Jak sama nazwa wskazuje, wzmacniacz mocy audio wzmacnia sygnały dźwiękowe do wysokiego poziomu, który może być wykorzystany do zasilania słuchawek lub głośników. Przykładem jest układ scalony LM1875 (z serii LM), który będzie tematem naszej dzisiejszej dyskusji. 

Zapnij pasy, aby zapoznać się z rozmieszczeniem pinów, zastosowaniem, funkcjami, układami aplikacyjnymi i alternatywnymi rozwiązaniami wzmacniacza LM1875. 

Co to jest LM1875?

LM1875 to monolityczny układ scalony wzmacniacza mocy firmy Texas Instruments z pięcioma końcówkami. Może pracować w zasilaniu dwu- lub jednotorowym i ma wbudowane zabezpieczenia, które zapewniają jego trwałość. 

Ponadto wykorzystuje niewiele elementów zewnętrznych do pracy w takich zastosowaniach, jak wzmacniacze audio dużej mocy. 

Konfiguracja pinów LM1875

Schemat pinów układu LM1875

LM1875 jest wzmacniaczem 5-stykowym. Styki są następujące;

Pin1/ Wejście nieodwracające; Jest to nieodwracająca końcówka (+) wzmacniacza. 

Pin2/ Wejście odwracające; Jest to wejście odwracające wzmacniacza (-). 

Pin3/ Vee; Jest to styk masy lub ujemnego napięcia zasilania. 

Pin4/ Pin wyjściowy; wyprowadza dowolny wzmocniony sygnał. 

Pin5/ Vss; jest to pin dodatniego napięcia zasilającego. 

Właściwości układu LM1875

Poniżej przedstawiono specyfikację i wyjątkowe cechy układu LM1875.

Posiada szeroki zakres zasilania (napięcie robocze) od 16 V do 60 V. Ponadto jego maksymalne wejściowe napięcie przesunięcia wynosi 15 mV przy ±25 V. 

Po drugie, posiada zabezpieczenie termiczne wraz z obwodem warunkowym. Ponadto posiada zabezpieczenie przeciążeniowe przed zwarciami DC i AC do masy. 

Ponadto jest przyjazny dla płytki drukowanej i ma szybką szybkość zmian. 

Po czwarte, charakteryzuje się niskim poziomem zniekształceń harmonicznych przy następujących wartościach - 0,015%, 8 Ohm, 1KHz i 20W. 

Jego obciążalność prądowa wynosi 4 A, a moc wyjściowa z głośnikiem 4Ω/8Ω - 20 W (maksymalnie 30 W).  

Temperatura pracy waha się od 0°C do 70°C, a maksymalna rezystancja obciążenia od 4 do 8 omów. 

Ponadto ma szerokie pasmo przenoszenia 70 kHz i wzmocnienie w otwartej pętli (odrzucanie tętnień) 90 dB.

Można go znaleźć w 5-pinowej obudowie TO220.  

Przykładowy obwód aplikacyjny dla LM1875

Układ podstawowy

Pierwszy schemat to prosty układ scalony LM1875. Wzmacniacz jest wyposażony w wewnętrzną kompensację. Dlatego może mieć stabilne wzmocnienie o wartości co najmniej 10. 

Podstawowy obwód wzmacniacza IC LM1875

Układ wzmacniacza audio OCL o mocy 25 W

W naszym drugim układzie aplikacyjnym do generowania sygnału audio wykorzystujemy zasilanie ujemne, dodatnie i masę. W związku z tym ruch posiada połówki zarówno ujemnych, jak i dodatnich wahań sygnału. Efektem końcowym jest krystalicznie czysty dźwięk na wyjściu. 

Układ wzmacniacza audio OCL o mocy 25 W 

Etapy budowy/działania

Zacznij od podania sygnału na styk wejściowy. Ograniczony sygnał audio automatycznie przepłynie przez R3, C1, R2 i R2. W tym czasie należy pamiętać, aby zredukować lub wyeliminować szumy do masy. 

