Микросхема LM1875 это высококачественный монофонический усилитель мощности низкой частоты, отдающий в нагрузку 25 Ватт. Выходной каскад работает в классе АВ. LM1875 отличается высокими звуковыми параметрами. Динамический диапазон – 90 дБ. нелинейные искажения – 0.015%, полоса воспроизводимых частот 20 – 20000 Гц. Микросхема предназначена для использования в бытовых аудиосистемах, для питания широкополосной акустики или маломощного сабвуфера.
Популярны две стандартные схемы включения LM1875. Типовая – она описана в даташите на микросхему и мостовая. Усилитель на двух LM1875 включенных по мостовой схеме способен развивать до 50 Ватт на выходе.
В этот раз мы предлагаем вам собрать усилитель по стандартной схеме. Маленькая печатная плата, минимальное количество деталей, высокое качество звука – настоящий Gainclone. Дополнительно на плате установлен диодный мост и два электролитических конденсатора большой емкости. Для питания вам нужно будет только подключить трансформатор с двумя обмотками, по 18В каждая.

Технические характеристики

Напряжение питания ±8В … ±25В

Выходная мощность 25Вт

Коэффициент нелинейных искажений при 20Вт* 0.015%

Отношение сигнал/шум 90Дб

*После 20Вт у LM1875 её довольно низкий коэффициент гармоник резко возрастает, поэтому 20Вт это значение максимальной выходной мощности для качественного усилителя.

Схема подключения

Внешний вид

Схему, проект в KiCad можно скачать в разделе техническая документация.

Это открытый проект! Лицензия, под которой он распространяется – Creative Commons - Attribution - Share Alike license. Проект выполнен в KiCad. Любые файлы доступны для скачивания.

Однажды, придя после работы домой, и включив любимую композицию в Foobar , я захотел чего то получше. И ради это чего-то "лучшего", ради интереса сборки электроники, захотел собрать первый усилитель. До этого больше занимался всякими высоковольтными вещами, ну и немного цифровой электроникой. Первым делом, начал искать микросхему, на которой буду собирать усилитель, остановился на LM1875 ().

К ней меня подтолкнуло то, что по своим показателям она значительно превосходит микросхемы аналогичного класса, выпускаемые другими производителями, такие как TDA2030, TDA2050 например. По таким параметрам как КНИ (коэффициент нелинейных искажений), надежность, напряжение питание у LM1875 выше чем у TDA2030, как и мощность. Ну и в среде "Аудиофилов", про нее хорошо отзываются.

После выбора микросхемы, приступил к поиску схемы, почитав разные форумы, пришел к схеме, которая ниже:

Плату Усилителя старался делать максимально компактной, дорожки после пайки хорошо залудил припоем. Питающие провода и входные запаяны в плату, только на выходе поставил клеммный разъем. Фотография платы усилителя:

После сборки усилителя задался вопросом питания, а с чего начинается питания усилителя? Правильно с сети, и по скольку хотел сделать что то качественное, первым делом собрал маленький сетевой фильтр, по схеме, которая ниже:

Получился он достаточно миниатюрным, на нем, нет не какой экзотики, только 2 помехоподавляющих конденсатора С1, С2, по 47 нФ, синфазный дроссель Murata и варистор Epcos 391. Для защиты трансформатора стоит предохранитель, тем более тут есть варистор, по этому предохранитель обязателен. Да и к слову первое что должно быть у сетевого устройства- это предохранитель.

Про трансформатор писать особо не чего, это тороидальный трансформатор, у которого перемотана вторичная обмотка. Мощность у него 50 Ватт, чего для данного усилителя хватит с головой. После перемотки у него 2 обмотки по 15 вольт.

Подключен этот трансформатор к выпрямителю из диодов Шоттки MBRF10100CT, по следующей схеме:

Собственно в этом выпрямителе нет, не чего особенного, тут лишь применил пару вещей, о которых прочел, когда искал себе схему усилителя, а именно: применил в выпрямителе диоды Шоттки, для исключения мультипликативных помех, да и не греются они из-за малого падения напряжения на них. В выпрямителе применил конденсаторы как низкоимпедансные (Low ESR), так и обычные, считается, что такая сборка электролитов хорошо влияет на звук. Зашунтировал питание плеч пленками по 100 нФ. Для исключения мультипликативных помех, так же можно установить конденсатор на 10-47 нФ параллельно катоду и аноду, в диодном мосте, у каждого диода. На плате я под них заложил место, и даже запаял, что бы наверняка этих помех не было. Ниже фотография выпрямителя:

В процессе настройки не нравился переходной процесс, который был слышен в динамиках при выключении и выключении усилителя, было решено сделать задержку подачи сигнала на АС. Поискав решил сразу соединить её с защитой от постоянного напряжения на выходе. Так как АС обычно дороже УМЗЧ, и выгорание микросхемы ничто по сравнению с сгоранием катушки динамика. Для защиты АС и задержки подачи сигнала, была выбрана такая схема:

Развел плату сразу под 2 канала, применил реле на 15 А, с управляющим напряжением 12 В. Для минимизации размеров применил SMD резисторы типоразмера 1206. Ниже фотография получившейся платы:

По скольку защита питается от 12 вольт, нужно было где-то брать эти 12 вольт, мотать обмотку на транс не хотелось. Были даже идеи повесить на одно плечо стабилизатор, и с него брать напряжение нужное. Но так бы я немного просадил это плечо, внес какие не быть искажение в звук, а оно мне надо? Решил сделать на отдельной платке БП на 12 вольт, для этого взял трансформатор, залитый, герметичный на 4 Ватта 9 вольт, и по стандартной схеме: трансформатор - выпрямитель - LM1812, сделал стабилизатор. При такой нагрузке трансформатор не греется, чему я рад. В прочем чему там греться?

Фотография БП на 12 вольт, для защиты:

Питается он, как и тот трансформатор, напоминающий желтенький пончик, от сетевого фильтра, который на этой фотографии можно увидеть под стабилизатором 12 вольт, точнее краешек его платы.

Теперь насчет дросселя, который на платках усилителей есть, в нем нет не чего особо сложного. Мне правда немного повезло с тем, что у меня в радиомагазине продаются пластиковые каркасы под них. Называются B-P36/22-1 у них внутренний диаметр 22 мм а внешний 36 мм. Нам нужно намотать 20 витков проводом 0.8 мм. Ниже фотография такой шпули под намотку с намотанным проводом:

Что могу сказать про звук, как по мне нормально звучит, доволен даже:) Может и правда Hi-Fi, если использовать для колонок у компа, то вполне оправдывает свою цену на постройку. Колонки пока стоят от музыкального центра, 6 Ом Kenwood, думаю позже займусь его внутренним фильтром, Лично меня устраивает, а это самое главное. Хотя... уже даже сейчас, стал подумывать о сборке чего ни будь транзисторного, сравнить.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
	Схема 1.
	Аудио усилитель	LM1875	1			В блокнот
С1, С2		470 мкФ	2			В блокнот
С3	Конденсатор	0.1 мкФ	1			В блокнот
С4	Конденсатор	0.22 мкФ	1			В блокнот
С5	Электролитический конденсатор	22 мкФ	1			В блокнот
С6	Конденсатор	220 пФ	1			В блокнот
С7	Конденсатор	2.2 мкФ	1			В блокнот
R1	Резистор	2.2 Ом	1			В блокнот
R2	Резистор	10 Ом	1			В блокнот
R3, R6	Резистор	22 кОм	2			В блокнот
R4	Резистор	1 кОм	1			В блокнот
R5, R7	Резистор	2.2 кОм	2			В блокнот
L	Катушка индуктивности	0.7 мкГн	1			В блокнот
In, GND	Входной разьем		2			В блокнот
Out, GND	Выходной разьем		2			В блокнот
	Двухполярный блок питания	+20 В, -20 В	1			В блокнот
	Схема 2.
С1, С2	Конденсатор	0.047 мкФ	2			В блокнот
VDR1	Варистор		1			В блокнот
L1	Сглаживающий трансформатор		1			В блокнот
F1	Предохранитель		1			В блокнот
220 in, 220out	Сдвоенный клеммный зажим		2			В блокнот
	Схема 3.
	Выпрямительный диод	MBRF10100CT-E3	4			В блокнот
HL1, HL2	Светодиод		2			В блокнот
С1-С6	Электролитический конденсатор	2200 мкФ	6			В блокнот
С7, С8	Конденсатор	0.1 мкФ	2			В блокнот
R1, R2	Резистор	3 кОм	2			В блокнот
F1, F2	Предохранитель	3 А	2			В блокнот
	Тройной клеммный зажим		2			В блокнот
	Схема 4.
VT1	Биполярный транзистор	КТ315Г	1			В блокнот
VT2	Биполярный транзистор	КТ3107Б	1

Операционник LM386 является отличным базисом для построения усилителей звука. Тем не менее, существует огромное количество схем с участием LM386, но не все они позволяют создать действительно качественный звуковой усилитель.

В этом материале будет продемонстрировано, как создать отличный звуковой усилитель на основе LM386. При этом в таком устройстве можно реализовать возможность усиления басов.

