Вначале немного об ИМС, на которой выполнен описываемый УЗЧ. Микросхема выполнена в 8-выводном пластмассовом корпусе (DIP) и предназначена для построения УЗЧ с выходной мощностью до 2 Вт при нагрузке 8 Ом. Питание — однополярное, 3…15 В (предельное напряжение — 16 В, использовать это напряжение нежелательно из-за вероятности выхода ИМС из строя).
Маломощный усилитель звука TBA820M
Входное сопротивление (импеданс) ИМС составляет 5 МОм, коэффициент усиления — до 75 дБ, ток покоя обычно (в кондиционных ИМС) не превышает 4 мА, что позволяет использовать ИМС в переносных экономичных радиолюбительских конструкциях с питанием от батарей. В усилителе, выполненном на ИМС ТВА820М, схема которого показана на рис. 1, можно регулировать коэффициент усиления по напряжению (Ку) путём изменения сопротивления резистора R3, и полосу пропускания с помощью изменения ёмкости конденсатора С5.
Для возможности быстрого проведения экспериментов с усилителем привожу эскизы печатной платы со стороны печатных проводников — рис. 2 и со стороны установки деталей — рис. 3. Печатная плата УЗЧ выполнена из стеклотекстолита, фольгированного с двух сторон. Фольга со стороны установки деталей играет роль экрана. Кроме двух точек соединения фольги (“общего провода”) с помощью проволочных перемычек, все отверстия, предназначенные для прохода выводов деталей через плату (рис. 3), со стороны установки деталей раззенкованы.
Коэффициент усиления УЗЧ устанавливается с помощью подстроечного резистора R3. Чем меньше его сопротивление (включен реостатом), тем выше Ку. Подобрав необходимый Ку, можно измерить сопротивление R3 и установить вместо подстроечного постоянный резистор. Ку равен 75 дБ при R3 = 0 Ом, 45 дБ при R3 = 33 Ом, 34 дБ при R3 = 120 Ом. Нижнюю границу частотного диапазона УЗЧ можно изменять подбором ёмкостей конденсаторов С1 и С7. Чем больше ёмкости этих конденсаторов, тем с более низких частот будет начинаться диапазон. При С1 = 1 мкФ и С7 = 1000 мкФ (на нагрузке 8 Ом) нижняя граница начинается с 25 Гц при спаде АЧХ на ней в 3 дБ. Верхняя граница изменяется подбором ёмкости конденсатора С5.
Чем больше ёмкость, тем ниже будет верхняя граница диапазона. Так при С5 = 220 пФ, верхняя граница диапазона (с завалом в 3 дБ) составит 20000 Гц, при С5 = 680 пФ — 7000 Гц, при С5 = 1000 пФ — 5000 Гц. Коэффициент гармоник составляет 0,4% при выходной мощности 500 мВт (половине максимальной), напряжении питания 9 В и резисторе R3 = 120 Ом. Он увеличивается до 0,8% при уменьшении сопротивления R3 до 33 Ом. При использовании УЗЧ в условиях, близких к максимально допустимым (Uпит > 12В, Pвых — до 2 Вт), не следует устанавливать сопутствующие ИМС детали близко к её корпусу и/или приклеить к её корпусу небольшой радиатор для рассеивания тепла.
При максимальной выходной мощности коэффициент гармоник увеличивается до 10%. Усилитель обладает хорошими параметрами и при питании пониженным (ЗВ) напряжением, поэтому может быть успешно применён в радиолюбительских конструкциях. При испытании усилителя минимальное напряжение, при котором начала работать ИМС, оказалось равным 2,55 В. Батарейное питание этого усилителя можно осуществить от трёх аккумуляторов типа АА, двух гальванических элементов АА (никель-кадмиевых, металлогидратных) или одного литиевого.
Ёмкость конденсатора С8 (47 мкФ) оптимизирована под подавление пульсаций с удвоенной частотой сети переменного тока (двухполупериодное выпрямление), которая проникает через цепи питания УЗЧ в случае питания УЗЧ от простых сетевых выпрямителей. Подавление фона составляет более 40 дБ (более 100 раз по напряжению). При питании от батарей этот конденсатор может отсутствовать. Конденсатор С4 обеспечивает вольтдобавку, что способствует уменьшению искажений сигнала при повышенной выходной мощности УЗЧ.
Резисторы — МЛТ-0,125 (МЛТ- 0,25) или аналогичные импортные, конденсаторы— оксидные (К50-16, К50-35) или аналогичные импортные на рабочее напряжение 16 В, неполярные — К10-17 или аналогичные импортные на рабочее напряжение 50 В. Подстроечный резистор — СЗ-38Б (горизонтальной конструкции) или аналогичный импортный. Сопротивление динамической головки ВА1 должно быть в пределах 8 (номинал)… 16 Ом.
При напряжении питания 3…9 В допустимо применение головок с сопротивлением постоянному току 4 Ома, выходная мощность при этом (по отношению к головкам с сопротивлением 8…16 Ом) увеличивается, как и коэффициент гармоник (нелинейных искажений). Отношение сигнал/шум увеличивается при уменьшении сопротивления R2 и составляет, например, 70 дБ при R2 = 50 кОм и 80 дБ при R2 = 10 кОм. Все данные на ИМС ТВА820М можно найти в техдокументации (datasheet). При изменении сопротивления резистора R3 от 120 Ом до 0 Ом, усиление УЗЧ изменяется в пределах 34…75 дБ, регулировка нелинейная.
