Tales From the Chip: LM1875 Audio Versterker: 8 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Ek is mal oor 'n paar chipversterkers - klein pakkies suiwer klankvermoë. Met slegs 'n paar eksterne komponente, 'n netjiese kragbron en 'n stewige heatsink, kan u 'n werklik hoë kwaliteit geluid kry wat ooreenstem met komplekse, diskrete transistorontwerpe.

Ek het 'n bietjie meer ingegaan op die voordeel van chipversterkers in my LM386 -huldeblyk - dit kan 'n goeie plek wees om te begin. Hier gaan ek in op wat die LM1875 so wonderlik maak en hoe om 'n eenvoudige stroombaan te bou. Ry, Dobbin!

Stap 1: Sê hallo vir die LM1875

Die LM1875 ("agtien-sewentig-vyf") is 'n monster van 'n chip in 'n baie beskeie pakket, en nog 'n baie geliefde chip in die DIY-klankgemeenskap. Die amptelike datablad (PDF) maak aanspraak op die vermoë om 20W in 8Ω-ladings van +25V te dryf, en tot 30W ekstra +-5V sap … en alles teen minder as 1% THD. En hoe skaars dit ook al is, ek kan bevestig dat die roem in die datablad in die kol is - hierdie syfers kan in werklikheid redelik gemaklik bereik word (met 'n bietjie gesonde afkoeling).

Stap 2: Pinout

Die TO-220-pakket, met slegs 5 penne, is eenvoudig om op te draad:

1 - Negatiewe invoer (-IN)

2 - Positiewe invoer (+IN)

Standaard op-amp-insette, met die positiewe insette wat die klanksein ontvang en die negatiewe insette op die grond.

3 - Negatiewe aanbod (-Kyk)

5 - Positiewe aanbod (Vcc)

Hier voer u die versterker, verkieslik met 'n dubbele toevoer. Dit kan ook deur 'n enkele toevoer aangedryf word deur pen 3 aan die grond vas te maak, maar prestasie kan daaronder ly.

4 - Uitset

Hier eet u 'n soet, soet versterkte sein.

Stap 3: Skematiese en BOM

Hier is 'n eenvoudige skema vir 'n enkele kanaal - vir stereo benodig u twee hiervan.

R1 en R2 is die versterkingsweerstands wat aan die omkeerinvoer van die versterker gekoppel is. Die waardes van 22KΩ en 1KΩ werk uit tot 'n wins van 23:

Versterking = 1 + (R1 / R2)

= 1 + (22 / 1) = 23

Om die versterking te verander, ruil u eenvoudig R1 uit met 'n ander weerstand in die kohm -reeks en koppel dit aan die formule.

CIC1 tot CIC4 is die ontkoppelingskondenseerders vir die LM1875. Die kleiner kondensator (100nF) filtreer hoëfrekwensie -geraas op die kragrail, terwyl die groter kap (220uF) 'n bron van krag bied om die dalings in die kragtoevoer glad te maak. In 'n produksiekring moet hierdie doppe so naby as moontlik aan die kraginvoerpenne van die chip geplaas word. Vir meer inligting, kyk na hierdie verbasend maklik verstaanbare artikel van Analog Devices oor behoorlike ontkoppelingstegnieke.

Net so is C1, C2, R2 en R3 daar om geraas uit te filtreer, terwyl R5 as 'n aftrekweerstand dien, wat 'n pad na die grond toelaat as daar geen sein gekoppel is nie (bromvermindering).

R6 en C3 vorm 'n RC -kring, 'n filter wat radiofrekwensies verwyder deur terug te keer na die stroombaan en voorkom dat ossillasies van die luidspreker na die versterker terugkeer.

_

BOM:

IC: LM1875

R1: 22kΩ

R2: 1kΩ

R3: 1kΩ

R4: 1MΩ

R5: 22kΩ

R6: 1Ω, 1W

C1: 10uF elektrolities (of verkieslik polyester/polipropileen film)

C2: 47uF elektrolities

C3: 220nF X7R / film

CIC1, CIC3: 220uF elektrolities

CIC2, CIC4: 100nF X7R / film

_

U sal 'n manier nodig hê om klank in te voer - ek het 'n 3,5 mm -aansluiting van 'n ou toestel afgehaal en 'n uitbraak gemaak wat reguit in 'n broodbord kan aansluit, of u kan die kop van 'n ou 3,5 mm -audiokabel afkap, 'n paar opskrifte vasmaak die punte en verbind dit direk.