Прежде чем приводить готовые схемы усилителей звука, стоит сначала взглянуть на сам компонент LM386. Он является достаточно универсальным операционным усилителем. Для создания рабочего усилителя требуется только пара сопротивлений и конденсаторов. Микросхема имеет опции для регулировки усиления и повышения баса, а также может быть преобразована в генератор, способный генерировать синусоидальные волны или прямоугольные волны. Существует три разновидности LM386, каждая с разными номинальными значениями мощности: LM386N-1 (0,325 Вт), LM386N-3 (0,700 Вт), LM386N-4 (1,00 Вт). Фактическая выходная мощность, которую вы получите, будет зависеть от вашего напряжения питания и импеданса громкоговорителя. В документации на LM386 есть графики, которые подробнее расскажут вам об этом. В данном случае прикладывалось напряжение питания 9 В, но вы можете питать этот усилитель напряжением от 4 В и до 12 В. Распиновка LM386 показана на схеме ниже.

ОУ LM386 берет входной аудиосигнал и повышает его напряжение в лимитах от 20 до 200 раз. Это число еще именуется как коэффициент усиления по напряжению. Изменение усиления может быть реализовано подсоединением 10 мкФ конденсатора между выводами 1 и 8. При отсутствии конденсатора между выводами 1 и 8 коэффициент усиления будет установлен на 20. При задействовании конденсатора 10 мкФ коэффициент усиления будет установлен на 200. Коэффициент усиления можно изменить на любое значение между 20 и 200 за счет включения сопротивления (или потенциометра) последовательно с конденсатором.

Теперь, когда мы узнали кое-что о LM386, давайте начнем с создания «голого» усилителя на основе LM386 с минимальным числом элементов, требуемых для его работы. Таким образом, потом вы можете сравнить его с усилителем с более качественным звучанием, который мы соберем позже. Принципиальная и макетная схемы подключения показаны ниже.

На приведенной выше схеме подключения заземление аудиовхода соединено с заземленим аудиовыхода. Выходное заземление «шумит» и вызывает искажение входного сигнала при подключении таким образом. Звуковое входное заземление чувствительно к любым помехам, и любой шум, получаемый усилителем, увеличивается через усилитель. Ставьте целью как можно дальше размещать входную землю отдельно от других путей заземления. Например, вы можете подключить заземление для источника питания, входа и выхода непосредственно к контакту заземления (контакт 4) LM386 следующим образом:

Подключение этого типа должно звучать лучше, чем первая схема, но вы, вероятно, все равно заметите какой-то шум. Мы исправим это в следующей схеме, добавив развязывающие конденсаторы и пару RC-фильтров.

Несколько элементов в этой схеме заставляют ее звучать лучше. Конденсатор емкостью 470 пФ между положительным входным сигналом и землей нужен для фильтрации различных помех, полученных с аудиовходамов. Конденсаторы 100 мкФ и 0.1 мкФ между положительными и отрицательными линиями питания нужны для развязки питания. Конденсатор 100 мкФ отфильтровывает низкочастотный шум, а конденсатор 0.1 мкФ будет фильтровать высокочастотный шум. Емкость 0.1 мкФ между выводами 4 и 6 требуется для дополнительной развязки источника питания от операционника. Резистор 10 КОм и конденсатор 10 мкФ, идущие последовательно, между линией 7 и заземлением нужны для развязки входного аудиосигнала. Вот так это выглядит на макете.

Завершающим этапом построения качественного усилителя звука на LM386 является добавление возможности усиления басов. Усиление басов – это в основном простой фильтр нижних частот, и он удаляет большую часть шума, не убираемого развязывающими конденсаторами. Все, что вам нужно для схемы усиления баса – это конденсатор 0.033 мкФ и потенциометр 10 КОм последовательно между линиями 1 и 5.

Схему можно по-быстрому протестировать, подключив какое-нибудь устройство вывода звука. Простой способ подключения аудиовхода в такой схеме - это отрезать 3.5-мм аудиоразъем от старого набора наушников и подключить его к выводам на макетной плате. Таким образом, на основе LM386 можно самостоятельно, быстро и недорого собрать качественный усилитель звука с возможностью усиления басов. LM3886 - безусловно, один из лучших звуковых усилителей, но есть усилители и с более лучшими характеристиками. После экспериментов с LM386 можно начать создание проектов TDA2003, а затем плавно перейти на TDA2050.

При создании мультимедийного центра на базе персонального компьютера мною был изготовлен простой и качественный стереофонический усилитель на LM3886 (УМЗЧ для начинающих радиолюбителей) с выходной мощностью по 50 Вт на канал. Свой выбор на LM3886 я остановил, изучив описания и положительные отзывы радиолюбителей на форумах. LM3886 выпускается в двух вариантах: с минусом питания на корпусе (LM3886T) и с изолированным корпусом (LM3886TF). В первом случае желательна электрическая изоляция микросхемы от радиатора.

