이 기사에서는 전력 증폭기, 특히 클래스 B에서 작동하는 전력 증폭기에 적용되는 인쇄 회로 기판의 설계 및 사용과 관련된 특별한 문제를 다룹니다. 모든 전력 증폭기에는 전력 증폭 단계 자체와 관련 제어 및 보호 회로가 포함되어 있습니다. 대부분의 증폭기에는 소신호 저역 통과 스테이지, 밸런스 출력 증폭기, 서브소닉 필터, 출력 미터 등도 있습니다.

접지, 안전 문제, 신뢰성 등과 같은 PCB 설계와 관련된 다른 문제도 고려됩니다. 저주파 전력 증폭기의 성능은 다양한 요인에 따라 달라지며 모든 경우에 인쇄 회로 기판의 신중한 설계가 결정적입니다. , 주로 유도 간섭으로 인한 왜곡 위험으로 인해; 신호 경로와 전력 레일 사이의 가능한 상호 작용은 증폭기의 선형성을 매우 쉽게 제한할 수 있으므로 이 문제의 중요성을 과대평가하기는 어렵습니다. 선택한 회로 기판 레이아웃(부품 배치 및 트레이스 패턴)에 따라 증폭기의 왜곡 및 누화 수준이 크게 결정됩니다.

증폭기 성능에 관한 위의 고려 사항 외에도 회로 기판 설계는 제조 가능성, 검사 용이성, 수리 가능성 및 신뢰성에 상당한 영향을 미칩니다. 문제의 위의 모든 측면은 아래에서 설명됩니다.

증폭기 PCB 회로를 성공적으로 설계하려면 PCB 설계 프로세스가 원활하고 효율적으로 실행되도록 아래 설명된 효과의 복잡성을 이해하는 수준의 전자 지식이 필요합니다. 다양한 전자 분야의 인쇄 회로 기판을 설계할 때 컴퓨터 지원 설계 시스템 작업의 복잡성에 대해 매우 잘 알고 있지만 매우 모호하거나 심지어 완전히 부족한 전문가의 자비에 맡기는 것이 이미 일반적인 관행으로 간주됩니다. 전자 회로가 작동하는 방식의 복잡성을 이해합니다. 일부 지역에서는 이 접근 방식이 허용될 수 있습니다. 전력 증폭기를 설계할 때 누화 및 왜곡 수준과 같은 기본 특성이 배선 다이어그램에 크게 의존한다는 사실 때문에 완전히 부적절합니다. 조금 더 아래로 내려가면 PCB 설계자는 우리가 실제로 말하는 내용을 이해할 수 있을 것입니다.

누화

누화(또는 한 채널에서 다른 채널로 신호가 "흐르는" 현상, 인접한 전선의 신호 통과로 인해 발생하는 전기 간섭)는 우선 신호 소스(복소 임피던스일 수 있음)와 일반적으로 더 높은 복합 임피던스 값을 갖는 수신기 또는 가상 "부동" 접지의 전위를 갖습니다. 통신 채널의 누화를 논의할 때 일반적으로 송신 채널과 수신 채널을 각각 음성 채널과 비음성 채널이라고 합니다.

누화가 발생하고 다양한 형태로 나타납니다.

1. 용량성 누화는 공간에 있는 두 전기 전도체의 근접성으로 인해 발생하며 두 회로를 연결하는 가상(또는 유효) 커패시터를 사용하여 나타낼 수 있습니다. 이러한 커패시터의 커패시턴스는 6dB/옥타브 값에 비례하여 주파수가 증가함에 따라 증가하지만 커패시턴스의 더 높은 비율의 증가도 가능합니다. 전도성 물질로 도체를 차폐하면 문제가 완전히 해결되지만, 이러한 도체 사이의 거리를 늘리는 것이 비용이 덜 드는 방법인 것으로 나타났습니다.
2. 저항성 누화는 접지 바의 저항이 0과 다르다는 단순한 이유 때문에 발생합니다. 실온의 구리는 초전도체가 아닙니다. 저항성 누화는 주파수와 무관합니다.
3. 유도 누화는 오디오 설계에서 거의 문제가 되지 않습니다. 이는 두 개의 저주파 변압기를 무분별하게 서로 너무 가깝게 설치할 때 발생할 수 있지만, 이 경우가 아니면 일반적으로 문제를 잊어버릴 수 있습니다. 이 규칙의 중요한 예외는 저주파 클래스 B 전력 증폭기입니다. 이 전력 레일을 통해 흐르는 전류는 반정현파이고 입력 신호 회로와 상호 작용할 경우 증폭기의 왜곡 수준에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. , 피드백 루프 또는 출력 회로.

