Усилитель на К174УН7 (A210K, ТBА810AS, LA4420) с уменьшеным уровнем искажений

DataSheet

Описание
Микросхема представляет собой усилитель мощности низкой частоты с выходной мощностью 4,5 Вт. Предназначена для использования в оконечных ступенях тракта звуковоспроизводящей аппаратуры и в телевизионных приемниках. По сравнению с К174УН7 имеет более совершенную встроенную тепловую защиту и защиту от коротких замыканий на выходе, токовых перегрузок и перемены полярности, а также меньшее значение Кг. Содержит 86 интегральных элементов. Корпус типа 1501.5-1. Масса не более 2,5 г. В состав микросхемы входят: устройство защиты от перегрузок, предварительный усилитель, управляющий каскад, мощный выходной каскад, тепловая защита.

Назначение выводов: 1 — неинвертирующий вход; 2 — инвертирующий вход; 3— общий (—Uп); 4 — выход; 5 — напряжение питания (+Uп).

Общие рекомендации по применению

Допускается кратковременное повышение напряжения питания до 40 В и входного напряжения до 1,5 В в течение времени не более 50 мс с периодичностью не менее 0,5 с. Кроме того, допускается повышение входного напряжения при условии увеличения сопротивления нагрузки (более 3,2 Ом); при этом выходная мощность должна быть не более 5,5 Вт. Разрешается эксплуатация микросхемы при Uп ≥ 8 В и Rн ≥ 2 Ом. Необходимо применение радиатора с тепловым сопротивлением не более 6 °С/Вт при Rн = 3,2…4,8 Ом. При креплении микросхемы к теплоотводу рекомендуется применять пасту КПТ-8 (ГОСТ 19783—74). Допускается использовать микросхему в схеме включений, отличающейся от типовой, при условии, что предельно допустимый режим не превышается. Не допускается превышение температуры корпуса свыше 100 °С. Разрешается эксплуатация микросхемы Rн = 8 и 16 Ом (при этом выходная мощность снижается).

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Популярная в 70-80-х годах прошлого столетия ИМС К174УН7 является одноканальным УМЗЧ с однополярным питанием и максимальной выходной мощностью 4,5 Вт [1, 2]. Эта микросхема была распространена в трактах УЗЧ отечественных полупроводниковых телевизоров, в переносной и стационарной звуковоспроизводящей аппаратуре, а также в качестве генератора пилообразного напряжения в узлах кадровой развертки черно-белых телевизоров.

К настоящему времени эта микросхема по многим параметрам устарела, и радиолюбители используют ее весьма редко. В популярной литературе уже рассказывалось о различных вариантах применения микросхемы К174УН7. Например, на этой ИМС можно создавать преобразователи напряжения, генераторы звуковой частоты, стабилизаторы постоянного напряжения [3] и другие устройства.

Между тем, если использовать две микросхемы К174УН7 (аналог TBA810S), то можно построить несложный мостовой усилитель мощности звуковой частоты, что позволит получить большую выходную мощность на той же нагрузке и при одинаковом напряжении питания. При сборке этого усилителя для чистоты эксперимента использовались исключительно отечественные компоненты, извлеченные из старой аппаратуры.

Эксперимент увенчался полным успехом: на создание конструкции не было затрачено ни одной копейки. Русский вызов всемирному финансовому кризису! Входной сигнал звуковой частоты через регулятор громкости R1, разделительный конденсатор С1 и резистор R2 поступает на базу транзистора VT1. С выводов эмиттера и коллектора этого транзистора снимаются сигналы звуковой частоты, сдвинутые по фазе на 180° относительно друг друга.

Такой способ получения противофазных сигналов более выгоден, чем получение противофазного сигнала из выходного напряжения одного плеча мостового УМЗЧ. Коэффициент передачи по напряжению каскада на VT1 — около 1. Через разделительные конденсаторы С4, С5 противофазные сигналы поступают на входы микросхем УМЗЧ DA1 и DA2. Коэффициент усиления по напряжению каждой микросхемы зависит от сопротивления резистора, подключенного к выводу 8.

Чем больше сопротивление R10 и R11 (должны быть одинаковы), тем меньше усиление микросхем. В этом УМЗЧ усиление ИМС снижено примерно втрое по сравнению с типовой схемой включения. что положительно сказывается на уменьшении вносимых усилителем искажений.

Сигнал с выходов ИМС поступает на динамическую головку через цепочку разделительных конденсаторов С21 …С23. Эти конденсаторы необходимы из-за того, что постоянное напряжение на выводах 16 микросхем DA1 и DA2 может быть не одинаковым. В моем варианте разность напряжений составила 50 мВ. При такой постоянной составляющей подключать динамическую головку к выходу УМЗЧ напрямую нежелательно, поэтому и использованы разделительные конденсаторы.

