Начало » Усилители » Усилители на микросхемах » Усилитель класса «D» TPA3116D 50W+50W с электронным темброблоком TA7630

 
 
 

Усилитель класса «D» TPA3116D 50W+50W с электронным темброблоком TA7630

21.11.19   TANk   1 456   18  

Привет читателям Датагора! Понадобилось мне сделать мощный, но миниатюрный усилитель. Заодно захотелось самому пощупать и послушать, что такое усилители класса «D».
Началось всё с того, что в комнате дочери я повесил новые большие колонки. Старенький музыкальный центр их не смог как следует раскачать.

Дочкино техзадание


Дочкины АС, 3 полосы, отделка пробкой


Я думаю, вы уже поняли, что хозяйка этой акустики 16-летняя девушка. Любимый стиль музыки у неё — русский рок и нерусский металл, а эти стили тихо не слушают.

Ещё были высказаны претензии о том, что когда телефон подключен проводом к усилителю, то в нем неудобно сидеть «Вконтактике».

Ещё надо было сохранить возможность слушать большую фонотеку из компакт-дисков.

И желательно, чтобы всё регулировать можно было, не вставая с диванчика.

А ещё чтобы это все занимало как можно меньше места на тумбочке, и т. д., и т. п.

А то, чего требует дочка,
Должно быть исполнено. Точка.

С. Маршак, «Мистер Твистер»


Вобщем, получив кучу пожеланий в качестве техзадания, я пошел думать, как все эти хотелки реализовать с возможно меньшими материальными и физическими затратами.

Источник


Возможность беспроводного подключения телефона, а так же воспроизведение с флешки в форматах .mp3, .ape, .flac легко и дешево реализуется в простой мультимедиа-панельке от наших китайских друзей.

D-усилитель. Большое в малом


Теперь дело встало за усилителем. Почитал отзывы, посмотрел параметры разных микросхем и остановил свой выбор на микросхеме TPA3116D от «Техаских Инструментов».

Есть, конечно, чипы более качественные и более мощные, есть и более дешевые. Знакомство с D-классом усилителей я решил начать с «золотой середины» TPA3116D.

Импульсный БП и корпус

Панель и модуль усилителя заказаны. Самое время подумать про корпус и блок питания.

Покопавшись в тумбочке (она у меня размером с хороший гараж) я обнаружил блок питания от компьютерного кассового терминала.


Известный производитель FSP обещал неплохие параметры: 24 Вольта при токе нагрузки до 7.5 А и всё это в небольшом корпусе. И никаких вентиляторов, создающих лишний шум и норовящих заполнить внутренности пылью.

Блок был освобожден от пластиковых крышек, чтобы улучшить охлаждение, заодно были проверены на предмет «усталости» электролитические конденсаторы.

В качестве донора на корпус послужил старый, еще аналоговый видеорегистратор. У него был довольно прочный, полностью металлический, корпус. На задней панели уже были необходимые отверстия под разъемы, а на передней панели не было ничего лишнего, что упрощало переделку.

К сожалению фото корпуса до переделки не было сделано, поэтому тут уже вид сзади когда разъемы СР50 для подключения видеокамер заменены на акустические.

Борьба с китайскими поделками

Почта, спасибо, доставила мои заказы. Пришло время пробовать. Первым делом проверил мультимедиа панельку. Она довольно неплохо воспроизводит записанные на флешку файлы в формате мр3, ловит радио, работает как Bluetooth приемник для телефона.

Громкость в узду!

Но выяснилась одна довольно неприятная вещь. У этой панели есть встроенный регулятор громкости, который работает и от кнопок на самой панели и с пульта ДУ. Казалось бы все хорошо, но было одно большое «НО». При включении питания панель устанавливала громкость на максимум. Думаю, не нужно объяснять, что получится, если усилитель будет случайно включен часов этак в 12 ночи, а в панельке окажется забытый флеш-накопитель. Рявкнет так, что запомнится надолго.
Значит надо делать ещё один мастер-регулятор громкости.

