Παραμύθια από το τσιπ: Ενισχυτής ήχου LM1875: 8 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Μου αρέσουν μερικοί ενισχυτές τσιπ - μικροσκοπικά πακέτα καθαρής ηχητικής ισχύος. Με μερικά μόνο εξωτερικά εξαρτήματα, καθαρό τροφοδοτικό και λίγη έντονη ψύξη, μπορείτε να αποκτήσετε πραγματικά υψηλής ποιότητας ήχο που ανταγωνίζεται πολύπλοκα, διακριτά σχέδια τρανζίστορ.

Πήγα λίγο πιο λεπτομερώς για το όφελος των ενισχυτών τσιπ στο φόρο τιμής μου LM386 - αυτό μπορεί να είναι ένα καλό μέρος για να ξεκινήσετε. Εδώ, θα αναφερθώ ακριβώς στο τι κάνει το LM1875 τόσο υπέροχο και πώς να φτιάξω ένα απλό κύκλωμα. Βόλτα, Ντόμπιν!

Βήμα 1: Πείτε γεια στο LM1875

Το LM1875 ("δεκαοκτώ-εβδομήντα πέντε") είναι ένα τέρας ενός τσιπ σε ένα πολύ λιτό πακέτο και ένα άλλο πολύ αγαπημένο τσιπ στην κοινότητα ήχου DIY. Το επίσημο φύλλο δεδομένων (PDF) ισχυρίζεται ότι μπορεί να οδηγήσει 20W σε φορτία 8Ω δεδομένου +-25V και έως 30W παρέχεται με επιπλέον +-5V χυμό… και όλα σε λιγότερο από 1% THD. Και όσο σπάνιο κι αν είναι, μπορώ να επιβεβαιώσω ότι το καμάρι στο φύλλο δεδομένων είναι επίκαιρο - αυτά τα στοιχεία μπορούν να επιτευχθούν αρκετά άνετα στην πραγματικότητα (δεδομένης της υγιούς ψύξης).

Βήμα 2: Pinout

Το πακέτο TO-220, με μόνο 5 ακίδες, είναι απλό να συνδεθεί:

1 - Αρνητική είσοδος (-IN)

2 - Θετική είσοδος (+IN)

Τυπικές είσοδοι op-amp, με τη θετική είσοδο να λαμβάνει το ηχητικό σήμα και την αρνητική είσοδο συνδεδεμένη στη γείωση.

3 - Αρνητική προσφορά (-Vee)

5 - Θετική Προμήθεια (Vcc)

Εδώ τροφοδοτείτε τον ενισχυτή, ιδανικά με διπλή τροφοδοσία. Μπορεί επίσης να οδηγηθεί από μία μόνο παροχή συνδέοντας τον πείρο 3 στη γείωση, ωστόσο η απόδοση μπορεί να υποστεί.

4 - Έξοδος

Εδώ μπορείτε να δειπνήσετε με κάποιο γλυκό, γλυκό ενισχυμένο σήμα.

Βήμα 3: Σχηματικό και BOM

Εδώ είναι ένα απλό σχηματικό για ένα μόνο κανάλι - για στερεοφωνικό θα χρειαστείτε δύο από αυτά.

Τα R1 και R2 είναι οι αντιστάσεις κέρδους που συνδέονται με την αναστροφική είσοδο του ενισχυτή. Οι τιμές των 22KΩ και 1KΩ λειτουργούν με κέρδος 23:

Κέρδος = 1 + (R1 / R2)

= 1 + (22 / 1) = 23

Για να αλλάξετε το κέρδος, απλώς αντικαταστήστε το R1 με άλλη αντίσταση στην περιοχή kohm και συνδέστε το στον τύπο.

Οι CIC1 έως CIC4 είναι οι πυκνωτές αποσύνδεσης για το LM1875. Ο μικρότερος πυκνωτής (100nF) φιλτράρει τον θόρυβο υψηλής συχνότητας στη ράγα ισχύος, ενώ το μεγαλύτερο καπάκι (220uF) παρέχει μια πηγή ενέργειας για να εξομαλύνει τις πτώσεις στο τροφοδοτικό. Σε ένα κύκλωμα παραγωγής, αυτά τα καλύμματα πρέπει να τοποθετούνται όσο το δυνατόν πιο κοντά στους πείρους εισόδου ισχύος του τσιπ. Για περισσότερες πληροφορίες, ανατρέξτε σε αυτό το εκπληκτικά εύκολο στην κατανόηση άρθρο της Analog Devices σχετικά με τις σωστές τεχνικές αποσύνδεσης.

