Усилитель 2.1 для портативного плеера. Чип MAX98400 - мощный усилитель класса D в действии

Компания MAXIM представила 11 ноября 2011 г. обновленный Reference Design #4320В, который включает в себя протестированную схему, чертежи, список материалов (bom) , описание работы, данные тестирования, дизайн печатной платы. Инженеры MAXIM поработали на славу, чтобы рассказать всем желающим, как построить портативный усилитель 2.1 в классе «D» на базе чипа MAX98400.

В итоге мы получаем портативный активный 2.1 бумбокс (2 канала по 20 Вт + 1 канал 44 Вт): два сателита на 2« и один 5» сабвуфер, эквалайзер, монитор питания и система динамического управления басом.
Не плохо, правда?

Предлагаю вашему вниманию адаптированный перевод оригинальной статьи. Надеюсь, что некоторые схемные решения и технологические приёмы окажутся полезными датагорцам и послужат отправной точкой для собственных конструкций. Тем более, что все упоминаемые в статье чипы доступны, как бесплатные образцы (free samples).

↑ Особенности конструкции

• Компактный дизайн «всё в одном»
• Работа от одного источника постоянного тока 12В…20В
• Выходная мощность 2×20Вт@8Ω + 44Вт@4Ω при Uпит. = 18V
• Высокий уровень звукового давления (SPL) из маленькой коробки
• Высокоэффективный, экономичный класс «D»
• Активный эквалайзер, включая динамические выравнивания баса
• Отличное качество звука несмотря на недорогие динамики

↑ Перечень материалов (BOM)

Список всех примененных деталей и материалов в файле XLS.
🎁bom_max98400.7z  3.95 Kb ⇣ 165

↑ Описание конструкции

Бумбокс представляет из себя один, точно настроенный корпус для трех динамиков и всей электроники. Требуется только источник сигнала и источник питания для создания действующей аудиосистемы.
Использованы два чипа MAX98400A: первый работает в стерео-режиме и нагружен на два 2"-динамика (левый и правый канал), второй чип работает в моно-режиме и нагружен на 5« динамик (сабвуферный канал).

↑ Описание элетронной начинки

Система состоит из двух разделов: левый/правый канал и сабвуфер. Каждый раздел состоит из трех каскадов: входной каскад, каскад эквалайзера и каскад УМЗЧ. См. рисунок 1.

Входной каскад является общим для обоих разделов. Цифровой потенциометр (digipot) используется для регулировки уровня сигнала предусилителя. Чтобы избежать образования земельных петель, на входах применены дифференциальные усилители, т. е. входные RCA-разъёмы не подключены напрямую к системному общему проводу.
Элементы U3-A и U3-D (см. схему ниже) преобразуют дифф.сигнал в несимметричный с коэффициентом усиления 2.

После входного каскада, LC и RC сигналы передаются на двухступенчатый параметрический эквалайзер, построеный на U3-B и U3-C соответсвенно.

MAX98400A при питании 18V выдает 2×20 Вт на 8Ω и 44 Вт на 4Ω в моно-режиме для сабвуфера.
Для питания системы отлично подходит обычный блок питания ноутбука.

В системе присутствует пик-детектор для сабвуферного канала, который динамически управляет усилением сабвуферного фильтра на частоте 40 Гц, чтобы избежать перегрузки динамиков и усилителя.
MAX98400 использует патентованный метод безфильтровой модуляции: нет необходимости в громоздких индуктивностях, только простые ферритовые бусинки-колечки на выходе (например L100, L301 и пр.)

↑ Динамики и конструкция бокса

Громкоговоритель для сабвуфера 5-дюймовый, модель SLS-P830945 от Peerless /Tymphany, номинальный импеданс 4Ω и резонансная частота 47.4 Hz.
Динамики 2 дюйма используются для левого и правого каналов, модель PLS-P830970, также от Peerless/Tymphany, 4Ω, 147.5 Hz.

Сабвуферный динамик установлен диффузором вниз для минимизации размеров и повышения эффективности. Общий объём бокса составляет всего 3,79 литра. Порт настроен на частоту 54 Гц. Наружные размеры корпуса около 355 мм x 180 мм x 120 мм.


Прототип системы построен из 6,5 мм прозрачного акрилового пластика и собран с помощью винтов и акрилового клея. Труба фазоинвертора 8,5 на 2,5 дюйма.
Конечно корпус может быть постороен из более „бюджетного“ материала: дерево, МДФ, ABS-пластик и пр.

↑ Схемы

🎁shemy.7z  869.05 Kb ⇣ 358

↑ Печатка

Вот тут придется напрячь извилины, т. к. максимовские инженеры разработали 4-слойную печатку. Таким образом применить эти чертежи в домашних условиях будет весьма затруднительно.
🎁pechatka.7z  75.63 Kb ⇣ 154

↑ Чертежи бокса

🎁korpus.7z  260.85 Kb ⇣ 181

↑ Даташиты

🎁max803-max810z.pdf  139.5 Kb ⇣ 116
🎁max4230-max4234.pdf  889.53 Kb ⇣ 109
🎁max5084-max5085.pdf  261.81 Kb ⇣ 111

↑ Оригинальная статья

Апноут в формате pdf на английском языке
🎁an4320.pdf  495.15 Kb ⇣ 193

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации