Функциональная схема TDA2822M. Миниатюрный усилитель на TDA2822L Тда 2822 мостовое включение

Не так давно у меня возникла идея потренироваться в изготовлении миниатюрных девайсов. Недолго думая, я пошел на сайт регионального продавца радиокомпонентов и в процессе поиска наткнулся на замечательное решение в виде микросхемы TDA2822L. Теперь о наших баранах.

TDA2822L – это маломощный низковольтный интегральный УМЗЧ, который уже упоминался на данном сайте (вроде бы как даже не раз). Его особенности – два канала, возможность питания от напряжения в диапазоне 1.8 – 12 В (однополярное), малые потери, возможность включения по мостовой схеме и наличие решения в SOP-8 корпусе (не самый миниатюрный в природе, но все же достаточно компактно). И, к слову, «дури» у него 1 Вт на канал (при 4-омной нагрузке). То есть даже при больших мощных наушниках хватает за глаза (об этом позже). И стоит он $0.37. Сказка, да и только!

Обвязка для него минимальна, и схема УМЗЧ согласно даташиту имеет такой вот вид:

Ничего принципиально непонятного в этой схеме нет, детали типичны, поэтому перейдем сразу к интересному, а именно – к выбору деталей.

Поскольку мы собираем миниатюрный усилитель, то понятно, что максимальное количество деталей должны быть в smd исполнении, в частности у меня получилось сделать в smd все, кроме C4 и C5 (ну не возит наш магазин электролиты под smd монтаж). Насчет питания еще интереснее – сразу же с момента возникновения идеи я решил, что запитаю схему от таблетки типа CR2032, благо под них существует замечательный маленький держатель, а поскольку почти все элементы smd, то и экономия места получается хорошая. Но потом, на всякий случай я решил добавить два пятачка под провода на крону, просто про запас.

Итого наш список компонентов:

Микросхема TDA2822L в SOP-8 корпусе x1.

Резистор 10 кОм 0805 x2

Резистор 4.7 кОм 0805 x2

Конденсатор 0.1 мкФ х2

Конденсатор электролитический 470 мкФ >10 В (у меня 16 В) x2

В результате получился вот такой вот симпатичный «пупс»:

Оговорка: то что можно избавиться от перемычки R0, доставшейся в наследие от предыдущей ревизии платы я заметил уже после того, как запаял плату, посему исправлять поздно и лень

Как видно, размеры, кхм, маленькие. Сказать по правде я такого даже не ожидал, хотя первая версия платы была немного меньше и без маски, но уже после изготовления печатки оказалось, что электролиты придется оставить висеть в воздухе. В совокупности с плохим качеством платы первой версии я ее немножко увеличил и переделал, и все пошло как по маслу (по правде сказать почти как по маслу, один конденсатор все равно «висит»).

Примечание: на плате сама микросхема на самом деле стоит наоборот, по сравнению с проектом диптрейса.

Итак, имея на руках проект, изготавливаем печатную плату (кому как нравится, я использую ФР + персульфат аммония). Немножко фотографии о том как это делается в домашних условиях:

TDA2822_НизкВольтнУНЧ

http://datagor.ru/amplifiers/chipamps/2370-usilitel-tda2822m.html

Интегральная микросхема TDA2822M благодаря небольшому числу элементов обвязки относится к числу простых усилителей, которые можно собрать за короткое время, подключить к МР3 плееру, ноутбуку, радиоприемнику – и тут же оценить результат своей работы.

Вот как привлекательно выглядит описание микросхемы TDA2822M (ST, DIP8) на Датагорской ярмарке:
«TDA2822M - стереофонический, двухканальный низковольтный усилитель для портативной техники и пр.
Возможно мостовое включение, использование в качестве наушникового или контрольного усилителя и многое другое.
Рабочее напряжение питания: от 1,8 В до 12 В , мощность до 1 Вт на канал, искажения до 0,2%. Радиатор не требуется.
Вопреки суперминиатюрным размерам выдаёт честный бас. Идеальный чип для бесчеловечных опытов начинающих».