Ομοίως, τα C1, C2, R2 και R3 είναι εκεί για να φιλτράρουν τον θόρυβο, ενώ το R5 λειτουργεί ως αντίσταση έλξης, επιτρέποντας μια διαδρομή προς τη γείωση εάν δεν είναι συνδεδεμένο σήμα (μείωση βουητού).

Τα R6 και C3 σχηματίζουν ένα κύκλωμα RC, ένα φίλτρο που αφαιρεί τις ραδιοσυχνότητες από την επανατροφοδότηση στο κύκλωμα και εμποδίζει τις ταλαντώσεις από το ηχείο να επιστρέψουν στον ενισχυτή.

_

BOM:

IC: LM1875

R1: 22kΩ

R2: 1kΩ

R3: 1kΩ

R4: 1MΩ

R5: 22kΩ

R6: 1Ω, 1W

C1: ηλεκτρολυτική 10uF (ή κατά προτίμηση μεμβράνη πολυεστέρα/πολυπροπυλενίου)

C2: ηλεκτρολυτικό 47uF

C3: 220nF X7R / φιλμ

CIC1, CIC3: 220uF ηλεκτρολυτικό

CIC2, CIC4: 100nF X7R / φιλμ

_

Θα χρειαστείτε έναν τρόπο να τροφοδοτήσετε τον ήχο - μάζεψα μια υποδοχή 3,5 χιλιοστών από μια παλιά συσκευή και έκανα ένα ξεμπλοκάρισμα που συνδέεται κατευθείαν σε ένα breadboard, ή μπορείτε να κόψετε το κεφάλι από ένα παλιό καλώδιο ήχου 3,5 χιλιοστών, κολλήστε μερικές κεφαλίδες τα άκρα και συνδέστε το απευθείας.

Επίσης, θα χρειαστείτε τους συνηθισμένους βραχυκυκλωτήρες, καλώδια, ηχείο/ομοίωμα φόρτισης και τροφοδοτικό - ένα αξιοπρεπές μεταβλητό τροφοδοτικό πάγκου που μπορεί να παρέχει +/- 30V θα είναι χρήσιμο.

Τέλος - ψύκτρα! Τα περισσότερα chipamps κατηγορίας A/B απαιτούν σημαντική ψύξη, οπότε πάρτε μια μεγαλύτερη ψύκτρα από ό, τι νομίζετε ότι θα χρειαστείτε και διατηρήστε την για σκοπούς πρωτοτυπίας.

Βήμα 4: Δημιουργία Breadboard

Ιδού λοιπόν το ψωμί μου…

… Αλλά ΑΠΟΠΟΙΗΣΗ

Αυτή δεν είναι η πιο βέλτιστη διάταξη - ιδανικά, τα εξαρτήματα θα πρέπει να είναι πολύ πιο κοντά μεταξύ τους και τα καπάκια αποσύνδεσης ιδιαίτερα βρίσκονται πολύ μακριά από τις ακίδες IC. Ωστόσο, το άπλωσα για να το καταλάβω πιο εύκολα στις φωτογραφίες και για να ταιριάζει η αμήχανη ψύκτρα μου. Τα αποτελέσματα είναι καλά για μικρές περιόδους δοκιμών.

Έβαλα και τις δύο λωρίδες ισχύος στη μία πλευρά του ψωμιού, ώστε να μπορώ να κρατήσω χώρο γύρω από το IC για τη ψύκτρα. Αυτό έχει το πρόσθετο πλεονέκτημα ότι καθιστά τις ειδικές θετικές, αρνητικές και γειωμένες ράγες εύκολα προσβάσιμες στο κάτω μέρος του πίνακα.

