Аудиотехника

Усилитель звука на микросхеме TDA2030A

TDA2030A представляет собой интегральную схему, реализующую функционал усилителя низкой частоты класса AB (оптимальный вариант усилителя на двухтактных транзисторных каскадах). На ней же могут быть собраны повторители сигнала, источники тока или блоки питания, а также другие устройства.

Микросхема имеет множество полных или частичных аналогов:

• ECG1376 (1378/1380);
• B165;
• A2030H;
• TDA2006 (а также 2040, 2051, 2030).

Оригинальная модель ST Microelectronics имеет встроенную защиту по перегрузу, по перегреву (срабатывает при темп. свыше 145°C) и от короткого замыкания.

Питание может быть одно- или двуполярным. Конечно, в последнем случае качество усиления лучше.

Простой УНЧ на TDA2030A

Под простым мы подразумеваем "одноканальный", ведь его реализация требует минимум деталей и соединений, также только один источник питания.

Монтаж при желании можно осуществить даже без макетной платы ("на весу").

Итак, сема УНЧ.

Рис. 1. Сема УНЧ

Все номиналы радиодеталей обозначены непосредственно на схеме. Монтаж микросхемы в обязательном порядке следует выполнить на радиаторе.

При желании можно использовать следующий вариант печатной платы (хотя она может быть реализована иначе, или может быть использована макетная плата).

Рис. 2. Печатная плата

TDA2030 специально вынесена на край платы для монтажа на радиатор (чтобы он не мешал другим деталям вне зависимости от габаритов).

Питание такого усилителя должно осуществляться отдельным источником напряжения. Его можно собрать по простейшей схеме ниже (на основе диодного моста и фильтра из конденсатора).

Рис. 3. Схема усилителя

В качестве трансформатора подойдет любой вторичный, главное условие – напряжение 20-22В (можно даже соединить последовательно несколько обмоток, например по 10 В).

Напряжение питания обозначенного выше усилителя может быть в диапазоне 12-36 В.

С двуполярным питанием

Как и было сказано выше, двуполярное питание значительно улучшает качество усиления TDA2030A.

Схему тоже можно назвать "простой", если бы ни наличие двух независимых источников питания.

Итак, сама принципиальная схема.

Рис. 4. Принципиальная схема

Если требуется запитать мощные динамики (до 32 Вт), может быть использована мостовая схема. Выглядит она следующим образом.

Рис. 5. Мостовая схема

Здесь тоже требуется два независимых источника питания.

Трехполосный УНЧ

Если вы хотите отдельно усилить разные частоты сигнала, то вам понадобится схема ниже.

В ней уже встроены делители частот (диапазоны указаны на входах в ветки схемы).

Рис. 6. Схема трехполосного УНЧ

Примечания

Максимальная выходная мощность TDA2030A – 18 Вт. Во всех обозначенных выше схемах микросхема монтируется на радиаторы с естественным охлаждением (желательно применение термопасты для улучшения теплоотвода).

Напряжение питания микросхемы не должно быть выше 22 В.

Дата публикации: 01.03.2018

Мнения читателей

• Сергей / 26.04.2018 - 15:13
  Напаял отлично работает. Для улучшения звука (под помещение) возможно поменять опытным путем частоты,все три.

В обзоре изучаем радиоконструктор УНЧ класса АВ (2+1) на микросхемах TDA2030.
Схема, описание конструктора, замена микросхем на TDA2050/LM1875, измерения, возможный апгрейт.

Характеристики УНЧ
1. Класс АВ
2. Напряжение питания двойное 12V АС 30W. Лучше использовать трансформатор мощностью 40W и больше.
3. Максимальная выходная мощность 15 Ватт на канал
4. Сопротивление нагрузки 4 to 8 Ω
5. Микросхемы защищены от перегрева, короткого замыкания.
6. Возможность подключить пассивный сабвуфер.
7. THD 0.1% или меньше.

Упаковка

Конструктор:


Двухсторонняя печатная плата (качественная):

Детальки подробно

Конденсаторы:


Потенциометры (все на 50 кОм, линейные):




Фурнитура:

TDA2030, ОУ NE5532, стабилизаторы на 12 В.


Радиатор для одной TDA2030. Двумя ножками впаивается в плату:



Считаем площадь: (3*3+1,5*3*2+0,7*3*6)*2=61.2 см^2
Трансформатор для питания (мой) 40 Ватт, две обмотки по 12 В переменки:

Схема УНЧ

Схему по печатке восстанавливал. Возможно где-то ошибся. Если кто-то ошибку заметит - пишите, исправлю.