Своей статьёй я постарался помочь коллегам-радиолюбителям сделать эксперименты с этим интересным чипом более осознанными и гуманными.

Разберемся с корпусом микросхемы

Различают две микросхемы: одну TDA2822, другую с индексом «М» - TDA2822М.
Интегральная микросхема TDA2822 (Philips) предназначена для создания простых усилителей мощности звуковой частоты. Допустимый диапазон питающих напряжений 3…15 В; при Uпит=6 В, Rн=4 Ом выходная мощность составляет до 0,65 Вт на канал, в полосе частот 30 Гц…18 кГц. Корпус микросхемы Powerdip 16.
Микросхема TDA2822M выполнена в ином корпусе Minidip 8 и имеет отличающуюся цоколевку при несколько меньшей максимальной рассеиваемой мощности (1 Вт против 1,25 Вт у TDA2822).

Функциональная схема TDA2822M

приведена в документации . Как видно из рис. 1, каждый канал усилителя по структуре близок к типовой схеме Лина.

Усилители имеют общие функциональные узлы: цепи задания опорного тока I REF для генераторов стабильного тока (ГСТ) в цепях эмиттеров дифференциальных каскадов, цепь задания смещения R3, D6 на базах ключей Q12, Q13 и цепи поддержания токов покоя I0 CONTROL выходных каскадов усилителя.

Данное решение способствует улучшению стабильности работы усилителя в мостовом режиме.
Каждый канал усилителя состоит из дифференциального каскада Q9…Q11 (Q14…Q16), усилителя напряжения Q7 (Q18) и выходного каскада Q1…Q6 (Q18…Q24).

Рис. 1. Функциональная схема TDA2822M из Datasheet

Дифференциальный каскад имеет динамическую нагрузку в виде токового зеркала на элементах Q8, D5 (Q17, D6).

Применение токового зеркала в коллекторных цепях дифференциального каскада не только симметрирует ток, но и является активной нагрузкой в цепи Q10 (Q15), причем в качестве опорного используется падение напряжения на диоде D5 (D7), возникающее при протекании тока через транзистор Q9 (Q16). Данное техническое решение фактически удваивает нагрузочную способность по току дифференциального каскада.

Токовое зеркало Q8 (Q17) также увеличивает значение коэффициента влияния нестабильности источника питания (в Datasheet это параметр называется PSRR - коэффициент подавления изменения питающих напряжений), ведь баланс каскада уже не зависит от напряжения питания.

Использование ГСТ в цепях эмиттеров дифференциального каскада уменьшает скорость роста искажений по сравнению с резистивной нагрузкой, поскольку резко уменьшается квадратичная составляющая передаточной проводимости входного каскада. Кроме того, ГСТ полностью избавляет от проникновения помех с шины питания во входные цепи.

Для повышения входного сопротивления по неинвертирующему входу в дифференциальный каскад Q9, Q10 (Q15, Q16 в другом канале усилителя) типовой схемы Лина добавлен эмиттерный повторитель Q11 (Q14) на p-n-p транзисторе.

Ясно, что несимметричная схема дифференциального каскада приводит к разбалансу каскада, в результате которого в спектре выходного сигнала появляются четные гармоники. Также ухудшается стабильность средней точки, но в данном случае этот факт не играет большой роли: выход усилителя отделяется от нагрузки оксидным конденсатором.

Каскад усиления напряжения Q7 (Q18) и выходной каскад Q1 – Q6 (Q19 – Q24) охвачены местной ООС через конденсатор частотной коррекции С1 (C2), увеличивающий запас по фазе. Такую коррекцию называют инклюзивной.

Практически все усиление осуществляется в каскаде усиления напряжения Q7 (Q18), в коллекторную цепь которого включен диод D4 (D8), задающий смещение на базах выходного каскада, работающего в классе В, и ГСТ, являющийся идеальной нагрузкой.