Βήμα 5: Μην ξεχνάτε τη ψύκτρα

Για να ετοιμάσετε μια ψύκτρα, τοποθετήστε την πρώτα στην πλάκα και σημειώστε πού πρέπει να πάει η τρύπα για να την ασφαλίσετε στο IC. Στη συνέχεια, ανοίξτε την τρύπα και τρίψτε όλη την επιφάνεια επαφής με πολύ λεπτό χαρτί μέχρι να γίνει λεία και γυαλιστερή η επιφάνεια.

Στη συνέχεια, εφαρμόστε μια κουκκίδα θερμικής πάστας στην επιφάνεια επαφής και τοποθετήστε την μονωτική μαρμαρυγία στην κορυφή με μερικές λαβίδες - προσπαθήστε να μην χειρίζεστε τη μίκα με τα δάχτυλά σας.

Τέλος, χρησιμοποιήστε ένα καπέλο (ή "θάμνο"), ένα παξιμάδι και ένα μπουλόνι για να στερεώσετε το τσιπ στη ψύκτρα. Θα πρέπει να είναι αρκετά σφιχτό ώστε το IC να μην μπορεί να περιστραφεί γύρω από το μπουλόνι και όχι πιο σφιχτό!

Τέλος, ελέγξτε ξανά ότι η γλωττίδα του τσιπ είναι μονωμένη από τη ψύκτρα κάνοντας μια δοκιμή συνέχειας με το πολύμετρό σας - με τον έναν αισθητήρα στην καρτέλα της ψύκτρας και τον άλλον στην ίδια τη ψύκτρα. Χωρίς μπιπ = καλή δουλειά!

Βήμα 6: Δοκιμάστε το

Ελέγξτε και ελέγξτε ξανά ότι όλες οι συνδέσεις σας είναι σταθερές και βεβαιωθείτε ότι στέλνετε τάση + και - στις σωστές ράγες. Ρυθμίστε το τροφοδοτικό στα +10V, σταθείτε και ενεργοποιήστε!

Εάν δεν εμφανιστεί μια συγκλονιστική έκρηξη καπνού, πιθανότατα το έχετε πετύχει. Παίξτε λίγη μουσική και ακούστε το δοκιμαστικό ηχείο σας. Εάν το τροφοδοτικό πάγκου σας διαθέτει ενσωματωμένο αμπερόμετρο, μπορείτε να δείτε πόσο ρεύμα τραβάει ο ενισχυτής σας ανά πάσα στιγμή - δοκιμάστε να αυξήσετε την ένταση για να δείτε την τρέχουσα κλήρωση να αυξάνεται.

Σε χαμηλές τάσεις, πιθανότατα θα αντιμετωπίσετε αποκοπή ή άλλες μορφές παραμόρφωσης νωρίτερα παρά αργότερα, και σε υψηλότερους ήχους η μουσική σας θα ακούγεται αρκετά απαίσια. Ανεβάστε αργά την τάση - ο LM1875 χειρίζεται +-25V σαν πρωταθλητής, οπότε αν έχετε μια αξιοπρεπή ψύκτρα δεν θα πρέπει να ανησυχείτε.

Τάση εξόδου

Έτρεξα την έξοδο σε ένα γιγαντιαίο ομοίωμα φορτίο (αντίσταση 300W, 8Ω) και περιόρισα την έξοδο. Με ηχείο 1kHz στην κορυφή 810mV, το LM1875 μου προσέφερε μια αξιοπρεπή, καθαρή κορυφή 20,15V (14,32V RMS) στην έξοδο - λίγο περισσότερο από τη ρύθμιση κέρδους.

Εξουσία

Όσον αφορά την καθαρή ισχύ, το κάνω…

Ισχύς RMS = Vrms^2 / R = 14.32^2 /8 = 25.63W

… Απλά ντρέπομαι για 26W! Καθόλου κακό.

Σε αυτό το σημείο, ήθελα να δω αν θα μπορούσα να φτάσω σε αυτό το μυθικό σήμα LM1875 30W, αλλά πρώτα έπρεπε να αλλάξω τη ψύκτρα με κάτι λίγο πιο καθησυχαστικό…

Βήμα 7: Το τέρας του χαλκού