TA7630 — электронный регулятор громкости и тембра

Ну, а где регулировка громкости, там и до регулировки тембра недалеко. У панели есть несколько предустановленных режимов тембра, но работают они только в режиме воспроизведения мр3. Когда панель работает радиоприемником или передает звук с линейного входа тембр изменить нельзя, а иногда хочется.

Ждать ещё месяц очередного заказа из Китая, мне не хотелось. И тут я в местном магазинчике увидел в продаже готовую плату для темброблока на микросхеме TA7630, и саму микросхему. К плате прилагался листок бумаги со схемой, скан которого я тут приведу.


Сборка темброблока заняла час с двумя перекурами и сверлением отверстий для крепежа переменных резисторов. Правильно собранная схема в наладке не нуждается и работает сразу. Никаких сюрпризов или неожиданностей. Регулируется и тембр и громкость и баланс. Все переменные резисторы должны быть с линейной характеристикой (B-type), но они и есть самые распространённые. Логарифмическая характеристика регулировки громкости осуществляется самой микросхемой.

Модуль усилителя

Наносим термопасту

Пришла очередь проверять собственно усилитель. Внешне плата сделана аккуратно. Дизайн ее практически в точности повторяет пример, приведенный в документации производителя. Первым делом, ещё до подключения питания, откручиваю радиатор. Как и предполагалось, отсутствуют даже следы термопасты. Её просто не удосужились положить при сборке платы.

Не страшно, исправляю положение: «Алсил», КПТ-8 и пр. Тем, кто решится купить плату, рекомендую обязательно делать ревизию.

Уменьшаем усиление — побеждаем возбуждение

Подключаю плату к источнику звука, цепляю к ней колонки и источник питания. Разъемы на плате позволяют сделать это быстро без применения паяльника. Включаю.
И тут появляется вторая перемежающаяся неприятность. В колонках раздается какие-то шорохи, временами негромкий треск и  ВЧ-свист на грани слышимости. То есть, то нет. Хорошо слышно в паузах фонограммы.
Осциллограф говорит мне, что мои уши меня не обманывают.

Первое подозрение было на не новый блок питания. Возможно он даёт нестабильность и все эти помехи проходят на выход усилителя. Вместо импульсного БП подключаю на питание пару 12 В аккумуляторов. Тут уже грешить на питание нельзя.
Шумы несколько уменьшились, чуть-чуть изменился их характер, но они остались.

Если входы усилителя закоротить перемычкой на землю, то шумы исчезают.

Иду читать документацию от производителя микросхемы и обращаю внимание на пункт 6.5 на странице 6.

В таблице указаны номиналы резисторов R1 и R2, от величины которых зависит коэффициент усиления схемы.
Найдя эти резисторы на плате, я выяснил, что тут установлен максимально возможный коэффициент усиления 36 дБ или в 63 раза!
Из-за задранного Ку и происходило самовозбуждение усилителя.

Мне такое большое усиление не нужно. Источники сигнала выдают напряжение порядка 1 В. Максимальное напряжение на выходе ограничено напряжением питания и не может превысит 24 вольта. Поэтому Ку в 20-24 раза будет самое то, что нужно. В дБ это будет 26. Ставлю R1 = 20 k, R2 = 100 k.
Проверяю. Все шумы исчезли. В колонках в отсутсвии сигнала полная тишина. Звук на выходе чистый без помех.

Доработка БП

Правда самые низкие частоты воспроизводятся как-то не четко, размазываясь в кашу. Тут уже дело в блоке питания.


На выходе блока питания стоит всего 2 конденсатора по 680 мкФ. На плате усилителя есть ещё 4шт. по 470 мкф. Итого чуть больше 3000 мкф на два канала по 50 Вт. Маловато будет! Довёл общую емкость на выходе блока питания до 20000 мкф.
С низкими частотами проблема тоже решилась. Ну, вроде всё. Можно окончательно собирать все в корпус.


Китайский сюрприз на десерт

Но этот усилитель не был бы «китайским чудом» если бы не преподнес мне последний сюрприз.

Усилитель в открытом корпусе без проблем работал пару дней у меня на работе, с утра и до вечера. Никаких нареканий на надежность работы и качество звука не было.