Диоды VD2, VD3 защищают конденсаторы С21, С22 от обратного напряжения, что значительно увеличивает срок службы аналога неполярного конденсатора. Конденсаторы С19, С20 — вольтодобавка, С12, С13 — фильтры питания. Демпферная цепь для каждой ИМС индивидуальная — R14-C17 и R15-C24. Диод VD1 защищает усилитель от переполюсовки напряжения питания, конденсаторы С6, С7, С8, С11 —блокировочные по цепи питания.

Цепочка R7-C3 — фильтр питания фазоинвертирующего каскада.Устройство собрано на плате размерами 125×70 мм навесным способом. При сборке усилителя следует уделить особое внимание разводке силовых и сигнальных цепей. Выводы микросхем 1, 11, 14, и соответствующие выводы элементов С12, С13, С17, С24 должны быть припаяны отдельными проводниками к соответствующим выводам конденсатора С6.

Конденсаторы С8, С11 припаивают со стороны соединений непосредственно к выводам питания микросхем. Выводы 11 и 14 микросхемы DA1 соединяются максимально короткими проводниками с аналогичными выводами DA2. Микросхемы К174УН7 устанавливают на теплоотводы из дюралюминия. Желательно, чтобы температура корпуса ИМС при работе усилителя на максимальной мощности не превышала 60°С.

При большей температуре надежность этих ИМС резко падает. Можно использовать один общий теплоотвод для обеих ИМС. В схеме использованы микросхемы К174УН7, в которых выводы 4..6 и 12… 14 отсутствуют. Если вместо К174УН7 применить микросхему К174УН9А (Б) выпуска до 1989 года, то максимальное напряжение питания усилителя можно увеличить до 18 В. Выходная мощность УМЗЧ с такими ИМС будет больше, а искажения меньше.

Более поздние микросхемы К174УН9 имеют другую схему включения, аналогичную К174УН14 (TDA2003). Вместо транзистора КТ3102В можно применить любой из серий КТ3102, КТ645, КТ6111, SS9014. Диоды КД208А можно заменить любыми из серий КД208, КД243. КД247, КД257, 1 N4001… 1 N4007. Вместо оксидных конденсаторов К50-35 можно использовать аналогичные импортные, обычно имеющие меньшие габариты.

Конденсатор С23 — неполярный, К50-16, К50-51 или подходящий пленочный из серии К73. Конденсаторы С2, С8, С11 — керамические К10-7, К10-17, КМ-5. Остальные неполярные — К73-9, К73- 17, К73-24. Конденсаторами этих типов можно заменить оксидные С4, С5 — их емкости 0,15. ..0,33 мкФ будет достаточно. Использовать на их месте керамические конденсаторы нежелательно из-за возможного микрофонного эффекта.

Постоянные резисторы можно использовать малогабаритные, любого типа. Мощность резисторов R14, R15 должна быть не менее 0,5 Вт. Для проверки работоспособности изготовленного усилителя используют осциллограф и генератор звуковых сигналов. При подключенной реальной нагрузке без входного сигнала убеждаются в отсутствии возбуждения на ВЧ обеих микросхем.

Косвенным признаком наличия высокочастотного возбуждения служит нагрев микросхем при отсутствии сигнала. Далее на вход усилителя подают синусоидальный сигнал. На выходе каждой ИМС должна быть чистая, неразмазанная синусоида. Проверку производят, изменяя напряжение питания (от 5 до 15 В) и входной сигнал от минимального до максимального (близкого к ограничению выходного сигнала).

Косвенным признаком неудачной разводки цепей питания могут быть высокочастотные всплески напряжения амплитудой до 2…4 В на конденсаторе С6. При нормальной работе усилителя от стабилизированного блока питания пульсации напряжения на С6 не превышают 100…200 мВ, паразитные выбросы отсутствуют. При напряжении питания 12 В амплитуда неискаженного синусоидального сигнала на выходе усилителя достигает 21 …22 В.

Ток покоя усилителя при напряжении питания 12В — около 25 мА. К выходу усилителя можно подключать акустическую систему или динамическую головку сопротивлением не менее 4 Ом (при напряжении питания до 10 В). При большем напряжении питания нагрузку лучше взять сопротивлением не менее 8 Ом.

