной мощности и соответственно минимальных искажений при средней, необходимо использовать стабилизатор с выходным напряжением 17…18 В.
Следует учесть, что при работе с повышенной (до 5…6 Вт) выходной мощностью нужно обеспечить хороший отвод тепла от ИС, приняв необходимые в таких случаях меры по снижению теплового сопротивления между ее пластинами и теплоотводом. Весьма ценно то, что поскольку потенциал пластин ИС (относительно общего провода) близок, к 0, в качестве общего теплоотвода без изолирующих прокладок можно использовать металлическое шасси или другие металлические детали конструкции, соединенные с общим (минусовым) проводом и обеспечивающие эффективное рассеяние тепла.
ЛИТЕРАТУРА
1. Интегральные схемы: Справочник Б. В. Тарабрин, Л. Ф. Лунин, Ю. И. Смирнов и др.; под ред. Б. В. Тарабрина.- М.: Радио и связь, 1983.
2. Филин С. Снижение искажений в усилителях мощности на ИМС.- Радио, 1981, № 12, с. 40.
(РАДИО N 9, 1986 г., с.39-40)
Усилитель мощности К174УН7
Усилитель мощности К174УН7К174УН7, ТBА810AS, LA4420
Микросхема представляет собой усилитель
мощности звуковой частоты с номинальной выходной мощность 4,5 Вт
на нагрузку 4 Ом. Аналог микросхемы TBA810AS и LA4420
(функциональный аналог). Микросхема предназначена для применения в
телевизионной аппаратуре. Содержит 41 интегральный элемент.
Конструктивно оформлена в корпусе типа 201.12.-1, 238.12-2. Масса
не более 2,0 и 2,5гр соответственно (ТУ 1986г.
).
тип 201.12-1 тип 238.12-2
Корпус ИМС К174УН7
Назначение выводов:
1 — питание +Uи.п.;
4 — цепь обратной связи для регулировки Ку.u;
5 — коррекция;
6 — обратная связь;
7 — фильтр;
8 — вход;
9 — общий — Uи.п..
10 — эмиттер выходного транзистора;
12 — выход;
Принципиальная схема ИМС К174УН7.
Типовая схема включения ИМС К174УН7.
Электрические параметры
| 1 | Номинальное напряжение питания | 15 В ± 10% |
| 2 |
Выходное напряжение при Uп = 15 В, fвх = 1 кГц |
2,6…5,5 В |
| 3 |
Максимальное входное напряжение при Uп = 15 В, Uвых = 3,16 В, fвх = 1 кГц, Рвых = 2,5 Вт |
30…70 мВ |
| 4 | Ток потребления при Uп = 15 В | 5…20 мА |
| 5 | Выходная мощность при Rн = 4 Ома | 4,5 Вт |
| 6 |
Коэффициент гармоник при Uп = 15 В, fвх = 1 кГц: Uвых = 4,25 В, Рвых = 4,5 Вт Uвых = 0,45 В, Рвых = 0,05 Вт Uвых = 3,16 В, Рвых = 2,5 Вт |
Ј 10 % Ј 2 % Ј 2 % |
| 7 | Коэффициент усиления по напряжению при Т= -10…+55°С | і 45 |
| 8 | Входное сопротивление при Uп = 9 В, fвх |
і 30 кОм |
| 9 | Диапазон рабочих частот | 40…20 000 Гц |
| 10 | Коэффициент полезного действия при Pвых = 4,5 Вт | 50 % |
Предельно допустимые режимы эксплуатации
| 1 | Напряжение питания | 13,5…16,5 В |
| 2 | Амплитуда входного напряжения | Ј 2,0В |
| 3 |
Постоянное напряжение: на выводе 8 |
Ј 15 В 0,3…2,0 В |
| 4 | Сопротивление нагрузки | і 4 Ом |
| 5 |
Тепловое сопротивление: кристалл-корпус кристалл-среда |
20°С/Вт 100°С/Вт |
| 6 | Температура окружающей среды | -10…+55°С |
| 7 | Температура кристалла | + 85 °С |
Общие рекомендации по применению
Не допускается эксплуатация микросхемы без дополнительного теплоотвода
при мощности в нагрузке более 0,27 Вт.
