Благодаря высокому КПД импульсная техника все более широко входит в современную жизнь. Не исключением стали и оконечные аудиоусилители мощности: на смену громоздким, сильно греющимся аналоговым усилителям А/В-класса пришли усилители D-класса. Эффективность современных усилителей мощности звуковой частоты (УМЗЧ) D-класса намного выше аналоговых УМЗЧ класса АВ иногда с тем же качеством звучания. Для охлаждения выход D необходим радиатор небольшой площади. Главная особенность усилителей D-класса заключается в том, что выходные каскады работают в ключевом режиме на высокой частоте (обычно больше 200 кГц) и практически не выделяют тепловую мощность. Для этого сигнал звука кодируется методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Поэтому на выходе УМЗЧ класса D перед громкоговорителем нужен фильтр низких частот, подавляющий высокочастотную составляющую ШИМ-сигнала.
Цель данной статьи познакомить читателей с наиболее распространенными готовыми электронными модулями усилителей D-класса. Как правило, такие модули не комплектуются принципиальными схемами. Поэтому в статье приведены блок-схемы и типовые схемы включения используемых в этих модулях микросхем.
Модуль стереоусилителя 2хЗW D-класса на базе микросхемы РАМ8403 (фото 1)
Основные параметры стереоусилителя
| Выходная мощность при напряжении питания 5 В, нагрузке 4 Ом | 2×3 Вт |
| Netzteil | 2,5…5,5 В |
| Last | 4 или 8 Ом |
| Выходная мощность при нагрузке 8 Ом | 2×1,8 Вт |
| Соотношение сигнал/шум | 80 дБ |
| Коэффициент нелинейных искажений при выходной мощности 1 Вт, нагрузке 4 Ом, напряжении питания 5 В, не более | 0,15%; |
| Leistungsfähigkeit | до 90%; |
| Betriebstemperaturbereich | -40…+85″С |
| Размеры модуля | 19x21x3 мм |
Фото 1
Микросхема (МС) РАМ8403 – это 2×3 Вт стерео-усилитель D-класса. Низкий коэффициент нелинейных искажений позволяет получить высокое качество звучания при достаточной выходной мощности. Новая бесфильтровая архитектура микросхемы РАМ8403 с непосредственным подключением динамиков сильно упрощает обвязку и схему усилителя в целом и уменьшает его стоимость.
Для снижения электромагнитных помех желательно применение ферритовых колец на проводах подключения громкоговорителей.
Основное применение – портативная электроника с автономным питанием (акустические системы в ноутбуках, планшетах, мониторах, переносных телевизорах и т.д.).
Von Figur 1 показана блок-схема, а Figur 2 – типовая схема включения МС типа РАМ8403.
Рис. 1
Fig. 2
Модуль стереоусилителя 2x50W D-класса на базе микросхемы TDА7492 (фото 2)
МС ТDА7492 – стереоусилитель 2×50 Вт D-класса с однополярным питанием.
Эта МС имеет достаточно сложную внутреннюю архитектуру, обеспечивающую высокоэффективную защиту и значительную выходную мощность. Применение выходных фильтров обязательно.
Фото 2
Основные параметры стереоусилителя
| Выходная мощность при напряжении питания 25 В, нагрузке 6 Ом | 2×50 Вт |
| Напряжение питания при нагрузке 4 Ом | 8…2Є В |
| Last | 4…8 Ом |
| Выходная мощность при сопротивлении нагрузки 8 Ом | 2×40 Вт |
| Типовая нагрузка модуля | 6 Ом |
| Диапазон частот | 20 Гц.,.20 кГц |
| Неравномерность АЧХ типовая, менее | 2 ДБ |
| Фиксированные коэффициенты усиления | есть |
| Усилитель малошумящий: типовой коэффициент нелинейных искажений при выходной мощности до 20 Вт, сопротивлении нагрузки 8 Ом и напряжении питании 25 В, не более | 0,1% |
| Защита выходов от короткого замыкания | есть |
| Защита по напряжению питания | есть |
| Защита от перегрева | есть |
| Leistungsfähigkeit | до 90% |
| Выделяемая тепловая мощность при выходной мощности 2×40 Вт | 8 Вт |
| Частота ШИМ приблизительно | 300 кГц |
| Betriebstemperaturbereich | 0…+70Т |
| Размеры модуля | 60x70x24 мм |
Основное применение – высококачественные усилители (телевизоры, мониторы, магнитолы, приемники и т.д.). На Figur 3 показана блок-схема одного канала микросхемы TDА7492, а на Figur 4 – типовая схема включения этой МС.
Fig. 3,ru
Fig. 4,ru
Модуль стереоусилителя 2×100In D-класса на базе ТDА7498 (фото 3)
Блок-схема и схема включения МС TDА7498 практически аналогичны соответствующим схемам МС TDА7492.
Фото 3
Особенности усилителя
| Выходная мощность при напряжении питания 36 В, нагрузке 6 Ом | 2×100 Вт |
| Напряжение питания при нагрузке 6 Ом | 14…39 В |
| Last | 6…8 Ом |
| Выходная мощность при типовой нагрузке 8 Ом | 2×80 Вт |
| Leistungsfähigkeit | до 90% |
Стереоусилитель 2х50In D-класса на базе ТРА3116D2 (фото 4)
Особенность микросхемы ТРА3116D2 – это изменяемая частота ШИМ с целью уменьшения электромагнитных помех в АМ диапазоне. Кроме того, возможно каскадное включение этих МС с общей синхронизацией (ведущий/ведомый) частоты ШИМ.
Von фото 4 показан модуль с сабвуфером (2.1-стерео 2×50 Вт и моно 100 Вт).
Von Figur 5 показана блок-схема микросхемы ТРА3116D2, а на Figur 6 – типовая схема включения этой МС.
Фото 4
Рис. 5
Рис. 6
Основные параметры стереоусилителя на базе ТРАЗ116D2
| Выходная мощность при напряжении питания 21 В и сопротивлении нагрузки 4 Ом | 2×50 Вт |
| Напряжение питания при нагрузке 4 Ом | 4,5…2б В |
| Last | 4…8 Ом |
| Диапазон частот | 20 ГЦ….20 кГц |
| Неравномерность АЧХ, менее | 2 дБ |
| Улучшенная схема модуляторов | есть |
| Фиксированные коэффициенты усиления | есть |
| Типовой коэффициент нелинейных искажений при выходной мощности до 20 Вт, нагрузке 8 Ом и напряжении питания 24 В во всем диапазоне частот, не более | 0,3% |
| Защита от короткого замыкания на выходах | есть |
| Защита по напряжению питания | есть |
| Защита от перегрева | есть |
| Leistungsfähigkeit | до 90% |
| Частота переключения ШИМ | 400 кГц …1,2 МГц (выставляется) |
| Betriebstemperaturbereich | -40…+85°С |