Усилитель LM386. Применение данной микросхемы будет оправдано при изготовлении небольших устройств с низким напряжением питания, например, усилитель для , карманных и т.д.
Простота применения LM386 обусловлена применением всего нескольких внешних деталей, позволяющих получить полноценный усилитель.
Микросхема LM386 представляет собой усилитель мощности для усиления слабых аудиосигналов при низком напряжении питания. Хотя по умолчанию коэффициент усиления LM386 установлен на уровне 20, он с успехом может быть увеличен почти в 10 раз, то есть до 200 путем подключения внешних элементов, а именно и к выводам 1 и 8.
Вход микросхемы LM386 работает относительно земли, в то время как выход автоматически смещен к половине напряжения питания.
Функциональная схема LM386
Назначение выводов микросхемы LM386
Размеры LM386
Усилитель LM386 выпускается в четырех модификациях. Первые три из них, а именно: LM386 N-1, N-2, N-3, обеспечивают очень низкое искажение и хорошо работают при напряжении питания в диапазоне от 4 до 12 вольт постоянного тока.
Четвертый тип, LM386 N-4 работает с рабочим напряжением от 5 до 18 вольт постоянного тока. Это крайние значения питающего напряжения, за пределами которого усилитель либо перестает работать, либо перегревается и выходит из строя.
- Ток покоя (потребление тока, когда усилитель находится в режиме ожидания) составляет около 4 мА.
- Максимальная выходная мощность LM386 около 1,25 Вт при использовании динамика на 8 Ом.
- Коэффициент усиления по напряжению составляет от 20 до 200 (от 26 дБ до 46 дБ соответственно).
- Пропускная способность: 300 кГц при работе от 6 вольт питания
- Низкий уровень искажений: 0,2%
- Широкий диапазон напряжения питания: 4…12В или 5…18В
Схемы включения усилителя LM386
На рисунке ниже показано типовое включение микросхемы LM386 из datasheet. В данном случае коэффициент усиления схемы ограничено до 20, поскольку к выводам 1 и 8 не подключены внешние элементы.
Данный коэффициент усиления (20) обеспечивается внутренними резисторами обратной связи на 1,35 кОм (к выводам 8 и 1) и 15 кОм (к выводам 1 и 5). к данным резисторам приводит к изменению коэффициента усиления.
Формула расчета коэффициента усиления
A = (2 x R (1-5))/ (150 + R (1-8))
Без каких-либо внешних компонентов усиление составляет 20:
А = 2 × 15000 / (150 + 1350) = 20
Конденсатор, подключенный между контактами 1-8 микросхемы, позволяет игнорировать резистор на 1,35 кОм, и следовательно коэффициент усиления будет:
А = 2 × 15000/150 = 200
Выход микросхемы подключен к громкоговорителю с помощью конденсаторного фильтра, который обычно используется в линейных усилителях. на входе используется для настройки желаемого уровня громкости.
Вторая схема показывает, как можно повысить коэффициент усиления выше базовой установки (20) вплоть до 200 путем добавления конденсатора к контактам 1 и 8 микросхемы. Емкость конденсатора не должна превышать 10 мкФ.
Подбор коэффициента усиления в диапазоне от 20 до 200 может быть осуществлен, в том числе и с применением переменного резистора на 4,7 кОм, подключенного последовательно с конденсатором.
Избыток смещения может быть уменьшен путем соединения неиспользуемого вывода резистора с землей. Однако все вопросы смещения отпадают если активный вход соединен через конденсатор.
В варианте с коэффициентом усиления 200, необходимо соединить вывод 7 с помощью конденсатора емкостью 0,1мкФ с минусом питания для поддержания стабильной работы и предотвращения нелинейных искажений.
Простой, но интересный усилитель басов может быть получен путем подключения цепи из резистора и конденсатора к выводам 1 и 5
(211,2 Kb, скачано: 3 173)
В схеме используются два LM3886 на один канал, что позволяет получить мощность 50Вт при работе на нагрузку 8Ом и 100Вт при нагрузке 4Ом. Лучше использовать операционные усилители LM3886 TF, так как они с изолированной подложкой и их можно крепить к радиаторам без изоляционных прокладок. Входное сопротивление данного усилителя составляет около 47кОм.
Принципиальная схема усилителя:
Резистор 680Ом и конденсатор 470pF необходимы для фильтрации высокочастотных шумов на входе усилителя. Конденсаторы С4 и С8 используются для фильтрации вч шумов на LM3886. Все конденсаторы должны быть высокого качества.
Блок питания:
Сердцем блока питания является стабилизатор LT1083, который позволяет получить ток до 8А.
Диоды должны иметь запас по току, в проекте использовались диоды MUR860.
Если использовать LM317 и TIP2955, то можно получить ток до 15А.
Печатная плата разработана таким образом, что силовая и сигнальная земля объединены только в одной точке, Это положительно сказывается на качестве звучания.