При температуре корпуса
выше 60°С максимальная рассеиваемая мощность рассчитывается по
формуле
Р=(150-Ткорп)/20, Вт (с теплоотводом),
где Ткорп — температура на поверхности теплоотвода у
основания пластмассового корпуса микросхемы.
Допускается кратковременное (в течении 3 мин) увеличение напряжения питания до 18 В. Подача постоянного напряжения от внешнего источника на выводы
Литература
Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры: Справочник /И. В. Новачек, В. М. Петухов, И. П. Блудов, А. В. Юровский. — Москва: КУБК-а, 1995г. — 384с.:ил.
Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги:
Справочник. Том 2./А. В. Нефедов.
— М.:КУБК-а, 1996г. — 640с.:ил.
Аналоговые интегральные микросхемы: Справочник /А .Л. Булычев, В. И. Галкин, В. А. Прохоренко. — 2-е издание, переработанное и дополненное — Минск: Беларусь, 1993г. — 382с.
Хостинг от uCoz
Усилитель K174UN7 — Лаборатория оборудования с открытым исходным кодом EasyEDA
Описание
Оригинальная схема [https://vrtp.ru/index.php?showtopic=28432](https://vrtp.ru/index.php?showtopic=28432)
Дизайн чертежа
схематическая диаграмма
（ 1 / ）
（ 1 / ）
Пустой
| ID | Имя | Обозначение | След | Количество |
|---|---|---|---|---|
| 1 | ВДЖ300В-5. 0-2П | Р2, Р1, Р3 | ВДЖ300В-5.00-2П | |
| 2 | 100n | С5 | РАД-0,2 | 1 |
| 3 | 470p | С4 | РАД-0,2 | 1 |
| 4 | 47у | С1 | CAP-D5.0-F2.0 | 1 |
| 5 | 100у | С2 | CAP-D8. 0-F3.5 | 1 |
| 6 | 1U | С3 | CAP-D5.0-F2.0 | 1 |
| 7 | 4700у | С6 | CAP-D16.0XF7.5 | |
| 8 | 470у | С7 | CAP-D10.0XF5.0 | 1 |
| 9 | 220у | С8 | CAP-D8.0-F3.5 | 1 |
| 10 | К174УН7 | У1 | К174УН7 | 1 |
| 11 | 510 | Р1 | Р_АКСИАЛЬНЫЙ-0. 4 | 1 |
| 12 | 1 | Р2, Р4 | Р_АКСИАЛЬНЫЙ-0.4 | 2 |
| 13 | 1М | Р3 | Р_АКСИАЛЬНЫЙ-0.4 | 1 |
| 14 | 100 | Р5 | Р_АКСИАЛЬНЫЙ-0.4 | 1 |
Развернуть
Приложения к проекту
Участники проекта
0
0
Собрать в альбом
Идет загрузка.
..
Добавить этот проект в альбом?
Разветвленный проект будет установлен как частный в личном рабочем пространстве. Вы продолжаете?
Отправить сообщение на vikmaster.ua
- Складывать
我要咨询
我要咨询
800821856
服务时间
周一至周五 9:00~18:00
- 0755 — 2382 4495
- 153 6159 2675
服务时间
周一至周五 9:00~18:00
立创EDA微信号
easyeda
QQ交流群
664186054
立创EDA公众号
lceda-cn
Почему электрики не всегда дружат с электроникой
Похоже, этот вопрос мало волнует тех электриков, которые занимаются только бытовой электропроводкой: много ли в ней электроники? Провода, распределительные щиты, выключатели, розетки, лампочки.