При испытаниях мостовой усилитель показал весьма хорошее качество звучания. Его с успехом можно использовать в квартирных звонках, устройствах сигнализации и голосовой связи, а также для усовершенствования старой звуковоспроизводящей аппаратуры и даже при разработке новой. Мостовые усилители можно собирать и на других микросхемах серии К174.

Последние сообщения

• Альтернативные источники энергии: от кремниевых батареек до изотопных аккумуляторов22.06.2020
• Интересные факты про автомобили16.06.2020
• АС кабель: достойно, но без изоляции.09.06.2020

Популярные сообщения

• Усилитель Зуева18.05.2015
• Расчет радиатора для КРЕНки03.12.2017
• Устройство для восстановления Fuse байтов в ATtiny231329.10.2016

УМЗЧ с малыми искажениями на ИС К174УН7

В настоящее время по-прежнему остро стоит проблема миниатюризации звуковоспроизводящей аппаратуры при одновременном улучшении ее технических характеристик. Один из путей ее решения — широкое внедрение интегральных микросхем (ИС). К сожалению, не всегда их применение гарантирует высокое качество. Например, усилители мощности, построен-ные на основе ИС К174УН7 имеют сравнительно высокий (до 10 % при выходной мощности 4,5 Вт) коэффициент гармоник. В разное время радиолюбите-лями предлагались схемные решения, позволяющие снизить искажения до 1…2 %, однако этого недостаточно для высококачественных усилителей 3Ч.
Автору статьи удалось довести этот параметр до 0,07…0,08 % на частоте 1000 Гц. Снижение искажений достигнуто введением дополнительного усилительного каскада и цепи ООС (см. рисунок). Напряжение ООС снимается с делителя, образованного резистором R10 (нижнее плечо) и резистором сопротивлением 4…6 кОм (верхнее плечо), находящимся внутри ИС и включенным между выводами 6 и 12.

Дополнительный усилительный каскад позволяет снизить искажения, вносимые ИС, поскольку дает возможность увеличить глубину ООС, повысив сопротивление резистора R10. Неизбежное снижение коэффициента усиления ИС компенсируется дополнительным каскадом усиления.

Дальнейшее снижение нелинейных искажений достигнуто включением цепи ООС (конденсатора С8) между выводом 6 ИС и точкой соединения резисторов R4, R5 коллекторной нагрузки транзистора VT1. При этом сам транзистор оказывается охваченным параллельной ООС по напряжению, и на его базу поступает разность входного и выходного сигналов. Входное же сопро-тивление усилителя становится равным сопротивлению резистора R1, т. е. 15 кОм. Для коллекторной цепи транзистора напряжение ООС является вольтодобавкой, увеличивающей эффективное сопротивление резистора R5 в несколько раз, что резко повышает коэффициент усиления дополнительного каскада.

При указанных на схеме номиналах элементов коэффициент усиления микросхемы DA1 составляет 4…6, а каскада на транзисторе VT1 — 10…12. Резистором R3 устанавливают симметричное ограничение полуволн сигнала при изменении напряжения питания в пределах 5…15 В. С целью снижения (в 2…Зраза) коэффициента гар-моник на частотах выше 6000 Гц в предлагаемом устройстве в 8 раз. по сравнению с типовой схемой включения, уменьшена емкость конденсатора С4, что может привести к самовозбуждению отдельных экземпляров усилителя. В этих случаях следует пойти на компромисс и несколько увеличить емкость упомянутого конденсатора. По-иному (опять же по сравнению с типовой схемой) включена нагрузка. Связано это со стремлением сократить число конденсаторов. Дополнительно введенная цепь R7C2 обеспечивает фильтрацию напряжения питания и уменьшает (в 1,5…2 раза) искажения, обусловленные его нестабильностью.

При макетировании описанного усилителя было установлено, что существенное влияние на коэффициент гармоник оказывает последовательность подключения выводов деталей к общему проводу. Она должна быть такой (от входа к выходу): R3, R6, вывод 9 DA1 СЗ. С4, R9, С9, вывод 10 DA1. С 10. Конденсатор С2 следует соединить с общим проводом в той точке, где к нему подключен резистор R3. Важно также, чтобы были соединены в одной точке выводы резисторов R1—R3 и базы VT1.

Для измерения параметров усилителя использовались генератор сигналов звуковой частоты ГЗ-107

и измеритель нелинейных искажений
С6-5
. При напряжении питания
12
и
15 В
, сопротивлении нагрузки
4 Ом
и выходном напряжении
3
и
4,3 В
коэффициент гармоник на частоте 1000 Гц составил соответственно
0,07
и
0,1 %
. Измеренное на нагрузке отношение сигнал/шум равно 79 дБ относительно номинального уровня выходного напряжения 3 В.