Резисторы 20кОм и 1кОм с допуском 0,1%. Выходные резисторы 1Ом 3 Вт пришлось заменить на шесть резисторов 0.5Вт 1% 1Ом в параллель, так как найти резистор 3Вт с допуском в 1% практически невозможно.
Входной конденсатор 1мкФ должен быть высокого качества, например в этом проекте был использован Auricap 450V 1uF.
Конденсаторы ВЧ фильтра 47 пФ и 220пФ - слюдяные с обкладками, металлизированными серебром(silver mica capacitor)
В источнике питания используются Blackgate 1000мкФ 50В.
С2 и С6 Blackgate 100мкФ 50В. Для достижения лучшего результата, используйте неполярные конденсаторы. У меня неполярный Blackgate просто не вписался на плате.
680Ом + 470пФ устанавливается непосредственно на аудио разъём. Это необходимо для фильтрации помех до того как они попадут на плату усилителя.
Конденсаторы С11 и С13 0.1uF WIMA припаяны непосредственно на контактах LM3886 на нижнем слое печатной платы. Это помогло удалить некоторые высокочастотные шумы.
LM3886 установлены на алюминиевую пластину, к которой крепятся 3 компьютерных радиатора. Для улучшения теплопроводности использовалась термопаста Arctic Silver.
Интегральная микросхема LM317 представляет собой регулируемый стабилизатор напряжения, который активно используют не только в промышленных электронных устройствах, но и в радиолюбительских кругах. Простая схема включения, широкий диапазон рабочих напряжений и доступные программы расчетов дали возможность радиолюбителями активно использовать микросхему в самых разных самодельных устройствах.
Не многим известно, что эту микросхему можно использовать в качестве усилителя мощности, звук вполне достойный. Сама микросхема способна отдавать в нагрузку ток до 1.5А, в таком подключении греться будет довольно сильно, поэтому понадобиться серьезное охлаждение.
Крайне не советую поднимать номинал входного напряжения больше 9 Вольт, дальше уже начинаются сильные искажения даже если питать от аккумулятора или стабилизированных блоков питания.
Схема на данный момент активно собирается иностранными радиолюбителями и вертится в интернете как усилитель разряда «Hi-End» довольно часто, хотя реальные возможности микросхемы в качестве УНЧ сильно преувеличены, и ничего «хай-эндовского» я не наблюдал. Звук не плохой, но искажения есть, наравне с TDA2003 — старая и добрая микросхема, на которой многие из нас строили свои первые усилители, поначалу звук нравиться, но когда собираешь более серьезные схемы, то становиться ясно, что старая TDA2003 звуком не блестит.
Вернемся к нашему усилителю. После сборки схемы нужно выставить половину питающего напряжения на второй ноге стабилизатора. Делают это с помощью переменного резистора 5кОм.
К сожалению, измерять выходные параметры и оценить реальное качество звука увы, нечем, скажу только, что чувствительность по входу довольно большая, можно подавать сигнал от звуковой карты ПК, при напряжении 9 Вольт усилитель способен развивать выходную мощность до 1,2 ватт, отличный вариант усилителя для наушников, довольно неплохого качества. Заграничные радиолюбители так оценили эту схематику, что стали собирать варианты в классе «А» с ламповыми предусилителями, попробовать думаю стоит.
Хозяин сайта некий Linkor человек творческий настолько, что иногда сам не знает что творит! Так вот, друзья, не верьте всем его обещаниям насчет, цитирую: «Мягкое, детальное и чистое звучание, прекрасная передача вокала, сцены и объема, простая конструкция, не требует настройки».
Это, так сказать, присказка. Сказка будет впереди.
Связался как-то со мной по электронной почте давний клиент (у него успешно работает усилитель для наушников, переделанный мной) и попросил доделать полностью собранный и готовый к установке в корпус (это по словам другого радиолюбителя, у которого будет куплен готовый комплект плат и трансформаторов) усилитель на микросхеме LM3886 . Почитав объявление в форуме о продаже и описание комплекта, где автор говорил: «Усилитель гибридный 2×40Вт Corsair LM3886+6Н23П ЕВ готов к установке в корпус, но требуется добавить фильтр в БП для устранения фона лампы и немного увеличить время включения нагрузки», я решил взяться за эту небольшую работу. Тем более, что на сайте уважаемый Linkor об этой своей разработке пишет: «Corsair долгожданный гибридный усилитель на основе двойного триода и LM3886 в инвертирующем включении с Т-образной ООС. Позволяет получить великолепный звук, не похожий ни на что. Очень понравится любителям лампового звука и музыки, заполняющей собой все сознание. Схема проста и не требует настройки. Еще никогда такого качества звучания нельзя было добиться так просто.» Правда последние слова меня несколько насторожили, но я взялся за эту работу.
Как же я ошибался! Я, видимо, доверчивый человек! Потому что как последний лох повёлся на восторженные АВТОРСКИЕ отзывы!
Пока посылка с полусобранным усилителем шла ко мне, я изучил схему сего творения и пришел в ужас, честно говоря. Как это может хорошо работать?!!! WTF???!!!
