Tales From the Chip: מגבר שמע LM1875: 8 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

אני אוהב אותי כמה מגברי שבבים - חבילות קטנטנות של עוצמת שמע טהורה. עם רק כמה רכיבים חיצוניים, אספקת חשמל נקייה וקצת חום חסון תוכלו לקבל צליל איכותי באמת המתחרה בעיצובים טרנזיסטוריים מורכבים ונפרדים.

הלכתי לפרט קצת יותר על היתרון של מגברי שבבים במחווה LM386 שלי - זה עשוי להיות מקום טוב להתחיל בו. כאן, אצלול ישר למה שעושה את LM1875 כל כך נהדר ואיך לבנות מעגל פשוט. סע, דובין!

שלב 1: אמור שלום ל- LM1875

ה- LM1875 ("שמונה עשרה ושבעים וחמישה") הוא מפלצת של שבב באריזה מאוד לא צנועה, ושבב נוסף אהוב מאוד בקהילת האודיו של DIY. גליון הנתונים הרשמי (PDF) טוען ליכולת להניע 20W לעומסי 8Ω נתון +-25V, ועד 30W המסופקים עם תוספת +-5V מיץ … והכל בפחות מ -1% THD. ונדיר ככל שיהיה, אני יכול לאשר שההתפארות בגיליון הנתונים היא נקודתית - ניתן להגיע לנתונים אלה בצורה די נוחה במציאות (בהתחשב בקירור בריא).

שלב 2: Pinout

חבילת TO-220, עם 5 סיכות בלבד, פשוטה לחיבור:

1 - קלט שלילי (-IN)

2 - קלט חיובי (+IN)

כניסות אופ-אמפר סטנדרטיות, כאשר הכניסה החיובית מקבלת את אות השמע והכניסה השלילית קשורה לקרקע.

3 - אספקה שלילית (-צפייה)

5 - אספקה חיובית (Vcc)

כאן אתה מזין את המגבר, באופן אידיאלי עם אספקה כפולה. ניתן גם להניע אותו על ידי אספקה אחת על ידי קשירת סיכה 3 לקרקע, אולם הביצועים עלולים להיפגע.

4 - פלט

כאן אתה אוכל על אות מוגבר ומתוק מתוק.

שלב 3: סכמטי ובומפ

הנה סכמה פשוטה לערוץ בודד - עבור סטריאו תצטרך שניים כאלה.

R1 ו- R2 הם נגדי הרווח המחוברים לקלט ההפוך של המגבר. הערכים של 22KΩ ו- 1KΩ מסתדרים לרווח של 23:

רווח = 1 + (R1 / R2)

= 1 + (22 / 1) = 23

כדי לשנות את הרווח, פשוט החלף R1 החוצה עם נגד אחר בטווח הקוהם וחבר אותו לנוסחה.

CIC1 עד CIC4 הם קבלים הניתוק של LM1875. הקבל הקטן יותר (100nF) מסנן רעש בתדירות גבוהה במסילת החשמל, בעוד המכסה הגדול יותר (220uF) מספק מקור כוח להחלקת טבלים בחשמל. במעגל ייצור, מכסים אלה צריכים להיות ממוקמים קרוב ככל האפשר לסיכות הכניסה של השבב. למידע נוסף, עיין במאמר מפתיע וקל להבנה של Analog Devices על טכניקות ניתוק נאותות.

באופן דומה C1, C2, R2 ו- R3 נמצאים שם כדי לסנן רעש, בעוד R5 פועל כנגד משיכה, המאפשר נתיב לקרקע אם לא מחובר שום אות (הפחתת זמזום).

R6 ו- C3 יוצרים מעגל RC, מסנן המסיר תדרי רדיו מההחזרה למעגל ומונע מתנודות מהרמקול לחזור למגבר.

_

BOM:

IC: LM1875

R1: 22kΩ

R2: 1kΩ

R3: 1kΩ

R4: 1MΩ

R5: 22kΩ

R6: 1Ω, 1W

C1: 10uF אלקטרוליטי (או עדיף סרט פוליאסטר/פוליפרופילן)

C2: 47uF אלקטרוליטי

C3: 220nF X7R / סרט

CIC1, CIC3: אלקטרוליטי 220uF

CIC2, CIC4: 100nF X7R / סרט

_

תצטרך דרך להזין אודיו - אספתי שקע 3.5 מ"מ ממכשיר ישן ועשיתי פריצה שמתחברת ישירות ללוח לחם, או שאפשר לחתוך את הראש מכבל אודיו 3.5 מ"מ ישן, להדביק כמה כותרות את הקצוות וחבר אותו ישירות.