При напряжении питания 12 В и выходном 3 В АЧХ усилителя в диапазоне 1000…16 000 Гц

горизонтальна, а на частотах 63 и 100 Гц имеет спад соответственно 6 и 2,5 дБ, что обусловлено влиянием конденсатора С9. При увеличении его емкости до
10000 мкФ
АЧХ усилителя горизонтальна вплоть до 20 Гц.
А. ЖАРОНКИН
Полный текст статьи с печатными платами

▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Улучшение параметров усилителя на К174УН7 В. ГРОМОВ, А. РАДОМСКИН

▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Стереофонический усилитель 2×4 Вт

На базе интегральной микросхемы К174УН14 отечественная промышленность выпускает стереофонический усилитель с выходной мощностью до 4 Вт на каждый канал Особенностью данной микросхемы является то, что два одинаковых кремниевых кристалла, на которых она основана, помещены в общий корпус с небольшими металлическими теплоотводами Специально для нее выпускается дополнительный игольчатый теплоотвод, способный обеспечивать нормальный тепловой режим работы обоих каналов усилителя при выходной мощности до 4 Вт на каждый канал Внешне эта интегральная микросхема ничем не отличается от широко распространенных в любительской практике микросхем К174УН7 и К174УН9, но по своим возможностям превосходит их Микросхема К174УН20 рассчитана на работу с источником питания напряжением до 12 В при токе покоя 65 мА и сопротивлении нагрузки 4 или 8 Ом Равномерное усиление сигнала производится в полосе частот 50 Гц – 16 кГц, что вполне приемлемо для большинства любительских конструкций Причем если выходная мощность на каждый канал не будет превышать 0,5-0,8 Вт, то можно обойтись без дополнительного теплоотвода, в противном случае он необходим Если специального игольчатого теплоотвода приобрести не удастся, его можно заменить пластинчатым, например из листового алюминия или меди толщиной 1,0-1,5 мм Его площадь должна быть не менее 9-10 см2 для каждого металлического выступа с отверстием под винт Теплоотвод можно оформить в виде уголка, что сэкономит место на плате

На рис 143 приведена принципиальная схема стереофонического усилителя на основе микросхемы К174УН20 Он обеспечивает выходную мощность 4 Вт по каждому каналу при напряжении питания 12 В и сопротивлении нагрузки 4 Ом При увеличении сопротивления нагрузки до 8 Ом в каждом канале выходная мощность уменьшается до 2,2 Вт на канал при том же напряжении питания

Особенностью схемы является отсутствие плавных регуляторов громкости, которые заменены делителями входного напряжения на

Рис 143 Схема стереофонического УМЗЧ на ИМС К174УН20

двух резисторах Rl, R2 и R3, R4 с коэффициентом деления 1:2 Это сделано с целью подключения к выходу карманного аудиоплейера входа данного усилителя В таком случае монтаж на печатной плате может иметь вид, показанный на рис 144 и 145 При необходимости усилитель разрешается снабдить светодиодным индикатором включения питания, что бывает весьма полезно при работе от автономного источника Это легко сделать с помощью постоянного резистора R5 и светодиода HL1, подключенных к источнику питания после выключателя

Рис 144 Монтаж стереофонического УМЗЧ на ИМС К174УН20

Μ 1:1

Рис 145 Печатная плата стереофонического УМЗЧ на ИМС К174УН20

При необходимости усилитель можно оснастить двумя плавными регуляторами громкости, включив два переменных резистора сопротивлениями по 22 кОм вместо резисторов Rl, R2, и R3, R4 Других изменений в принципиальной схеме производить не требуется

Питание на усилитель можно подавать от 8, а еще лучше – от 10 элементов 373 либо 343 в автономном режиме или от выпрямителя на 12 В, желательно стабилизированного Допустимо также применение универсального питания – от батареи или сети в зависимости от условий

Источник: Виноградов Ю А и др, Практическая радиоэлектроника-М: ДМК Пресс – 288 с: ил (В помощь радиолюбителю)

Tweet Нравится

• Предыдущая запись: Простые советы при работе с паяльником
• Следующая запись: Вновь немного о языке Си – для новичков в радиоделе

Похожие посты:

• Усилители с общим эмиттером и общим истоком (0)
• Классификация усилителей (0)
• Двухтактные усилители (0)
• Схема Дарлингтона принцип действия (1)
• Простые дифференциальные усилители на транзисторах (0)
• Усилитель сигнала выключения канала цветности (0)
• Полосовой усилитель сигналов цветности (0)

Схема переделки модуля УНЧ

В центре схемы схема модуля УНЧ выше указанного телевизора. Модуль сделан на микросхеме К174УН14, кроме собственно УНЧ там так же есть и резисторы регулировки тембра R2 и R4, а так же, выключать S, которым можно выключить динамик, чтобы подключить головные телефоны. Схема модуля УНЧ подверглась изменениям, которые показаны на схеме.