Następnie będziemy mieli fazę bez powrotu, w której sygnał popłynie do styku wejściowego 1 (nieodwracającego) układu 1C1. Następnie przez styk wyjściowy 4 trafi do głośników.

Po trzecie, użyj R6, aby ograniczyć szumy sygnału wyjściowego do masy. R5 umożliwia sprzężenie zwrotne innej części wyjścia audio układu scalonego na styku 4 do styku 2. 

Można także obliczyć stopień wzmocnienia przy użyciu rezystorów R5 i R4 (około 15 razy). 

Wreszcie, C2 zapewnia lepszą reakcję układu na wysokie częstotliwości. 

Układ wzmacniacza OTL LM1875 o mocy 30 W

Nasz trzeci i ostatni projekt jest odpowiedni dla niewielkiego wzmacniacza dużej mocy. Oprócz tego, że jest łatwy do skonstruowania, wymaga tylko kilku elementów elektronicznych. 

Specyficznym układem scalonym jest LM1875T, który pasuje do modelu wzmacniacza firmy National Semiconductor. 

Wzmacniacz audio LM1875 OTL o mocy 30 W

Objaśnienie układu 

Napięcie zasilania DC może wynosić od 16 V do 60 V, przy czym można stosować zarówno zasilanie jedno-, jak i dwunapięciowe. Ponieważ jednak mamy zasilanie jednonapięciowe, wykorzystamy je jako masę i plus. 

Napięcie zasilania będzie miało odwrotny wpływ na moc układu scalonego. Na przykład użycie napięcia stałego 50 V powoduje, że moc na układzie scalonym wynosi 25 W. 

Obciążenie impedancyjne powinno wynosić 8 omów, ponieważ moc wyjściowa wynosi 30 W, a napięcie zasilające 60 V.

Oprócz układu zabezpieczającego w układzie scalonym warto zastosować radiator, ponieważ pomoże on odprowadzić nadmiar ciepła. 

Następnie mamy rezystor R4, którego zadaniem jest regulacja impedancji wejściowej. Ponadto łączy się on z kondensatorem C1 wewnątrz układu scalonego IC1 do sekcji wzmacniacza. C2 działa jako filtr szumów, ograniczając szumy przedostające się przez wejście. 

R6 i R5 mają połączenie w postaci sprzężenia zwrotnego, które reguluje wzmocnienie układu. 

C5 i R7 bocznikują wszelkie wysokie częstotliwości szumów zmierzające do masy (GND), poprawiając jakość dźwięku na wyjściu. Ponadto C6 sprzęga sygnał z obciążeniem/wyjściem. W ten sposób nie występuje lub występuje mniejszy przeciek napięcia stałego do obciążenia, co poprawia jakość dźwięku. 

Alternatywy układu LM1875

Alternatywą dla układu LM1875 jest układ TDA2050. 

Można także użyć innych wzmacniaczy audio, takich jak TDA7265, TDA2005, LM386, TDA7279, TDA1554 i TDA2030. 

Układ scalony wzmacniacza audio LM386

Źródło: Wikipedia 

Zastosowania

Wzmacniacz audio LM1875 jest często używany w następujących zastosowaniach;

Kaskadowe łączenie głośników audio,

(głośniki audio)

Wzmacniacze serwomechanizmów,

Systemy instrumentów, 

9an gitara elektryczna

Wzmacnianie sygnałów dźwiękowych,

Fonografy stereofoniczne,

Wzmacniacze mostkowe, 

Wzmocnienie dużej mocy, oraz 

Praca w trybie dzielonego/podwójnego zasilania. 

Wnioski

Układ scalony LM1875 jest niskoczęstotliwościowym wzmacniaczem klasy AB, często nadającym się do zastosowań w konsumenckich urządzeniach audio. Jedną z cech konstrukcyjnych układu LM1875 jest posiadanie wewnętrznych diod zabezpieczających wyjście. Ponadto producenci osiągają wysoką jakość działania układu scalonego LM1875, stosując w jego produkcji zaawansowane techniki obwodowe. 

Aby uzyskać więcej informacji o układzie scalonym wzmacniacza audio LM1875, prosimy o kontakt.