Интегральная микросхема TDA8560Q производства фирмы Philips Semiconductors представляет собой мостовой двухканальный УМЗЧ с однополярным питанием, способный развивать в каждом канале выходную мощность до 40 Вт на нагрузке сопротивлением 2 Ом. При напряжении питания 14,4 В с нагрузкой сопротивлением 4 Ом коэффициент гармоник — около 0,5 % при выходной мощности 19 Вт или 10% при 25 Вт в каждом канале.

Усилитель звука на микросхеме TDA8560Q

Типовое значение коэффициента гармоник при выходной мощности 1 Вт — 0,1 %. Используя эту микросхему, за короткое время можно собрать несложный стереофонический УМЗЧ с относительно высокими параметрами. Его можно использовать как дополнительный или основной на автотранспорте, в домашнем музыкальном центре, встроить в системный блок персонального компьютера.

Схема предлагаемого вниманию читателей стереофонического УМЗЧ на микросхеме TDA8560Q представлена на www.radiochipi.ru. При напряжении питания 18 В усилитель звука в каждом канале развивает мощность до 25 Вт при неискажённом синусоидальном сигнале на нагрузке сопротивлением 4 Ом или около 10 Вт при напряжении питания 12 В. Максимальная мощность на выходе при музыкальном сигнале при приемлемых искажениях будет примерно такой же. Максимальная выходная мощность, при которой срабатывает встроенная защита от перегрузки, может достигать 50…56 Вт. Максимальный размах напряжения на выводах нагрузки будет около 33 В при напряжении питания 18 В.

Напряжение звуковой частоты поступает на вход через розетку XS2 или XS3. Они включены параллельно, это позволяет использовать устройство как пассивный повторитель входного сигнала, а также подключать к усилителю сигнальные провода с штекерами разных типов. На одноосном счетверённом переменном резисторе R5 собраны узлы регулирования громкости и стереобаланса. На регулятор громкости R5.1, R5.2 стереосигнал поступает через трёхобмоточный дроссель L1 и RCфильтры R1C5 и R2C6. С движков резисторов стереосигнал через разделительные конденсаторы С8, С9 поступает на неинвертирующие входы малошумяще го сдвоенного ОУ DA1. Коэффициент усиления этого каскада по напряжению зависит от отношений сопротивления резисторов цепи OOC R8/R4 и R9/R7.

Усиленный сигнал через разделительные конденсаторы С12, С14 поступает на регулятор стереобаланса R5.3-R5.4. Эти конденсаторы устраняют протекание постоянной составляющей через переменные резисторы, что минимизирует шумы. Резисторы R13, R14 ограничивают глубину регулирования стереобаланса. При положении регулятора громкости в режиме максимальной мощности и в среднем положении регулятора стереобаланса общий коэффициент передачи усилителя по напряжению — около 600. Такое относительно большое усиление позволяет получить максимальную мощность на выходе усилителя при подключении к его входу различных мобильных мультимедийных устройств, имеющих на выходе низкий уровень сигнала. В то же время высокий коэффициент усиления значительно ужесточает требования к качеству монтажа. Микросхема DA1 получает питание через RC-фильтр R12,C11-С13.

Усилитель мощности звуковой частоты на TDA8560Q

С движков резисторов регулятора стереобаланса стереосигнал через разделительные конденсаторы С15, С16 поступает на входы двухканального интегрального УМЗЧ DA2. Усиленные сигналы с его выходов через двухобмоточные дроссели L4, L5 поступают на подключённые к гнёздам Х1 —Х4 акустические системы ВА1 и ВА2. Диоды VD3, VD4, VD6—VD11 — защитные. Резистор R15 и конденсатор С17 обеспечивают задержку включения DA2 на время около 0,5 с после замыкания контактов выключателя питания SB1. Включается она при напряжении питания более 8 В, а при 19 В и более срабатывает встроенная защита от высокого напряжения и микросхема выключается. Включение/ выключение DA2 происходят без характерных щелчков.

На транзисторах VT1—VT4 собрано термореле, включающее принудительное воздушное охлаждение корпуса устройства. При повышении температуры корпуса терморезистора RK1 его сопротивление уменьшается, что ведет к повышению напряжения база—эмиттер VT2. Когда это напряжение достигнет порогового, триггер Шмитта на VT2VT3 переключится, транзистор VT3 закроется. Включится параметрический стабилизатор напряжения, собранный на VT1, VT4, R20, R21, VD12, на вентилятор М1 поступит стабилизированное напряжение питания около 11 В. Термореле питается через LC-фильтр L3C21.

