Журнал "Новости Электроники", номер 2, 2007 год.

Журнал "Новости Электроники", номер 2, 2007 год.Высокоточный усилитель звуковой частоты со встроенным высоковольтным драйвером внешних транзисторовРоман Поташов Новая микросхема LM4702 от National Semiconductor позволяет создавать усилители мощности звуковой частоты (ЗЧ) с номинальной выходной мощностью до 300 Вт и малым уровнем шума. Характерной особенностью данной микросхемы является высокий уровень питающего напряжения, что позволяет получить высокую выходную мощность при использовании внешних транзисторов.

 

 

 

Как показывает практика применения микросхем усилителей мощности ЗЧ (звуковой частоты), выполненных на одном кристалле, главным фактором при выборе элементной базы для звуковоспроизводящей части разрабатываемого устройства являются простота настройки и малое количество элементов обвязки. Однако в большинстве случаев качество воспроизведения звукового сигнала никак не попадает под класс HI-FI в связи с высоким процентом нелинейных искажений.

Этот факт связан не только со схемотехническими решениями подобных микросхем, но и с тем, что температуры элементов входного и выходного каскадов напрямую зависят друг от друга.

Коэффициент нелинейных искажений у этих микросхем даже при номинальной выходной мощности достигает 10%, что отчетливо прослушивается при воспроизведении. Выходная мощность подобных микросхем не превышает 100...150 Вт при нагрузке на сопротивление динамической головки 4...8 Ом. Однако существуют и более качественные элементы для построения выходных каскадов усилителей ЗЧ, например, серия микросборок STK. Они выполнены на бескорпусных элементах, расположенных на металлической подложке с использованием диэлектрических прокладок. Цена таких микросборок, как правило, в несколько раз выше, чем у подобных однокристальных микросхем, а габаритные размеры корпуса значительно больше, чем у однокристальных микросхем. Это влечет неудобства при проектировании теплоотвода, а также значительно увеличивает размеры конечного устройства.

Компания National Semiconductor представила микросхему LM4702, позволяющую создавать усилители мощности ЗЧ с номинальной выходной мощностью до 300 Вт с низкими гармоническими искажениями (0,005% с учетом шума) и малым уровнем шума (эквивалентное напряжение шума 3 мкВ) см. рисунок 1.

 

Рис. 1. Готовый модуль стереофонического усилителя мощности, выполненного на LM4702

LM4702 - это высокоточный стереоусилитель звуковой частоты, с встроенным высоковольтным драйвером внешних транзисторов и широкой полосой пропускания. Особенностью данной микросхемы является высокий уровень питающего напряжения до ±85 В, что позволяет получить высокую выходную мощность при использовании внешних транзисторов.

Стандартная рекомендованная производителем схема включения LM4702 приведена на рисунке 2.

 

Рис. 2. Принципиальная, рекомендованная производителем, схема включения LM4702

Основные особенности LM4702:

Выходная мощность с внешними транзисторами до 300 Вт;Широкий диапазон питающих напряжений ±20...85 В;Эквивалентное напряжение шума 3 мкВ;Рабочий диапазон температур -20°С до 85°С;Коэффициент гармонических искажений 0,001%;Собственный ток потребления до 30 мА;Защита от перегрева (150 с);Встроенная функция отключения;Функция «приглушения» (Mute) для перевода в статический режим;Полоса пропускания (при -3Дб) от 20 Гц до 25000 Гц;Корпусное исполнение TO-220-15.

Как показывает практика западных коллег-инженеров, проводивших экспериментальные тестирования данной микросхемы, номинальная выходная мощность при использовании MOSFET-транзисторов достигала 500 Вт (при нагрузке на стандартную динамическую головку сопротивлением 8 Ом). Пример реализации такого включения LM4702 представлен на рисунке 3.

 

Рис. 3. Принципиальная схема включения LM4702 с использованием в выходном каскаде MOSFET полевых транзисторов

Для оптимизации работы усилителя ЗЧ, построенного на микросхеме LM4702 с источником звукового сигнала, компания National Semiconductor рекомендует использовать новый операционный усилитель LM4562. Данная пара образует новое высококачественное аудиосемейство.

LM4562 устанавливает новый уровень качества благодаря беспрецедентно низкому уровню искажений и шума, высокой скорости, широкому диапазону рабочих напряжений и высокой нагрузочной способности. Операционный усилитель LM4562 обеспечивает низкую входную плотность шума 2,7 нВ/ЦГц при частоте 217 Гц, точку перегиба 1/f шума 60 Гц и работу на нагрузку 600 Ом. Для обеспечения работы на наиболее распространенную высокую нагрузку без ущерба для шумовых характеристик, LM4562 имеет скорость нарастания 20 В/мкс и 56 МГц рабочую полосу усиления. Частота единичного усиления LM4562 остается стабильной в широком диапазоне питающего напряжения от ±2,5 В до 17 В, а его выход может обеспечить ток до 45 мА. В данном диапазоне питающих напряжений входные цепи LM4562 обеспечивают подавление синфазного сигнала и влияния источника питания (PSRR) более чем на 108 дБ и типовой ток смещения входа 10 нА. Операционный усилитель выдает полный звуковой динамический диапазон, усиливаемый далее выходным каскадом. При работе на нагрузку 2 кОм, выходной каскад обеспечивает размах сигнала на 1 В меньше границ питающего напряжения, а при нагрузке 600 Ом - на 1,5 В. Сдвоенный операционный усилитель LM4562 выпускается в 8-выводных корпусах типа SOIC и DIP.

Усилители, построенные на LM4702, могут использоваться не только как элемент профессионального звуковоспроизводящего оборудования высокого класса, но и для построения трансляционных усилителей в общественных местах (учебных заведениях, вокзалах, аэропортах и т.д).

Вернуться к содержанию номера







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.