U benodig ook die gewone springers, drade, 'n luidspreker/dummy -las en 'n kragtoevoer - 'n ordentlike PSU met 'n veranderlike bank wat +/- 30V kan lewer, sal nuttig wees.

Uiteindelik - 'n heatsink! Die meeste A/B -chipamps benodig aansienlike verkoeling, dus kry 'n groter heatsink as wat u dink u benodig en hou dit vir prototipe doeleindes.

Stap 4: Breadboard Build

So hier is my broodbord …

… maar VRYWARING

Dit is nie die mees optimale uitleg nie - ideaal is dat die komponente baie nader aan mekaar moet wees, en veral die ontkoppelingskappe is te ver van die IC -penne af. Ek versprei dit egter om dit makliker te maak om op die foto's te verstaan en om my ongemaklike heatsink te laat pas. Die resultate is goed vir kort periodes van toetsing.

Ek het albei die kragrailstroke aan die een kant van die broodbord gesit, sodat ek ruimte kon hou rondom die IC vir die heatsink. Dit het die bykomende voordeel dat die toegewyde positiewe, negatiewe en grondrails maklik toeganklik is aan die onderkant van die bord.

Stap 5: Moenie die koellichaam vergeet nie

Om 'n heatsink voor te berei, plaas dit eers op die bord en merk waar die gat moet gaan om dit aan die IC vas te maak. Boor dan die gat en skuur die hele kontakoppervlak met baie fyn papier totdat die oppervlak glad en glansend is.

Dien dan 'n kolletjie termiese pasta op die kontakoppervlak en plaas die isolerende glimmer bo -op met 'n pincet - probeer om nie die glimmer met u vingers te hanteer nie.

Gebruik laastens 'n hoed (of 'bos'), 'n moer en 'n bout om die skyfie aan die koellichaam vas te maak. Dit moet net styf genoeg wees sodat die IC nie om die bout kan draai nie, en ook nie stywer nie!

Kontroleer laastens of die oortjie van die skyf van die koellichaam geïsoleer is deur 'n kontinuïteitstoets met u multimeter uit te voer - met een sonde op die koellinkblad en die ander op die koellichaam self. Geen piep = goeie werk!

Stap 6: Toets dit

Kontroleer of al u verbindings stewig is, en maak seker dat u + en - spanning in die regte rails stuur. Stel die kragtoevoer op ongeveer +-10V, staan terug en skakel aan!

As daar geen skokkende rookuitbarsting verskyn nie, het u waarskynlik daarin geslaag. Speel musiek en luister na u toetsluidspreker. As u bank se kragtoevoer 'n ingeboude ammeter het, kan u sien hoeveel stroom u versterker op 'n gegewe tydstip trek - probeer om die volume te verhoog om te sien hoe die huidige trekking toeneem.

By lae spannings loop u waarskynlik sneller of ander vorm van vervorming teëgekom, en by hoër volumes klink u musiek redelik aaklig. Verhoog die spanning stadig - die LM1875 hanteer +-25V soos 'n kampioen, so as u 'n ordentlike heatsink het, hoef u nie bekommerd te wees nie.

Uitgangsspanning

Ek het die uitset in 'n reuse -dummy -las ('n weerstand van 300 W, 8Ω) uitgevoer en die uitset bereik. Met 'n 1kHz sinusgolf by 'n piek van 810 mV, bied die LM1875 vir my 'n eerbiedige, skoon 20.15V piek (14.32V RMS) op die uitset - net 'n bietjie oor ons winsinstelling.

Krag

Wat skoon krag betref, maak ek dat …

Krag RMS = Vrms^2 / R = 14,32^2 /8 = 25,63W

… net 26W skaam! Glad nie sleg nie.

Op hierdie stadium wou ek kyk of ek by die mitiese LM1875 30W -merk kan kom, maar eers moes ek die heatsink vervang met iets wat meer gerusstellend was …

Stap 7: Die kopermonster