Напряжение питания на узлы усилителя и термореле поступает через мощный LC-фильтр L2C2C7. При напряжении питания 18 В и нагрузках сопротивлением 4 Ом максимальный потребляемый устройством ток достигает 5 А, а с нагрузками 2 Ом — 8 А. В режиме молчания усилитель потребляет около 130 мА. а при разомкнутых контактах SB 1 — примерно 60 мкА. Светодиод HL1 светит при замкнутых контактах выключателя. Плавкая вставка FU1 и диод VD1 защищают усилитель при неправильной полярности напряжения питания. При испытаниях собранного усилителя был обнаружен “агрессивный” характер работы встроенной в TDA8560Q системы защиты от перегрузки: в момент перегрузки микросхема выключается на время около 0,2 с, что приводит к появлению “щелчков”, “хрипа”.

В большинстве других интегральных УМЗЧ защита от перегрузки работает по принципу ограничения выходного тока, что более щадяще для слуха. Эту особенность следует учитывать при эксплуатации устройства. Из-за высокого коэффициента усиления микросхемы DA2 необходима тщательно продуманная электрическая и пространственная развязка силовых и сигнальных цепей. Вид на монтажную плату, изготовленную автором (её размеры — 108×88 мм), показан на рис. 2, монтаж — двухсторонний навесной. Для облегчения компоновки конструкции на нём указаны позиционные обозначения некоторых элементов по схеме. При отсутствии достаточного для повторения такой конструкции опыта есть смысл собрать узел предварительного усилителя ЗЧ на отдельной плате.

К микросхеме TDA8560Q прикреплен небольшой дюралюминиевый теплоотвод, толщина пластины — 2,5 мм. Между прижимной стальной пластиной и корпусом микросхемы помещена картонная прокладка, которая, как и теплоотводящий флаиеи микросхемы, смазана теплопроводной пастой. Весь пакет с помощью винтов М3 прикреплён к массивному дюралюминиевому корпусу устройства. Терморезистор RK1 — ММТ1 (подойдёт любой малогабаритный с отрицательным ТКС сопротивлением 22… 100 кОм при комнатной температуре). Он помещен в термоусаживаемую трубку и прикреплён к теплоотводу вблизи корпуса микросхемы DA2. Будьте осторожны: не применяйте при креплении больших усилий, иначе терморезистор может разломиться пополам. Корпус устройства электрически соединен с силовым общим проводом. точка подключения — вывод отрицательной обкладки оксидного конденсатора С7.

Постоянные резисторы — любые общего применения (С 114. С214. С14, МЛТ, РПМ и т. п.). Переменный резистор R5 — импортный, счетверённый, одноосный, с фиксацией валика движков в среднем положении. Его секции подключены таким образом, что при нажатой ручке управления регулируется громкость, а при отжатой — стереобаланс. Корпус, валик и металлические экраны соединены с сигнальным общим проводом (SGND). Можно применить любой аналогичный переменный резистор сопротивлением 20… 150 кОм (если есть выбор, предпочтение следует отдать резистору с меньшим сопротивлением), а при отсутствии такового — применить два обычных сдвоенных.

Неполярные конденсаторы — керамические или пленочные (номинальное напряжение тех из них. что установлены в цепях питания микросхем, должно быть не менее 25 В), остальные — оксидные импортные. Конденсаторы С11, С13, С19, С20 установлены вблизи выводов питания соответствующих микросхем. Для защиты от влаги и пыли плата с обеих сторон покрыта несколькими слоями цапонлака. При повторении конструкции следите за тем. чтобы лак не попал в переменный резистор и выключатель питания. Вместо диода PR3003 можно применить любой из PR3001— PR3007, FML G12S—FMLG16S, SRP300A SRP300K, SR502SR510, 1 N54001 N5408, а также серий КД213, КД202. Диоды RGP10G заменимы любыми из 1N4933GP— 1N4937GP, UF4001—UF4007, SB160, КД247.