Я закрыл верхнюю крышку и уже собирался нести его домой, но решил ещё раз включить и проверить. Включил, панелька светится, показывает что воспроизводит звук, а в колонках тишина. Я открыл крышку, всё снова перепроверил, подтянул все винты на клемниках, потыкал тестером на предмет наличия КЗ — всё в порядке.
Включил усилитель — он запел. Я закрываю крышку — звук пропадает. Открываю — появляется.

В ходе этих шаманских плясок выяснилось, что, как только между шасси и верхней крышкой остается зазор меньше сантиметра, звук исчезает.

Я надел ферритовые бусинки на все провода питания и выходные провода. Заэкранировал все входные цепи. Это не помогло.

Даже закрыл экранирующей сеткой плату усилителя и отдельным проводом заземлил радиатор микросхемы. Всё бесполезно!
Как только щель между верхней и нижней крышками становится меньше сантиметра звук пропадает. Ещё целый день я потратил на борьбу с этим эффектом.

Управление усилителем по «MUTE»

Виновником оказался сигнал «Mute». Он выведен на разъем питания усилителя. Оказывается, его надо через резистор 10 кОм соединить с плюсовым выводом источника питания! Как только я его подтянул к плюсу питания, «эффект магической крышки» исчез.


Ну, вот теперь точно всё готово. Усилитель закрыт, переехал с работы домой и громким звуком радует не только мою дочь, но и соседей. lol

Спасибо за внимание!

Ссылки и полезняхи


👍 Модуль 50W+50W D-класс TPA3116D сразу с Bluetooth, USB и TF-картридером

👍 Официальный даташит tpa3116d2.pdf
👍 Мультимедиа-панель Радио+MP3+Bluetooth+SD-card+USB с ДУ
👍 Усилитель 50W+50W D-класса TPA3116D
👍 Паяльники на любой вкус
👍 Новогодние сувениры DIY Kit LED Christmas Tree
Александр (TANk)
РФ, г.Ижевск
Профиль TANk
С паяльником с детства. По этой причине попал в спецшколу, где вместо уроков труда в старших классах были уроки радиоэлектроники.

Потом физфак университета. Работа технологом в цехе микроэлектроники на оборонном заводе, пока завод не развалили.

Потом преподавал всяческую физику в университете. И вот уже лет двадцать - лужу паяю, компы починяю.
 

Читательское голосование

Нравится

Статью одобрили 48 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.
 

Поделись с друзьями!

 

 

Связанные материалы

 

Схема на Датагоре. Новая статья Вторая жизнь лампового радиоприемника Philips 592LN (Голландия, 1947). Часть 4. Модуль BlueTooth OVC3860... Привет, датагорцы! В этой части моего повествования речь пойдёт о модуле BlueTooth OVC3860 (далее...
Схема на Датагоре. Новая статья Вторая жизнь лампового радиоприемника Philips 592LN (Голландия, 1947). Часть 3... В этой части разберемся с инсталляцией китайского ФМ-радиомодуля в древний Philips 592LN , с...
Схема на Датагоре. Новая статья Вторая жизнь лампового радиоприемника Philips 592LN (Голландия, 1947). Часть 1... Здравствуйте, уважаемые граждане и гости Датагории! Есть у меня приятель, который держит мастерскую...
Схема на Датагоре. Новая статья Двухтактный ламповый усилитель на 6П3С по мотивам Нобу Шишидо... Очень удачный двухтактный усилитель на лампах 6П3С. Эти лампы незаслуженно отнесли в разряд...
Схема на Датагоре. Новая статья Простой Hi-Fi УМЗЧ на микросхеме ТА8216Н... Здравствуйте, уважаемые жители Датагории! Закончил очередную конструкцию усилителя мощности...
Схема на Датагоре. Новая статья Активные кроссоверы для АС основе фильтра Баттерворта 3-го порядка... Активные кроссоверы, на мой взгляд, обделены вниманием и применяются среди радиолюбителей реже, чем...
Схема на Датагоре. Новая статья Как я гибридную микросхему SL7230M от фотолабаратории починил... Скажу прямо со звуком это особо и не связанно, хотя как сказать. Связано это скорее с автоматикой,...
Схема на Датагоре. Новая статья TDSL Personal Edition - программа-справочник по электронным лампам... Программа-справочник по электронным лампам зарубежнего производства - Tube Data Sheet Locator....
Схема на Датагоре. Новая статья CDAID v.3.20 + русский мануал... © 2008 Игорь Котов, перевод, составление, иллюстрации. Возможности программыПрограмма CDAID...
Схема на Датагоре. Новая статья Умощнение БП усилителя Одисей-002... Лет десять назад умощнял блок питания (БП) усилителя Одисей-002. Вместо заводского трансформатора...
Схема на Датагоре. Новая статья M5230L — малошумящий двухполярный стабилизированный блок питания... Идея При доработке проигрывателя компакт-дисков понадобился отдельный источник двуполярного...
Схема на Датагоре. Новая статья УМЗЧ на TDA7295 с электронным регулятором громкости КА2250, TC9153... TDA7295, KA2250, TDA2030A, TC9153. Желание сделать качественный усилитель возникло давно. Выбор...
 