Они чаще встречаются с электроникой, и, к сожалению, на заводе электрики в нее толком не вникают. Увидев простой диодный мост говорят: «Нет, там электроника, трогать не будем».
Электроника теперь везде
Сейчас, благодаря стараниям наших китайских братьев, различные электронные устройства все больше проникают даже в бытовую электропроводку. Это различные звонки в подъезды, новогодние огоньки и гирлянды, розетки и выключатели, срабатывающие от телевизионного пульта, устройства для продления срока службы ламп накаливания (задержка при включении), фотодатчики для включения освещения, электронные трансформаторы. для питания низковольтных галогенных ламп, прожекторов с датчиками движения и многого другого.
Популярные в последнее время энергосберегающие лампы внутри своего цоколя имеют простую электронную схему всего на двух транзисторах. А люминесцентные лампы, помните, с ревущими дросселями и мигающими при включении? Теперь вместо дросселей используется электронный балласт, который не ревет и обеспечивает включение без моргания.
Схема такого ЭПРА очень похожа на начинку энергосберегающих ламп.
Многие из этих устройств можно отремонтировать в домашних условиях при условии, что вы не боитесь электричества, немного разбираетесь в электронике и стремитесь к получению новых знаний.
Где получить специальное образование
Для выполнения указанных ремонтных работ вовсе не обязательно иметь высшее образование соответствующего профиля. Очень много людей, хорошо разбирающихся в электронных схемах, и занимающихся ремонтом достаточно сложной электронной техники, получили свое «электронное образование» благодаря самостоятельному изучению теории.
Теорию можно изучать по массовым радиожурналам и учебникам для техникумов и ПТУ, в которых гораздо меньше интегралов и сложных формул. Эти учебники легче для понимания, чем учебники для вузов, хотя и объясняется один и тот же предмет. Если еще и собирать различные схемы, описанные в этих журналах, можно получить много практического опыта.
В журнале «Радио» таких самоучек называют инженерами без диплома.
Как один из хороших учебников можно порекомендовать книгу Рудольфа Сворена «Электроника шаг за шагом. Практическая энциклопедия юного радиолюбителя. Издательство «Детская литература» 1991 год. Кого-то может смущать, что книга для детей, но в ней, чуть ли не на пальцах, рассказаны многие тонкости и хитрости электронной техники. Даже если вы даже не прочитаете всю книгу от корки до корки, вы всегда сможете найти в ней забытую формулу или вспомнить смысл физического явления.
Что, если я что-нибудь сожгу?
Все, конечно, слышали о законах Мерфи. Но ремонтники электронной техники руководствуются законом Горнера, который гласит, что стаж растет пропорционально количеству вышедшей из строя техники. Это грустно, но это действительно так.
Здесь нужно быть особенно внимательным и осторожным: если при ремонте бытовой электропроводки короткое замыкание вызовет только срабатывание автоматического выключателя или перегорание плавких предохранителей, то в электронном устройстве может привести малейшая искра, если не трагические, а довольно серьезные последствия.
Последнее предложение никоим образом не свидетельствует о пренебрежительном отношении к проводке.
Простой пример, точнее неприятный случай из практики. При ремонте очень мощного усилителя, даже после выключения электролитические конденсаторы в блоке питания очень долго остаются заряженными. Случайное замыкание ножек регулятора напряжения привело к перегоранию сразу нескольких микросхем, которые, естественно, пришлось менять. Это хороший пример действия закона Горнера. Большую роль в этом эпизоде сыграла простая неряшливость и невнимательность, а не неопытность, хотя это событие в известной степени способствовало увеличению опыта.
И при этом не нужно бояться ремонта электронной техники. Знакомство с электроникой обычно начинают с изготовления простых схем, не требующих наладки, сразу начинают работать. Если, конечно, все собрано аккуратно и без ошибок. Для таких первых опытов больше всего подходят различные мигалки и пищалки. классический мультивибратор.
Хорошей повторяемостью обладают схемы, собранные на цифровой логике, например серии К155 или К561.