Вместо диода 1N4148 подойдет любой из 1N914, 1SS176S, 1SS244, КД510А, 2Д510А, серии КД521. Возможная замена стабилитрона BZV55C 6V2 1N4735A, TZMC6V2. 2С162Б1, 2С162В1, а стабилитрона BZV55C12 — 1N4742A, TZMC12, Д814Д1, 2С212Ж, 2С212В, КС212Ж. Вместо транзистора КТ835А подойдёт любой из серий КТ835, КТ837, КТ855, 2SA614, 2SA473, 2SB857 со статическим коэффициентом передачи тока базы h21э не менее 30. Этот транзистор работает без дополнительного теплоотвода, вместо транзисторов КТ3102ГМ подойдут любые из серий КТ3102, КТ312, КТ315, КТ503, КТ645, КТ646, КТ6111, SS9014, 2SC9014, SS8050, 2SC3199.

Дроссель L2 — готовый, от импортной автомагнитолы (чем меньше сопротивление его обмотки и чем больше её индуктивность, тем лучше). L3 — также готовый с Н-образным ферритовым магнитопроводом (сопротивление обмотки — до 1.5 Ом, индуктивность — чем больше, тем лучше) Дроссели L1, L4, L5 — самодельные, намотаны на ферритовых кольцах диаметром 12 мм. каждая из их обмоток содержит по З…4 витка сложенного вдвое (L4, L5) или втрое (L1) провода МГШВ (для L4 и L5 — сечением по меди не менее 1 мм²). Выключатель SB 1 — П2К с двумя группами контактов и фиксацией в нажатом положении (одноименные замыкающие контакты соединены параллельно). Светодиод L383YDT заменим любым непрерывного свечения, например, из серий КИПД21, КИПД40, КИПД66.

Вместо микросхемы LM358N подойдёт любая из LM158, LM258, DBL358, RC4558, RM4558. RV4558, КА4558 и другие аналогичные импортные сдвоенные ОУ из серий ***58. Для удобства монтажа предпочтительнее использовать микросхему в корпусе DIP8 Что касается микросхемы TDA8560O. то в её официальном описании неправильно указано назначение выводов 7 и 9. учитывайте это при повторении конструкции (на рис. 1 показано, как должно быть). Правильную фазировку подключения динамических головок (акустических систем) можно проконтролировать визуально по осциллографу. При “слепом” определении фазировки на вход УМЗЧ подают сигнал частотой 60.200 Гц, при этом подключение каждой следующей головки должно приводить к увеличению громкости звука.

УМЗЧ смонтирован в компактном оребреином дюралюминиевом корпусе размерами 139x95x45 мм (рис. 3) от автомобильного преобразователя постоянного напряжения 12.8 В в переменное 220 В Для удобства сборки конструкции одна из его боковых стенок заменена пластмассовой. Вентилятор оставлен штатный (при напряжении 11 В он потребляет около 100 мА). В корпусе просверлены дополнительные отверстия для воздухозабора. Порог включения вентилятора устанавливают подстроечным резистором R19 при температуре теплоотвода вблизи корпуса DA2 около 50 ‘’С. При работе УМЗЧ с суммарной выходной мощностью каналов около 50 Вт вентилятор включается через 2 мин. Если же выходная мощность в каждом канале не превышает 10 Вт, то при комнатной температуре +21 С вентилятор не включается даже при продолжительной работе

Безошибочно изготовленное из исправных деталей устройство начинает работать сразу после включения питания. Для тестирования используют генератор сигналов, осциллограф, мощные эквиваленты нагрузок сопротивлением 4 и 2 Ом и реальные АС. Будьте осторожны при использовании динамических головок с паспортной долговременной мощностью менее 35 Вт: при подключении маломощных головок возможно не только их повреждение, но и могут быть преждевременные срабатывания защиты DA2 из-за ограниченного хода диффузора.Питать УМЗЧ при первом включении рекомендуется от лабораторного блока. работающего в режиме ограничения выходного тока 3 А.

При питании от нестабилизированного источника с выходным напряжением 14… 15 В суммарная емкость конденсаторов фильтра, установленных на выходе выпрямителя, должна быть не менее 20000 мкФ (без учета емкости конденсаторов С2, С7. С19). Емкость фильтрующего конденсатора на выходе импульсного источника питания должна быть не менее 6800 мкФ
Если усилитель изготовлен для встраивания в персональный компьютер, целесообразно увеличить время задержки включения микросхемы DA2 до 8…10 с. установив резистор R15 большего сопротивления и конденсатор С17 большей емкости.