Поясню. Идея проста. Включить LM3886 в инвертирующем варианте (так действительно лучше и так рекомендует делать производитель микросхем). Но тогда возникают вопросы с входным сопротивлением. Для разгрузки усилителя нужен входной буфер. Обычно его делают на микросхеме ОУ, но лампа тоже вариант. Теоритически все верно. Но вот практическая реализация в этой схеме просто ужасна.
Катодный повторитель классика жанра. Но, во-первых, какого черта автор запитал лампу так криво? При таком низком анодном напряжении и токе, как в этой схеме, мы попадаем в самую кривую часть ВАХ! Ответ я нашел на форуме vegalab.ru. Оказывается, что это было нужно для благозвучных ламповых искажений! OMG и LOL!
Во-вторых, зачем эта дурацкая Т-образная обратная связь? Она совершенно не нужна здесь. А коэффициент усиления под 60? Это зачем? Ловить все наводки в округе?
Третий аккорд этой печальной песни. Блок питания.
Зачем выпрямлять и стабилизировать накал для такой лампы как 6Н23П? Это же лампа косвенного накала. При питании от переменки достаточно «упереть» накал в землю через два резистора Ом на 100-150. И все.
Более того, в готовой конструкции стаб. работал в кривом режиме, выдавая под нагрузкой не 6В, как положено, а лишь 5,5В. В такой ситуации и стабилизатор «шумит» и на лампе недостаточное напряжение накала. (За это я и не люблю фиксированные по вольтажу микросхемы-стабилизаторы. Предпочитаю LM317 и им подобные. Там можно настроить все и вся.) И последнее, 10000 мКф на плечо в таком стабилизаторе маловато.
В-четвертых, схема задержки включения УМ.
В оригинальном варианте она работала стабильно, но включала динамики слишком рано, до окончания очень жестких переходных процессов в катодном повторителе. Если так подключить усилитель к динамикам, то с большой долей вероятности динамики попросту сгорят. Резистор R1 нужно увеличивать по номиналу раза в два.
Что мы имеем в итоге? При включении схемы в таком варианте неистребимый фон в динамиках, отвратительный по качеству звук и возможность спалить колонки!
В результате пришлось переделать практически всю схему.
Катодный повторитель был полностью изменен. Я его рассчитал сам, но для желающих повторить вот готовые варианты с сайта vegalab.ru, разработанные Yury Novikov с его же пояснениями:
«Вот три версии катодного повторителя на 6н23п, с разными вариантами смещения, в порядке усложнения. Первая со смещением от делителя в сетке. Просто, мало деталей, но и по параметрам попроще других. Вторая с делителем в катоде. Посложнее, но за счет дополнительного конденсатора-шунта имеет параметры получше. Можно играться со звуком подбирая шунтирующие конденсаторы разных типов. Третья со смещением от батарейки имеет лучшие чем у первых двух частотные и фазовые свойства (и звук по опыту тоже), и меньшее выходное сопротивление, но дает ослабление примерно в 3 дБ (первые две дают меньше 1 дБ ослабления).
Т-образная обратная связь удалена. Обвязка микросхемы была сделана точно по техническому описанию производителя. (Хороший вариант описания выложен .) Коэффициент усиления был уменьшен до 20.
В блоке питания микросхемы емкость фильтрующих конденсаторов была повышена до 26800 мКф на плечо (в «конструкторе», что прислали мне в каждом плече БП было всего по 6800 мКф). Анодное питание было повышено до 130В, и добавлены фильтрующие ёмкости. Плюс, в цепи анодного питания был поставлен электронный дроссель на полевом транзисторе. (Это еще больше сгладило синус и позволило задать плавную подачу напряжения на анод лампы.)
Выпрямитель и стабилизация накала были убраны за ненужностью.
В результате удалось практически минимизировать наводки по питанию. Схема заработала устойчиво и согласованно. Полностью избавиться от сетевых наводок не удалось только потому, что новый катодный повторитель собран на оригинальной плате. Я бы из разделил и собрал ламповую часть отдельно навесным монтажом. Но это потянуло бы за собой дополнительные переделки.
Несколько фотографий исходного варианта и завершенной конструкции.
Это то, что пришло ко мне по почте.
Усилитель был помещен в корпус от старого кассетного магнитофона. Таков был договор с заказчиком. Я бы, конечно, сделал корпус другим. В конечном варианте на корпус надет кожух, и естественно, поставлена передняя панель.
И напоследок еще раз процитирую господина Linkorа: «Подытожив: Этот усилитель предназначен для музыки, а не для измерительных комплексов. Его объективные свойства сомнительны, однако его звучание и динамический диапазон настолько завораживают, что при слове векторный измеритель нелинейных искажений хочется плеваться.»
Скажу от себя: это просто смешно, господин Linkor!
P.S. Ну а звук. Вполне нормален звук. Хорошее микросхемное звучание. Вот правильная оценка.