כמו כן, תזדקק למגשרים, חוטים, עומס רמקול/דמה ואספקת חשמל - PSU ספסל משתנה הגון שיכול לספק +/- 30V יהיה שימושי.

לבסוף - גוף קירור! רוב השבבים מסוג A/B דורשים קירור משמעותי, אז קנה גוף קירור גדול מכפי שאתה חושב שתצטרך ושמור אותו למטרות אב טיפוס.

שלב 4: בניית לוח לחם

אז הנה קרש הלחם שלי…

… אבל כתב ויתור

זוהי לא הפריסה האופטימלית ביותר - באופן אידיאלי, הרכיבים צריכים להיות קרובים הרבה יותר זה לזה, ובמיוחד מכסי הניתוק רחוקים מדי מסיכות ה- IC. עם זאת, פרשתי אותו כדי להקל על ההבנה בתמונות וכדי להתאים את גוף הקירור המגושם שלי. התוצאות טובות לתקופות קצרות של בדיקות.

הנחתי את שתי רצועות מסילות הכוח בצד אחד של לוח הלחם, כדי שאוכל לשמור מקום סביב ה- IC לגוף הקירור. יש לכך יתרון נוסף בכך שהנגשת המסילות החיוביות, השליליות והקרקעיות ייעודיות לאורך תחתית הלוח.

שלב 5: אל תשכח את גוף הקירור

כדי להכין גוף קירור, ראשו אותו בשורה על הלוח וסמן לאן החור צריך להגיע כדי לאבטח אותו למעגל הביולוגי. לאחר מכן מקדחים את החור ומשייפים את כל משטח המגע בנייר דק מאוד עד שהמשטח חלק ומבריק.

לאחר מכן יש למרוח נקודה של משחה תרמית על משטח המגע ולמקם את נציץ הבידוד מעל עם כמה פינצטה - השתדלו לא לטפל בנציץ באצבעות.

לבסוף, השתמש בכובע עליון (או "שיח"), אגוז וברג כדי להדק את השבב לגוף הקירור. זה צריך להיות מספיק חזק כדי שלא ניתן לסובב את ה- IC סביב הבורג, ולא להיות הדוק יותר!

לבסוף, בדוק שוב שהכרטיסייה של השבב מבודדת מגוף הקירור על ידי ביצוע בדיקת המשכיות עם המולטימטר שלך - עם בדיקה אחת בכרטיסיית גוף הקירור והשנייה על גוף הקירור עצמו. אין ביפ = עבודה טובה!

שלב 6: בדוק את זה

בדוק ובדוק שוב שכל החיבורים שלך מוצקים, וודא שאתה שולח מתח + ו- - למסילות הנכונות. הגדר את אספקת החשמל לסביבות +-10V, החזר אחורה והפעל!

אם לא מופיעה התפרצות עשן מזעזעת, כנראה שהצלחת. נגן מוזיקה והקשיב לרמקול הבדיקה שלך. אם ספק הכוח של הספסל כולל מד זרם מובנה, אתה יכול לראות כמה זרם המגבר שלך שואב בכל רגע נתון - נסה להגביר את עוצמת הקול כדי לראות את הציור הנוכחי גדל.

במתחים נמוכים, סביר להניח שתתקלו בקליפ או בצורות אחרות של עיוות במוקדם ולא במאוחר, ובווליומים גבוהים יותר המוזיקה שלכם תישמע איומה למדי. לאט לאט להגביר את המתח - LM1875 מטפל +-25V כמו אלוף, כך שאם יש לך גוף קירור הגון לא צריך להיות ממה לדאוג.

מתח יציאה

העברתי את הפלט לעומס דמה ענק (נגד 300W, 8Ω) והגדרתי את התפוקה. עם גל סינוס של 1kHz בשיא של 810mV, ה- LM1875 הציע לי שיא מכובד ונקי של 20.15V (14.32V RMS) על הפלט - רק קצת מעל הגדרת הרווח שלנו.

כּוֹחַ

מבחינת כוח נקי, אני עושה את זה…

הספק RMS = Vrms^2 / R = 14.32^2 /8 = 25.63W

… רק ביישן של 26W! לא רע בכלל.

בשלב זה, רציתי לראות אם אני יכול להגיע לאותו סימן LM1875 30W המיתולוגי, אבל קודם כל הייתי צריך להחליף את גוף הקירור במשהו קצת יותר מרגיע …

שלב 7: מפלצת הנחושת