대부분의 선형 저주파 회로에서 누화의 주요 원인은 회로의 다양한 회로 간의 원치 않는 용량성 결합이며, 대부분의 경우 이는 인쇄 회로 기판의 와이어 및 트레이스 패턴에 의해 결정됩니다. 대조적으로, 클래스 B 전력 증폭기는 회로의 임피던스가 작고 회로 사이의 거리가 충분히 크기 때문에 용량성 효과로 인한 혼선이 거의 없거나 심지어 무시할 만한 수준입니다. 훨씬 더 큰 문제는 전력 전류가 흐르는 버스와 신호가 통과하는 회로 사이의 유도 결합입니다. 동일한 채널의 회로 간에 이러한 커플링이 발생하면 왜곡의 형태로 나타나며 증폭기 특성에 심각한 비선형성을 초래할 수 있습니다. 이 상호 작용이 다른(음성이 아닌) 채널로 확장되면 왜곡된 신호의 누화로 나타납니다. 어떤 경우에도 이러한 연결은 매우 바람직하지 않으며 이러한 연결이 발생하지 않도록 특별한 조치를 취해야 합니다.

누화는 어떻게든 방출될 뿐만 아니라 어딘가에서 수신되어야 하기 때문에 PCB 라우팅은 이 전투의 한 요소일 뿐입니다. 일반적으로 최대 방사원은 전체 길이와 양으로 인해 내부 전선이 될 것이며, 전선 라우팅 패턴은 아마도 최상의 성능을 달성하는 데 가장 중요할 것이므로 다양한 클램프, 케이블 클램프 등이 필요합니다. 그들을 보호하는 데 사용됩니다. 수신 장치는 대부분 인쇄 회로 기판에도 있는 입력 회로와 피드백 회로입니다. 장치가 제대로 작동하려면 방사선으로부터 최대한 보호한다는 관점에서 이러한 문제를 연구해야 합니다.

전원 간섭으로 인한 왜곡

클래스 B 전력 증폭기의 전력 레일은 매우 크고 왜곡이 심한 전류를 전달합니다. 앞에서 이미 강조한 것처럼 유도로 인해 음향 신호가 통과하는 회로에서 상호 작용이 허용되면 왜곡 수준이 급격히 증가합니다. 이는 PCB 도체 및 케이블 연결에도 적용됩니다. 슬픈 사실은 이 한 가지 요구 사항을 제외하고 모든 면에서 절대적으로 완벽한 증폭기 PCB를 만드는 것이 매우 쉽고 유일한 해결책은 두 번째 수수료를 사용하는 것입니다. . 그러나 최적의 결과를 얻으려면 다음 요구 사항을 따라야 합니다.

1. 양극 및 음극 전압 레일을 물리적으로 최대한 서로 가깝게 배치하여 전력 레일에서 전자기 방사를 최소화해야 합니다. 증폭기단의 입력 회로와 연결 출력 단자에서 최대한 멀리 위치해야 합니다. 가장 좋은 방법은 전원 버스 와이어를 한쪽의 출력 스테이지에 연결하고 나머지 증폭기 와이어를 다른쪽에 연결하는 것입니다. 그런 다음 출력에서 ​​와이어를 연결하여 나머지 앰프에 전원을 공급해야 합니다. 반파 전류가 더 이상 통과하지 않으므로 문제가 발생하지 않습니다.
2. 입력 및 피드백 회로 배선으로 덮이는 회로 영역을 최소화하여 전원 버스에서 전자기 복사 흡수를 최소화해야 합니다. 그들은지면을 통해 닫힌 루프를 형성하므로 루프로 덮는 영역은 최소화되어야합니다. 공간 분리를 최대화하고 입력 및 피드백 루프 와이어를 입력에서 출력 접지 루프 지점까지 인쇄 회로 기판의 중앙을 통과하는 LF 접지 경로에 걸쳐 라우팅하면 최상의 결과를 얻을 수 있는 경우가 많습니다. 출력 와이어 및 출력 접지 와이어와 상호 작용할 때 유도 왜곡이 발생할 수도 있습니다. 후자의 경우 인쇄 회로 기판 자체를 업데이트하지 않고 공간에서의 위치를 ​​변경하는 것이 일반적으로 어렵기 때문에 다소 심각한 문제를 나타냅니다.

출력 반도체 설치

가장 중요하고 근본적인 결정은 앰프의 메인 회로 기판에 고전력 출력 장치를 설치할 것인지 여부입니다. 그러한 결정을 지지하는 강력한 주장이 많이 있지만 그럼에도 불구하고 그러한 선택이 항상 최선인 것은 아닙니다.