Общаемся по статье 💬

«Усилитель класса «D» TPA3116D 50W+50W с электронным темброблоком TA7630»

Комментарии, вопросы, ответы, дополнения, отзывы

 

Назад Вперед
<

WF1273

Вячеслав Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 1 от 21-11-19, 22:44.
Ответить
  • С нами с 10.11.2015
  • 51 комментарий
  • 1 публикация
 
Пользуюсь таким: Car MP3 Player Decoder Board WMA FM Radio Wireless Audio Module

Версия без блютуза. Громкость при выключении запоминает. thumbup А эквалайзер в режиме радио таки тоже не работает. sad

З.Ы. А колонки тоже по дочкиному техзаданию сделаны?
Хотелось бы о них узнать подробнее.

<

TANk

Александр Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 2 от 22-11-19, 7:10.
Ответить
  • С нами с 11.08.2011
  • 192 комментария
  • 19 публикаций
 
WF1273,
OFF Немножко позанудствую. Когда приводится ссылка на Али, то все что после html можно нужно срезать. Ссылка сильно короче получается.

Такая панелька у меня тоже в руках была. Но нужен был ВайФай, поэтому взял более новую версию, а они (пробовал 2 штуки) громкость не помнят.

Колонки тоже делал по заказу дочери. "Как это рокер и без больших колонок!?"
Корпуса делались лет 10 назад. Изначально там стояли 2 динамика 10" НЧ и рупорная ВЧ. Я тогда собрал по размерам копию Tannoy Oxford. Потом динамики от Танной были проданы. Ящики долго лежали без дела.

Год назад я к ним вернулся. Мне под руки попались НЧ динамики от акустики Magnat Soundforce 1200, к ним на СЧ я поставил бумажные динамики от какой то потолочной системы оповещения и ВЧ пищалки от каких то старых Панасоников.

Пришлось выпилить новую переднюю панель. А чтобы скрыть все грехи переделки обшил корпуса стеновыми пробковыми панелями.

<

standan

Станислав Читатель Датагора
  • Меценат
Комментарий # 3 от 22-11-19, 19:17.
Ответить
  • С нами с 17.10.2009
  • 10 комментариев
  • 0 публикаций
 
  Все переменные резисторы должны быть с линейной характеристикой (B-type).

Может все же группы А?

<

Chugunov

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 4 от 22-11-19, 21:18.
Ответить
  • С нами с 30.09.2009
  • 354 комментария
  • 30 публикаций
 
standan, Александр Николаевич не новичок, точен (B-type а не тип В) и редко ошибается. Именно В (латинская) - линейная зависимость. Советские "переменники" были очень давно, расея ничего не выпускает, поэтому только Китай. А у них "правильные" резисторы для регуляторов громкости с АНТИлогарифмической зависимостью имеют латинскую букву A (Audio). Кстати, и у китайцев Audio резисторы - дефицит, приходится покупать линейные.