По даташиту TDA2030 соетуют ставить два конденсатора (электролит в 100 мкФ и шунтирующий пленку-керамику 0.1 мкФ) и два диода на питание каждой микросхемы:


Тут нету их.
Две TDA2030 стоят на правый-левый каналы, две включены в мост и используются для сабвуфера. Один предуслитель на NE5532 на общий вход работает, второй на сабвуфер.
На входе усилителя два электролита 4.7 мкФ, то же не очень хорошо. На входе каналов стоит керамика 0.1 мкФ. Тоже не хорошо.
Регулятор громкости после преда стоит. Можно сильным сигналом пожечь операционники.

Сразу напишу, что заменил все электролитические конденсаторы Chang на Jamicon 50 V. На фильтр питания поставил два кондера на 4700 мкФ*50 В (максимальные по емкости, которые залезли на плату). Планировал потестить усилок на питании 22-25 В, но из-за маленьких радиаторов от этой идеи отказался. В другом радиаторе 4 отверстия лень было сверлить и конденсаторы перепаивать тоже.

Прежде чем полностью распаивать усилитель, решил собрать только диодные мост на питание, фильтры питания и два канала - правый и левый. Предусилки и усилитель для сабвуфера решил не распаивать. Провел несколько экспериментов.

Результаты опытов с разными конденсаторами и микросхемами TDA2030/TDA2050/LM1875

Подключалось через плату защиты АС на всякий случай, АС Mission M51 8 Ом, источник ЦАП DAC Constantine + (Philips TDA 1545A + Analog Devices 826 opamp) по USB.

Первый тест. Керамика VS пленка
Сначала установил две микросхемы TDA2030 из набора. На одном канале установил керамические конденсаторы в 0.1 мкФ, на втором Wima MKP-4 0.1 мкФ 250 В. Конденсаторы Wima без проблем разместились на печатке:


Включил питание, послушал - результат очевиден. С Wima MKP-4 0.1 мкФ играет заметно лучше. Звук детальней. С керамикой «песочит» немного. Если на входе УНЧ вместо 0.1 мкФ установить пленку на 2 мкФ, то звук улучшается - басы лучше играет.
Звук микросхем TDA2030 достаточно жесткий. ВЧ (тарелочки, например) играет. с НЧ тоже ок на слух (особенно если на вход поставить пленку 2 мкФ).
Для дальнейших опытов убрал керамику, поставил везде Wima MKP-4 0.1 мкФ.


Дальше будем тестировать УНЧ с разными микросхемами. Напряжение питания оставил то же - 12 В двойной переменки.
Пациенты:


Справа налево: TDA2030 из набора, TDA2030 оффлайн куплена (левак видимо), TDA2050 оффлайн куплена, LM1875 оффлайн куплена. Все микросхемы взаимозаменяем. Отличаются друг от друга макс. напряжением питания, мощностью и уровнем искажений.
Крупным планом:
TDA2030 из набора:


TDA2030 оффлайн:

TDA2050 оффлайн:

LM1875 оффлайн:

Все тесты с трансформатором 12 В.

Второй тест. TDA2030 из набора VS TDA2030 оффлайн
Звук китайских микросхем из набора оказался лучше купленных оффлайн. На оффлайновых звук смазан. Китайские TDA2030 из набора больше понравились.

Третий тест. TDA2030 из набора VS TDA2050 оффлайн
Микросхема TDA2050 - более мощная микросхема. Если поднять напряжение питания до 22 В может выдать до 20 Вт на нагрузку в 8 Ом при THD 0.03% на 1кГц.
Установил. Послушал. С этим TDA2050 играет хуже. Звук как-то «размазан», вялый и немного приглушен. Странно, народу на форумах и обзорах TDA2050 больше нравится почему-то.

Четвертый тест. TDA2030 из набора VS LM1875 оффлайн
LM1875 - более мощная микросхема. Если поднять напряжение питания до 25 В может выдать до 20 Вт на нагрузку в 8 Ом при THD 0.015% на 1кГц.
Установил. Послушал. У LM1875 звук более детальный, чуть-чуть мягче TDA2030, но тоже достаточно жесткий, не вялый.