Поскольку регулятор тембра для переговорного устройства не нужен, а регулятор громкости просто необходим, этот регулятор тембра был переделан в регулятор громкости. Регулятором громкости стал переменный резистор R4. Для этого потребовалось выпаять из схемы R3, R5, СЗ и С2.

Вместо СЗ поставить перемычку П1, а вместе С2 поставить конденсатор большей емкости (0,33 мкФ). Теперь бывший регулятор тембра по ВЧ R4 превратился в регулятор громкости.

Рис. 1. Схема подключения модуля УНЧ о телевизора в качестве переговорного устройства.

Кроме того, в последствии выяснилось что чувствительности УНЧ недостаточно для хорошей работы с электретными микрофонами, поэтому было принято решение увеличить коэффициент передачи микросхемы К174УН14 изменив её ООС, путем увеличения сопротивления резистора R9. Вместо 330 Ом поставлено 680 Ом, но конкретно это нужно уточнить.

Теперь о работе схемы в целом. На входе устанавливается пассивный блок, состоящий из динамика В1, электретного микрофона М1 и звонковой кнопки S3. Система вызова работает независимо, и представляет собой стандартную схему квартирного звонка, разница только в том, что он установлен не возле двери в квартиру, а на заборе, возле калитки для входа на дачный участок.

S3 — звонковая кнопка, чтобы не мокла защищена тубусом, вырезанным из пластиковой бутылки. От неё двойной провод на 220V идет в дом, а там обычный квартирный звонок ЗВ1. В общем, эта схема звонка была еще до того, как появилось переговорное устройство, но теперь можно не бежать сразу к калитке, а сначала поговорить.

Активный узел установлен в доме, и не считая звонка, соединяется с пассивным только одним экранированным аудиокабелем (для стереосигнала). К оплетке припаяны соединенные вместе вывод динамика В1 и отрицательный вывод микрофона М1.

Переключатель S2 служит для управления «прием / передача». Он без фиксации, кнопка. В не нажатом положении, как показано на схеме, можно слушать собеседника — гостя. А чтобы ответить — нужно нажать S2, и удерживать нажатой во время ответа.

S1 — выключатель питания. Пока никто не звонит можно все выключить. Микрофон М2 и динамик В2 расположены в доме.

И так, поступил звонок, включаем схему выключателем S1. При этом S2 не нажат, и находится в показанном на схеме положении. На микрофон М1 поступает питание через резистор R101 (обозначил трехзначным числом, чтобы отличалось от нумерации резисторов на схеме модуля УНЧ).

Подбором сопротивления этого резистора можно установить чувствительность микрофона М1, в процессе налаживания домофона. Через кабель, верхнюю по схеме секцию S2 сигнал с микрофона М1 поступает на УНЧ. Переменным резистором R4 можно регулировать громкость звука. С выхода УНЧ на микросхеме К174УН14 (выключатель S модуля УНЧ должен быть замкнут) сигнал поступает через нижнюю по схеме секцию S2 на динамик В2, расположенный в доме. Таким образом, из В2 слышно то, что говорят перед М1.

Чтобы ответить, нужно нажать S2. При этом через его верхнюю по схеме секцию подключается микрофон М2, расположенный в доме. Питание на него поступает через резистор R102.

Подбором сопротивления этого резистора можно установить чувствительность микрофона М2, в процессе налаживания домофона. Сигнал от микрофона М2 через верхнюю по схеме секцию S2 поступает на УНЧ. Переменным резистором R4 можно регулировать громкость звука. С выхода УНЧ на микросхеме К174УН14 (выключатель S модуля УНЧ должен быть замкнут) сигнал поступает через нижнюю по схеме секцию S2 на динамик В1, расположенный возле калитки. Таким образом, из В1 слышно то, что говорят перед М2, и гость будет вас слышать.

Микросхема К174УН7

Параметры микросхемы К174УН7

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.)
.
Корпус ИМС К174УН7

Принципиальная схема ИМС К174УН7

Типовая схема включения ИМС К174УН4

Электрические параметры

Предельно допустимые режимы эксплуатации

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
5
,
6
и
12
микросхемы недопустима. Выходное сопротивление источника питания должно быть не более
0,05 Ом
.

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.