<

TANk

Александр Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 5 от 22-11-19, 22:17.
Ответить
  • С нами с 11.08.2011
  • 192 комментария
  • 19 публикаций
 
Я сначала на громкость поставил резистор А (китайский). Регулировка громкости была ну уж очень логарифмической. 2/3 угла поворота в колонках почти полная тишина, а потом как заорет! Поэтому и отметил отдельно, что к ТА7630 нужны именно линейные резисторы на все регулировки.

<

Chugunov

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 6 от 22-11-19, 23:02.
Ответить
  • С нами с 30.09.2009
  • 354 комментария
  • 30 публикаций
 
TANk, мне понятно - регулятор громкости включен ведь не в цепь прохождения звукового сигнала, а управляет микросхемой, и микросхема делалась под линейные регуляторы, что громкости, что тембра.

Переменники "А" (антилогарифмы) надо поберечь - дефицит.

Конечно, ТА7630, прости Господи, делались для переносных балалаек, но они соответствуют классу остальных узлов и перевариваемому звуку.
В этих (МР3) модулях бывает еще и баба сидит, это может быть большим сюрпризом и провоцирует на ненормативную лексику.

Кстати, МР3 модули могут выглядеть одинаково, но отличаться прошивками. Например, одни после выключения запоминают не только громкость (это само собой), но и место воспроизведения файла, а другие даже после переключения на другой вход и возврату к МР3, начинают трек сначала. Для обычной песни на 3 минуты это пустяк, но если слушаешь радиоспектакль на несколько часов, возврат к началу не радует.

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 7 от 23-11-19, 6:42.
Ответить
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 253 комментария
  • 274 публикации
 
Цитата standan
  Может все же группы А?

Станислав, нет, не может. Госты и типы из СССР нужно забыть, по ним ничего не производится уже почти 30 лет. А по забугорному линейный это "B" - английское B (би).

Цитата Chugunov
  не новичок, точен (B-type а не тип В) и редко ошибается.

Раз уж речь о точности, тип "B-type" в статье указал я при редактировании. Для избежания постсоветской путаницы. Не помогло. lol

Цитата Chugunov
  В этих (МР3) модулях бывает еще и баба сидит, это может быть большим сюрпризом и провоцирует на ненормативную лексику.

Сергей, какая баба? unknown Очень забавное замечание. Опечатка?

<

TANk

Александр Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 8 от 23-11-19, 9:29.
Ответить
  • С нами с 11.08.2011
  • 192 комментария
  • 19 публикаций
 
Дабы избежать путаницы с резисторами я написал просто линейные
  Раз уж речь о точности, тип "B-type" в статье указал я при редактировании. Для избежания постсоветской путаницы. Не помогло

Похоже это добавление и вызвало путаницу.
  Конечно, ТА7630, прости Господи, делались для переносных балалаек, но они соответствуют классу остальных узлов и перевариваемому звуку.

В этой системе все (кроме колонок, возможно) соответствует классу "балалаек". В том числе и цена комплектующих. НЧ динамики от Магнатов мне достались со сгоревшими звуковыми катушками. Пришлось их отправлять на воспитание Игорю Германовичу. Он же мне прислал и ВЧ динамики от акустики довольно высокого класса. СЧ динамик очень хорошо и точно воспроизводит голосовой диапазон. Все это снабжено фильтрами с килограммовыми медными катушками (ну не было у меня другого провода кроме 1.8мм в достаточном количестве для намотки). Все это в закрытом ящике 30 литров из 20мм МДФ. Плюс снаружи еще на клей посажено 5мм пробки, которая очень хорошо гасит всякие нежелательные резонансы корпуса. Так что акустика на вырост. Хороший усилитель и источник - дело наживное.

<

standan

Станислав Читатель Датагора
  • Меценат
Комментарий # 9 от 23-11-19, 11:06.
Ответить
  • С нами с 17.10.2009
  • 10 комментариев
  • 0 публикаций
 
Спасибо за консультацию, но когда ГОСТы вбиты со школьной скамьи, их сложно забыть smile

<

Chugunov

Сергей Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 10 от 23-11-19, 11:49.
Ответить
  • С нами с 30.09.2009
  • 354 комментария
  • 30 публикаций
 
Datagor,
  Сергей, какая баба? Очень забавное замечание. Опечатка?