Итог - в моих тестах победила LM1875.
Есть в инете известный обзор на ютубе по тестам микросхем TDA2030, TDA2050,LM1875:
Там победила TDA2050. Выбор за вами.

Собрал конструктор. Все микросхемы, керамические конденсаторы из набора. Электролиты, как писал выше заменил. Операционники установил на панельки (их в наборе не было, свои поставил). Помыл плату. Вот что вышло:




Регуляторы справа налево: регулятор громкости, регулятор тональности, уровень сабвуфера. Два резистора - нормальные (нет треска, звука на мин положении, дисбаланса каналов и т.д.). Один (регулятор тональности) - немного трещит при вращении. Обычная лотерея на подобные дешевые детали.
Регулятор тональности работает на АЧХ так:


Проведем стандартные измерения напряжения в УНЧ.

Измерения напряжений

Переменное напряжение на трансформаторе питания
Одна обмотка:

Другая:

После диодного моста без нагрузки
Одна полярность:

Другая полярность:

Под нагрузкой (усилитель в клиппинге)

После стабилизаторов на ОУ

Подключим нагрузку (2 резистора 8 Ом на 100 Вт на каждый канал и 6 Ом 100 Вт на сабвуфер) и померим постоянку на выходе УНЧ при минимальном положении регулятора громкости:
Правый канал:

Левый канал:

Сабвуфер:

Померим работает ли УНЧ (подадим на вход сигнал 1 кГц и посмотрим осциллографом сигнал на выходе) и посчитаем мощность основных каналов (нагрузка 8 Ом). Два термометра - один на каналы, второй на усилитель для сабвуфера:


На входе:


На выходе:


Чуть больше и получаем клиппинг:




Pmax=(23,6/2)*(23,6/2)/8=17,4 Ватт
Prms=8.7 Ватт
Прямоугольник (крутим регулятор тональности до крайнего положения в право - иначе он кривой получается)


Все ок и тут.
Усилок для сабвуфера работает так:
На входе так:


На выходе так:


Если увеличить амплитуду сигнала на сабвуфере крайним левым резистором, получаем так:


Если еще больше - тогда так получается:


При увеличении частоты (например, до 400 Гц) получаем так:




Сдулось сабвуфер…

При температуре в примерно в 110 градусов на моих датчиках, срабатывает термозащита и микросхемы отключаются. Маленькие радиаторы и обдува нету.

Еще заметил, что встроенный преамп на ОУ усиливает звук всего процентов на 20%.

Тесты правого и левого канала с помощью программы RMAA

Тестировалось на нагрузке в 8 Ом, мощность выходная максимальная около 10 Ватт, при большей мощности появляются искажения.
Регулятор тональности на максимум:

Подключил усилитель к колонкам АС Mission M51 8 Ом, источник ЦАП DAC Constantine + (Philips TDA 1545A + Analog Devices 826 opamp) по USB. В качестве сабвуфера подключил старую колонку.
Послушал на разных треках. Усилитель в почти стоковом варианте работает неплохо. Так сказать, «весьма сбалансированно». Звезд не хватает, но свою цену отлично отыгрывает. Немного правда «песочит» и дает жесткий звук. Видимо из-за керамических конденсаторов. Лучше недорогих D-класса (например, микросхем PAM)

Тут на сайте есть обзор на подобный (идентичный видимо по схеме, но с другими деталями и цветом платы) усилок - . Автор его в корпус оформил.

Что имеем в итоге.
За свои деньги играет даже при в базовом наборе деталей достаточно неплохо. Конструктор можно использовать, если у вас завались пара колонок и сабвуфер (например от домашнего кинотеатра, автомобильная акустика, комповой акустики и проч). Там ему и место. Если только стерео, то продают кучу наборов в разных вариантах на этих микросхемах УНЧ только для стерео. Если акустика дешевая, то
смысла апгрейта по деталям нету. Если по-дороже - тогда меняем все конденсаторы 0.1 мкФ на приличную пленку, усиливаем батарею в блоке питания, меняем все проходные кондеры на пленку 2 мкФ, меняем микросхемы (УНЧ и ОУ) и регуляторы, для увеличения мощности поднимаем напряжение питания и ставим новый радиатор и т.д. правда после апгрейта стоить УНЧ будет дороже 10$.