장점:

1. 앰프의 인쇄 회로 기판은 섀시에 설치되기 전에 철저하게 테스트할 수 있는 완전한 장치를 형성하도록 설계할 수 있습니다. 이 접근 방식은 회로의 다양한 지점에 대한 접근이 모든 측면에서 제공되므로 테스트를 크게 용이하게 합니다. 또한 검사 중에 PCB 자체의 표면 손상(스크래치 등)이 발생할 가능성도 제거됩니다.
2. 필요한 반도체 장치가 올바른 위치에 설치되어 있다면 출력 반도체 장치가 잘못 연결될 가능성은 없습니다. 이러한 오류는 일반적으로 출력 반도체 장치를 비활성화하고 도미노가 떨어지는 등의 다른 부정적인 영향을 초래하고 수정하는 데 많은 시간(및 비용)이 필요하기 때문에 이는 상당히 중요한 주장입니다.
3. 출력 반도체 장치로 연결되는 모든 연결 배선은 가능한 한 짧아야 합니다. 이는 출력단의 안정성을 높이고 RF 발진 발생을 방지하는 데 도움이 됩니다.

결점:

1. 증폭기의 출력 장치를 자주 교체해야 하는 경우(매우 심각한 결함이 있음을 나타냄) 반복된 납땜 작업으로 인해 인쇄 회로 기판의 흔적이 손상될 수 있습니다. 그러나 최악의 상황이 발생하면 손상된 부분을 항상 단락된 도체로 교체할 수 있으므로 인쇄 회로 기판을 폐기할 필요가 없습니다. 안심하세요. 이러한 수리 옵션은 항상 가능합니다.
2. 출력 반도체 장치가 공칭 조건에서 작동하는 경우에도 매우 뜨거워질 수 있습니다. TO3 유형 장치의 경우 하우징 온도가 90°C인 것은 드문 일이 아닙니다. 사용된 장착 방법이 어느 정도의 탄력성을 허용하지 않는 경우 열팽창으로 인해 PCB 장착 개스킷이 찢어질 수 있는 기계적 힘이 발생할 수 있습니다.
3. 방열판은 일반적으로 상당한 크기와 무게를 갖습니다. 따라서 인쇄회로기판과 라디에이터를 고정하는 상당히 견고한 구조를 사용할 필요가 있습니다. 그렇지 않으면 충분한 강성이 부족하여 전체 구조가 운송 중에 진동하여 조인트가 납땜된 위치에 과도한 힘이 발생합니다.

좋은 파워 앰프를 만드는 것은 오디오 장비를 설계할 때 항상 어려운 단계 중 하나였습니다. 음질, 저음의 부드러움, 중고역의 선명한 사운드, 악기의 디테일, 이 모든 것은 고품질 저주파 전력 증폭기가 없으면 공허한 단어입니다.

머리말

제가 만든 트랜지스터와 집적 회로의 다양한 수제 저주파 증폭기 중에서 드라이버 칩의 회로가 가장 잘 작동했습니다. TDA7250 + KT825, KT827.

이 기사에서는 가정용 오디오 장비에 사용하기에 완벽한 증폭기 증폭기 회로를 만드는 방법을 설명합니다.

증폭기 매개변수, TDA7293에 대한 몇 마디

Phoenix-P400 앰프에 ULF 회로를 선택한 주요 기준은 다음과 같습니다.

• 4Ω 부하에서 채널당 약 100W의 전력을 공급합니다.
• 전원 공급 장치: 양극 2 x 35V(최대 40V);
• 낮은 입력 임피던스;
• 작은 크기;
• 높은 신뢰성;
• 생산 속도;
• 높은 음질;
• 낮은 소음 수준;
• 저렴한 비용.

이는 요구사항의 단순한 조합이 아닙니다. 먼저 TDA7293 칩 기반 옵션을 시도했지만 이것이 나에게 필요한 것이 아니라는 것이 밝혀졌고 그 이유는 다음과 같습니다.

이 기간 동안 저는 다양한 초소형 회로에서 다양한 ULF 회로(Radio 잡지의 책과 출판물에 나온 트랜지스터 회로)를 조립하고 테스트할 기회를 가졌습니다.

TDA7293 / TDA7294에 대해 말하고 싶습니다. 인터넷에 그것에 대해 많은 글이 있었고 한 사람의 의견이 다른 사람의 의견과 모순되는 것을 한 번 이상 보았기 때문입니다. 이 초소형 회로를 사용하여 여러 개의 증폭기 클론을 조립한 후 나는 스스로 몇 가지 결론을 내렸습니다.