Выходной каскад УМЗЧ выполнен в духе времен прошлого столетия, когда отсутствовали мощные комплементарные транзисторы p-n-p структуры. Здесь инклюзивная частотная коррекция также способствует выравниванию фазовых характеристик несимметричных плеч выходного каскада.

Элементы D1, D2, Q4, ГСТ в цепи базы Q4 (D10, D11, Q20, ГСТ в цепи базы Q20) служат для защиты от коротких замыканий выходов усилителя, а также обеспечивают «мягкую» характеристику ограничения при перегрузке.

Обратите внимание, что другие цепи встроенной защиты выходного каскада отсутствуют, что сделано из соображений лучшего использования источника питания, к сожалению, в ущерб надежности.

Выводы 5 и 8 микросхемы соединяются с общим проводом по переменному току. В этом случае коэффициент передачи усилителя с отрицательной обратной связью составит:

Ku=20lg(1+R1/R2)= 20lg(1+R5/R4)=39 дБ.

Структурная схема ИС представлена на рис. 2.

Рис. 2. Структурная схема TDA2822M

Экспериментально определено, что сумма сопротивлений резисторов R1+R2 и R5+R4 равна 51,575 кОм. Зная коэффициент усиления, несложно вычислить, что R1=R5=51 кОм, а R2=R4=0,575 кОм.

Чтобы уменьшить коэффициент усиления микросхемы с ООС, обычно последовательно с R2 (R4) включают дополнительный резистор. В данном случае такому схемотехническому приему «мешают» открытые транзисторные ключи на транзисторах Q12 (Q13).

Но даже, если предположить, что ключи не оказывают влияния на коэффициент передачи с обратной связью, маневр по уменьшению коэффициента усиления незначителен – не более 3 дБ; в противном случае не гарантируется устойчивость усилителя, охваченного ООС.

Поэтому можно поэкспериментировать с изменением коэффициента передачи усилителя, учтя, что сопротивление дополнительного резистора лежит в пределах 100…240 Ом.

TDA2822 представляет собой интегрированный звуковой усилитель, который можно использовать как в моно, так и в стерео режиме. Усилитель на этой микросхеме предназначен для применения там, где необходимо небольшое аудио усиление, с малым током потребления, например, его можно использовать как усилитель для наушников. Есть у меня такие наушники, они нормально играют от компьютера, а вот при прослушивании музыки с телефона явно не хватает мощи, подключив такой усилок громкость повышается в разы и еще остается запас.

Напряжение питания: 1,8 – 15 Вольт
Максимальная выходная мощность: 1,4 Watt
Ток потребления при нагрузке: R=32 Ohm и U=6 V в режиме покоя 0.1 mA , а при работе колышется в пределах 10-20ма .

Чуть выше вы видите схему небольшого усилителя с использованием TDA2822. Громкость звука можно регулировать с помощью переменного резистора на 10 кОм. Источник питания 12 вольт будет идеально подходить для питания схемы (будет самая высокая выходная мощность, без учета сопротивления динамиков), но она будет работать и от меньшего напряжения. Микросхема не греется вообще, поэтому теплоотвод использовать не нужно. На первой плате под вход, выход и питание выведены отдельные крупные винтовые крепежи.

Печатную плату можно скачать тут:

Вот вам еще одна схема включения данной микросхемы, а также две печатные платы, которые более удобны для изготовления именно усилителя для наушников, на одной из них нижние резисторы и конденсаторы поверхностного монтажа, а на второй DIP. На них нарисованы дорожки для гнёзд под jack 3,5 мм, вы легко можете под редактировать дорожки и пятачки под свои разъёмы. С такой платкой подключать её к телефону (источнику аудио-сигнала) нужно через специальный провод с двумя джеками, а наушники соответственно в разъём на плате.