Эта микросхема обладает очень хорошими параметрами:

Диапазон питающих напряжений от 18 (+-9) до +-42 В;

Номинальная выходная мощность более 68 Вт при Кг 0.1%;

Пиковая выходная мощность до 135 Вт;

Внутреннее ограничение тока 7…11.5 А;

Коэффициент гармоник на мощности 60 Вт не более 0.03%;

Интермодуляционные искажения не более 0.01%;

Скорость нарастания выходного сигнала 8…19 В/мкс;

Полоса усиления 2…8 МГц;

Соотношение сигнал/шум до 110 дБ.

Выходная мощность этой микросхемы ограничена лишь тепловыделением. Безопасный для выходных транзисторов долговременный ток позволяет получить выходные мощности ~68 Вт, а внутреннее ограничение тока (не менее 7 А) защищает микросхему от короткого замыкания на выходе.

В результате макетирования УМЗЧ наиболее приятной на слух оказалась схема с инверсным включением LM3886.

Возможным недостатком данной схемы может быть низкое входное сопротивление равное 10 Ком. Но если учесть, что выходное сопротивление современных звуковых карт редко превышает 4 Ком, это становится преимуществом (низкой чувствительностью к наводкам на соединительные провода). Номинал конденсатора С1 может быть в диапозоне 2 - 4,7 мкФ.

Второй канал стереофонического усилителя собран по этой же схеме.

Схем блока питания усилителя приведена ниже.

Плата усилителя спроектирована с помощью программы Sprint-Layout 6.0. Размер платы 46 х 33 мм.

Изготовлена плата по ЛУТ-технологии.

Из спортивного интереса решил провести замеры искажений LM3886 в зависимости от выходной мощности.

Результаты измерений представлены ниже:

На графике видно, что спектр гармоник достаточно длинный, а уровень гармоник высших порядков практически не зависит от выходной мощности. Тем не менее их уровень оказался менее 120 Дб, т.е. для большинства звуковых карт он просто окажется за уровнем шумовой полки.

Личный опыт показал, что с использованием интегральной микросхемы LM3886 можно собрать очень простой и весьма качественный усилитель мощности звуковой частоты, который удовлетворит запросы большинства начинающих радиолюбителей.

Вложение : 255,28 KB (Скачиваний: 1432)

Усилитель на базе LM3886

Усилитель на базе LM3886 был специально сделан по заказу для участия в тестах сайт. Сравнение с усилителем на LM3886 делается для того, чтобы оценить потенциал усилителя и спрогнозировать, не является ли покупка активных мониторов выгоднее, и не станет ли усилитель узким трактом при покупке пассивных мониторов аналогичного класса. В каждом активном двухполосном мониторе есть встроенный стереоусилитель, где один канал обслуживает НЧ, другой ВЧ, и в мониторах среднего уровня широко распространены усилители на базе LM3886. Усилитель на базе LM3886 сделан Ерофеевым Иваном aka Ivanuch в максимально простом исполнении, специально без выжимания максимального качества.

Принципиальная схема усилителя

Объективные замеры усилителя на базе LM3886

Амплитудно-частотная характеристика RA300

Неравномерность АЧХ близка к идеальной, отклонений практически нет.

Гармонические искажения: 4 Ом — 40 Вт, 8 Ом — 30 Вт.

Искажения достаточно низкие, гармоники высших порядков ниже 120 дБ для основного тона 1 кГц.

Гармонические искажения: 4 Ом — 40 Вт .

В области высоких частот искажения увеличиваются, но при этом высокий уровень только у второй и третьей, а у последующих гармоник амплитуда уменьшается. В целом характер искажений благоприятный.

Расчет питания сделан под 230В и при пониженном питании в сети при 210В реальная итоговая мощность уменьшается, но при этом фиксируется только на длительном тестовом сигнале. При подаче синуса на выходе сначала идет чистый сигнал (за счет запаса энергии в батареях), а как только запас израсходован — появляется клиппинг.

К слову, если делать определение максимальной неискаженной мощности в RMAA то в момент калибровки сигнала нехватка питания не проявится, но будет видна уже в результатах теста.

Общий вид записанного сигнала

Участок без искажений

Участок с искажениями

Субъективные впечатления

Звучание усилителя вполне пригодно для работы, недостатка детальности, искажений, атаки и других проблем не наблюдается. Миф о LM3886, в виде «дешевые автомобильные микросхемки ни на что не годны» не имеет никаких достоверных оснований. Единственное, что можно записать в минус — это ограничение по мощности уже самой микросхемы. Если в мониторах ближнего и среднего поля в bi-amp системах мощности хватит (из расчета двух микросхем на канал), то в отдельном усилителе этого может оказаться недостаточно. Это одна из причин, по которой LM3886 широко не используется в бюджетных усилителях.