"Бабой" в данной ситуации общепринято называть очень милый девичий писклявый голос комментирующий на китайском (!!) языке разные действия, например, приветствие при включении. Особенно это мило при включении гаджета и на полной громкости. Обычно можно переключить на английский, но это еще надо сделать.
В самых простых гаджетах типа МР3 плееров я с таким не сталкивался. Пока.

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 11 от 23-11-19, 15:50.
Ответить
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 253 комментария
  • 274 публикации
 
Помню из 90х на ломаном русском: "Осторожно! Осторожно! Моя машина едет назад!"
Цитата Chugunov
   писклявый голос комментирующий на китайском (!!) языке

lol thumbup

<

WF1273

Вячеслав Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 12 от 23-11-19, 19:23.
Ответить
  • С нами с 10.11.2015
  • 51 комментарий
  • 1 публикация
 
Рискну предположить, что "бабу" "вселяют" в девайсы, не имеющие визуальной индикации режимов (типа надписи "blue" на экранчике). При этом может получиться весьма атмосферная картинка: "Концерт рок-группы в Китае. Live" wink

<

TANk

Александр Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 13 от 24-11-19, 10:51.
Ответить
  • С нами с 11.08.2011
  • 192 комментария
  • 19 публикаций
 
В этой панельке "бабы" нету. Но когда включаешь режим БлюТус, пока она не подсоединилась к телефону раздается громкое пронзительное "дзиньбля" "дзиньбля" и это на полной громкости. Причем первую часть слова озвучивает панелька, вторую, как правило, ее хозяин. ireful

<

spb-nik

Николай Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 14 от 30-11-19, 18:57.
Ответить
  • С нами с 14.01.2012
  • 27 комментариев
  • 6 публикаций
 
Александр, а как само качество воспроизведения усилителя "D" класса?
В смысле искажений, качества и т.д.
То что написано 2*50, это понятно, что китайских ватт. А реально сколько выдаёт микруха, замер мощности не производили?
То есть актуально ли такие усилители использовать например в домашнем комплексе, или они годятся просто для воспроизведения музыки, типа "бум-бум"?

<

Datagor

Игорь Котов Читатель Датагора
  • Главный редактор
Комментарий # 15 от 30-11-19, 19:40.
Ответить
  • С нами с 26.02.2006
  • 2 253 комментария
  • 274 публикации
 
Цитата spb-nik
  То что написано 2*50, это понятно, что китайских ватт.

Николай, привет!
Да нет же, это нормальных, правильных Ватт. Цитата из оф. даташита TI:
  TPA3116D2 – 2 × 50 W Into a 4-Ω BTL Load at 21 V

Т.е. два канала по полтиннику при питании 21 Вольт и 4-омной нагрузке. С энергоэффективностью тут всё "моё почтнение", для этого этот класс и задумывался.

<

TANk

Александр Читатель Датагора
  • Гражданин
Комментарий # 16 от 01-12-19, 21:27.
Ответить
  • С нами с 11.08.2011
  • 192 комментария
  • 19 публикаций
 
  Александр, а как само качество воспроизведения усилителя "D" класса?
В смысле искажений, качества и т.д.


Искажений не слышно. Все вроде чисто и красиво, но так и хочется сделать такой вот темброблок.


Назад Вперед

Добавить комментарий, вопрос, отзыв 💬

Камрады, будьте корректны и вежливы, соблюдайте правила!


Налетай! Паяльники, станции, жала с доставкой

Офигенная миниатюрная рация на литии BaoFeng UV-5R, 5W, 5-15 км!

Тестер универсальный LCR-TC1 для транзисторов, конденсаторов, ESR, MOSFET и т.д.
  • smilelolhellowinkscepticthumbupbored
    crazybadcryingsadirefulsickstraight
    ballooncakegooddrinksmailbombsun
    nightrainstarscolddashpartyhandshake
    musicnegativenowordspardonshoksleepunknown
    wackoyawnsainthelmethashsmokingwhew


Скопируйте текст вашего комментария на случай неверного ответа на контрольный вопрос.