Спасибо за внимание.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Планирую купить +42 Добавить в избранное Обзор понравился +40 +74

TDA2030

Наверное самым популярным из интегральных усилителей на микросхемах является УНЧ на TDA2030. Этому способствуют кроме довольно неплохих параметров ещё и возмутительно низкая цена: 0.5уе. Согласитесь, получить за доллар стерео усилитель с суммарной мощностью 35 Ватт совсем неплохо. Тем более, что схема не капризна в настройке и обладает хорошей повторяемостью. Типовая схема включения микросхемы TDA2030 даёт такие параметры:

• Выходная мощность, 14 Вт
• Сопротивление нагрузки, RL = 4 Ω
• Коэффициент нелинейных искажений, d = 0.5%
• Напряжение питания: от ±6 до ±18 В
• Защита от короткого замыкания
• Выходной ток: 3.5 A макс
• Полоса пропускания: от 10 до 140000 Гц
• Корпус, 5 выводов.

Если кому покажется данной мощности недостаточно, включаем две микросхемы TDA2030 по мостовой схеме. В этом случае при напряжении питания +-15 В получаем на выходе 35 Ватт.

Усилить выходную мощь можно подключив к TDA2030 два дополнительных транзистора КТ818 и КТ819 на выход. Выходная мощность повысится до 60 Ватт, что позволит использовать такой УНЧ на TDA2030 для сабвуферного канала. Естественно, можно поставить и блатные импортные транзисторы серии MJE, но смысла нет - класс усилителя не тот. Транзисторы можно садить на один теплоотвод без изоляции, так как коллекторы соединены по схеме. Кроме комплиментарной пары BD911+BD912 можно применить BD909+BD910. По размеру радиатора чем больше - тем лучше. У микросхемы TDA2030 на фланце минус питания (соединен с 3-м выводом), поэтому её от общего теплоотвода нужно ОБЯЗАТЕЛЬНО изолировать.

Учтите, что для TDA2030А +/-22 В и для TDA2040 (являющейся умощнённым аналогом) +/-25 В это самые предельные значения. Лучше им давать питания не больше +/-18 В. Для этого трансформатор с обмотками 2х12 В пойдёт накальный, типа ТН30 или что то аналогичное. Объединяет все вышеназванные микросхемы один минус - у них нет встроенных защитных диодов. Поэтому TDA2030 могут вылететь от реактивной ЭДС нагрузки в любой момент. И в схемах такие диоды нарисованы не случайно. Но в TDA2050, TDA2051 и в TDA2052 эти диоды встроены и их из схемы можно исключить. Для питания очень хорошо поставить - это существенно улучшит звук, особенно на низких частотах.

Испытания TDA2030 показывают довольно неплохое звучание, как за такую смешную стоимость. Отлично пойдёт для домашнего усилителя. Вообще микросхема TDA2030 пользуется у фирм производителей УНЧ пользуется такой популярностью, что на данный момент китайские 5.1 комплекты с этими TDA2030 и TDA2050 заполнили весь рынок.

В этой статье я расскажу как начинающему радиолюбителю собрать простой усилитель низкой частоты на распространенной и в тоже время недорогой микросхеме TDA2030A (D2030A, TDA2030).
Вступление:
Итак, усилитель низкой частоты (УНЧ) на микросхеме TDA2030A весьма прост в сборке, не требует дополнительной наладке, невысокой стоимости, подойдет для любых стандартных небольших колонок, которые вы используете с компьютером или другими устройствами.
{banner_drnovosti}
Технические характеристики ИМС TDA2030A:
Напряжение питание (двуполярное): ±6… ±22 В
Максимальный выходной ток: 3,5 А
Рассеиваемая мощность при Tcase = 90 °C: 20 Вт
Рабочая температура: от - 40 °C до + 150 °C
Типичная выходная мощность при сопротивлении нагрузки 4 Ом: 18 Вт

Принципиальная схема:

Соответственно для 2-х канального (стерео) усилителя нужно собрать две одинаковые схемы.
Собирать лучше всего вариант усилителя с двухполярным питанием, это дает большую выходную мощность и большую стабильность.