(скачиваний: 1373)

Я решил сделать усилитель по второй схеме с использованием резисторов (10k, 4,7) и керамических конденсаторов 100 нФ для поверхностного монтажа (smd). На фото дорожки нарисованные цапонлаком и парнаментным маркером и готовая плата после вытравки в хлорном железе.

Регулирование громкости звучания от самого источника аудио-сигнала вас расстроит, в моём случае это качелька громкости телефона, слишком маленький диапазон. Чтобы улучшить изменение силы звучания его добавьте миниатюрный переменный резистор сопротивлением примерно 10-50 кОм для регуляции силы входного аудио.

Идеально для моей платы подошёл корпус NM5 с размерами 57x38x19 и смешной ценой. Плата в него влезает идеально, для гнёзд входа и выхода просверливаем отверстия нужного диаметра. В корпусе еще остается место для источника энергии. На мой взгляд, лучше всего туда будет запихнуть литий-полимерный аккумулятор вместе с модулем зарядки, к примеру, от юсб. В итоге мы получаем отличный, удобный, компактный усилитель для наушников и небольших динамиков за мизерную цену.

Этот усилитель я использовал для небольших компьютерных наушников, звучание оказалось довольно неплохое, но при большой громкости качество звука заметно падает. Собрал схему, как видите, используя TDA2822 в DIP-8 корпусе, а на плату для удобства припаял колодку. От сопротивления наушников и напряжения питания будет зависеть выходная мощность, нам много не надо, не хотим же мы оглохнуть. Желательно, чтобы динамики были 2x1W/4 Ohm.

Ну и на последок скажу, что такую схему рекомендую собирать только новичкам. Нереального качественного звука, как от промышленных и дорогостоящих усилителей от него вы не добьётесь, но простому обывателю и этого хватает с головой. Вот вам видео для ознакомления со свойствами выходного звука от такой схемы.

ТДА2822 — одна из любимых микросхем молодости. Микросхема очень, очень хорошая, универсальная и имеет широкую область применения. Ее можно встретить на маломощных колонках к мобильному телефону или скажем к ПК, даже уважающие себя компании очень часто используют именно эту микросхему в качестве конечного усилителя мощности в портативных колонках.

Микросхема имеет довольно широкий диапазон питающих напряжений от 1.8 до 12 Вольт, это дает возможность собрать портативные колонки с батарейным или аккумуляторным питанием. Но речь сегодня пойдет о другом, мы будем использовать микросхему в качестве усилителя для наушников в автомобиле!

Зачем в автомобиле наушники? на самом деле любой автолюбитель знает, что иногда приходится путешествовать с пассажирами, которые, мягко говоря, не любят громкую музыку, а штатные наушники подключенные к плееру или автомагнитоле не могут обеспечивать нужный уровень и качество звучания и дело вовсе не в наушниках, а в усилителе, который их питает.

ТДА2822 один из самых лучших вариантов в этом деле, имеет простую схему подключения, компактные размеры как самой микросхемы, так и монтажной платы, плюс к этому она довольно устойчива к вибрации и не греется во время работы, следовательно отпадает необходимость использования теплоотводов, а это — экономия пространства и удобность!

Микросхему можно использовать как для усиления сигнала с плеера, и других звуковых устройств, так и для усиления сигнала с мобильного телефона, как мы знаем, в дороге мы очень часто не слышим собеседника при разговоре, а дополнительный усилитель выручит в таких ситуациях.

Саму микросхему нужно подключать к бортовой сети автомобиля через ограничительный резистор на 11 Ом, иначе при заведенном двигателе микросхема может сгореть. Выходная мощность на каждый канал доходит до 1 ватт, существует также мостовая схема включения, которая позволит получить мощность до 2-х ватт, но в этом случае образуется только один канал. Но микросхему можно питать от литиевых таблеток с напряжением 3 Вольт или от других малогабаритных источников питания.