{banner_universal}

Детали для 2-х канального усилителя:
Конденсаторы:
С1 — пленочный типа К73-17 емкостью от 1 до 4,7 мкФ
С2 — электролитический Jamicon 22 мкф 50 В
С3 — пленочный типа К73-17 емкостью 0,1 мкФ
С4 — пленочный типа К73-17 емкостью 0,1 мкФ
С5 — электролитический Jamicon от 100 мкФ 25 В до 1000 мкФ 25 В
С6 — электролитический Jamicon от 100 мкФ 25 В до 1000 мкФ 25 В
С7 — пленочный типа К73-17 емкостью 0,1 мкФ
Резисторы:
R1 — сопротивление 22 кОм, мощность 0,25 Вт
R2 — сопротивление 680 Ом, мощность 0,25 Вт
R3 — сопротивление 22 кОм, мощность 0,25 Вт
R4 — сопротивление от 1 до 4 Ом, мощность 2 Вт
Диоды:
Нужны обязательно для защиты выходных транзисторов микросхемы.
D1, D2 — любые кремниевые выпрямительные диоды 1N4001 — 1N4007

Так же понадобиться радиатор, на который будем крепить микросхемы, термопаста и слюдяные изолирующие прокладки под микросхемы.

Сборка:
Я собрал этот усилитель просто спаяв проволокой элементы на куске старой платы, это выглядит не очень аккуратно, но быстро и просто.
Лучше всего протравить печатную плату. Ее рисунок можно найти в даташите.

При установке микросхемы TDA2030 на радиатор, нужно иметь в виду, что корпус этого чипа соединён с минусом источника питания. Если на один радиатор устанавливаются сразу две микросхемы, то нужно предусмотреть и установку изоляционных прокладок. Изоляционные прокладки можно выполнить из любого материала обеспечивающего зазор в 0,03… 0,05мм между сопрягаемыми поверхностями. Например, можно использовать бинт, марлю или канву, пропитанную термопроводящей пастой. Но лучше всего использовать слюду, как самый лучший проводник тепла.

Однако есть несколько простых правил, которые позволяют обеспечить надёжное охлаждение любых компонентов электронной аппаратуры:
1) Нужно обеспечить хороший контакт микросхемы с радиатором. Для этого желательно хорошо выровнять контактируемую поверхность радиатора и применить теплопроводную пасту КПТ-8 или любую другую. Когда нет ничего подходящего, можно использовать силиконовую смазку.
2) При использовании изоляционных прокладок между микросхемой и радиатором, использование теплопроводной пасты обязательно.
3) Снижение температуры на 10ºС увеличивает ресурс микросхемы вдвое.
4) Не стоит поднимать температуру радиатора выше 60… 65ºС, а температуру корпуса микросхемы выше 80… 85ºС.

Вот собственно и все. Наш усилитель готов и работает…точнее должен работать.

Усилитель на интегральной микросхеме TDA2030, так же аналоги данной микросхемы А2030Н, В165, ECG1376, ECG1378, ECG1380, TDA2006, TDA2030A, TDA2030, TDA2040, TDA2051. Позволяет без особых вложений получить звук усилителей ценовой категории до $100-150. Подробнее о возможностях микросхемы TDA2030 вы можете почитать в этой статье: .

Основные характеристики усилителя:
Напряжения питания................................от ±4.5 до ±25 В
Потребляемый ток (Vin=0)...................... 90 мА макс.
Выходная мощность..................................18 Вт тип. при ±18 В, 4 Ом и d = 10 %
.................................................................... 14 Вт тип. при ±18 В, 4 Ом и d = 0.5 %
Номинальный частотный диапазон..........20 - 80.000 Гц

Схема усилителя принципиальная:

Мостовая схема:

Печатная плата, была спроектирована для стерео/моно включения, что позволяет без особых проблем использовать её как для сателлитов так и для сабвуферного канала. Воспроизводит низкие частоты очень хорошо.

Необходимые детали (на одну плату):
- два конденсатора керамических по 4,7мкФ (желательно К73-17)
- шесть конденсаторов керамических по 0,1мкФ
- четыре конденсатора электролитических по 2200мкФ
- два конденсатора электролитических по 22мкФ
- пять резисторов по 22кОм
- два резистора по 680Ом
- два резистора по 2,2Ом, мощностью 5Вт
- две микросхемы

Общая стоимость такого усилителя составляет примерно 200руб.

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
DA1	Аудио усилитель	TDA2030	1			В блокнот
C1	Конденсатор	4.7 мкФ	1			В блокнот
C2		22 мкФ	1			В блокнот
C3, C4, C7	Конденсатор	0.1 мкФ	3			В блокнот
C5, C6	Электролитический конденсатор	2200 мкФ	2			В блокнот
R1, R3	Резистор	22 кОм	2			В блокнот
R2	Резистор	680 Ом	1			В блокнот
R4	Резистор	2.2 Ом	1	5 Ватт