인쇄 회로 기판(특히 접지선)의 성공적인 레이아웃, 우수한 전원 공급 장치 및 배선 요소의 품질에 많은 것이 달려 있지만 미세 회로는 정말 훌륭합니다.

즉시 나를 기쁘게 했던 것은 부하에 전달되는 상당히 큰 전력이었습니다. 단일 칩 통합 증폭기의 경우 저주파 출력 전력이 매우 좋습니다. 또한 무신호 모드에서 잡음 수준이 매우 낮다는 점에 주목하고 싶습니다. 칩은 "보일러" 모드에서 작동하므로 미세 회로의 능동 냉각을 잘 관리하는 것이 중요합니다.

7293 증폭기에 대해 제가 마음에 들지 않았던 점은 마이크로 회로의 낮은 신뢰성이었습니다. 다양한 판매 지점에서 구입한 여러 개의 마이크로 회로 중에서 단 두 개만 작동하고 있었습니다! 입력에 과부하가 걸려서 하나가 소실되었고, 2개는 켜자마자 바로 소실되었으며(공장 결함인 것 같습니다), 세 번째로 다시 켰을 때 어떤 이유에서인지 다른 하나가 소실되었습니다. 그 전에는 정상적으로 작동했지만 어떤 변칙적인 현상도 관찰되지 않았습니다... 어쩌면 제가 운이 좋지 않았을 수도 있습니다.

그리고 이제 내 프로젝트에서 TDA7293 기반 모듈을 사용하고 싶지 않은 주된 이유는 내 귀에 눈에 띄는 "금속성"사운드에 부드러움과 풍부함이 없으며 중간 주파수가 약간 둔하기 때문입니다.

나는 이 칩이 자동차 트렁크나 디스코장에서 드론을 사용하는 서브우퍼나 저주파 증폭기에 적합하다는 결론을 내렸습니다!

단일 칩 전력 증폭기에 대한 주제는 더 이상 다루지 않겠습니다. 실험과 오류 측면에서 비용이 많이 들지 않도록 더 안정적이고 고품질이 필요합니다. 트랜지스터를 사용하여 앰프의 4채널을 조립하는 것은 좋은 옵션이지만 실행이 상당히 번거롭고 구성도 어려울 수 있습니다.

그렇다면 트랜지스터나 집적 회로가 아니라면 무엇을 사용하여 조립해야 할까요? - 둘 다 능숙하게 결합하세요! 출력에 강력한 복합 달링턴 트랜지스터가 있는 TDA7250 드라이버 칩을 사용하여 전력 증폭기를 조립하겠습니다.

TDA7250 칩을 기반으로 한 LF 전력 증폭기 회로

칩 TDA7250 DIP-20 패키지에는 고품질 2채널 스테레오 UMZCH를 구축할 수 있는 Darlington 트랜지스터(고이득 복합 트랜지스터)용 안정적인 스테레오 드라이버가 포함되어 있습니다.

이러한 증폭기의 출력 전력은 4Ω의 부하 저항으로 채널당 100W에 도달하거나 초과할 수 있으며 이는 사용되는 트랜지스터 유형과 회로의 공급 전압에 따라 다릅니다.

그러한 앰프의 사본을 조립하고 첫 번째 테스트를 마친 후, 나는 음질, 전력 및 트랜지스터 KT825, KT827과 결합하여 이 마이크로 회로에서 생성된 음악이 어떻게 "생생하게 구현되는지"에 놀랐습니다. 작곡에서 매우 작은 세부 사항이 들리기 시작했고 악기는 풍부하고 "가벼운"소리를 냈습니다.

이 칩을 여러 가지 방법으로 구울 수 있습니다.

• 전력선의 극성을 반전시킵니다.
• 최대 허용 공급 전압 ±45V를 초과합니다.
• 입력 과부하;
• 높은 정전압.

쌀. 1. DIP-20 패키지의 TDA7250 마이크로 회로, 외관.

TDA7250 칩용 데이터시트 - (135KB)

만일을 대비하여 한 번에 4개의 마이크로 회로를 구입했는데 각 마이크로 회로에는 증폭 채널이 2개 있습니다. 마이크로회로는 온라인 상점에서 개당 약 2달러의 가격으로 구입했습니다. 시장에서 그들은 그러한 칩에 5달러 이상이 필요했습니다!

내 버전이 구성된 구성표는 데이터 시트에 표시된 구성표와 크게 다르지 않습니다.

쌀. 2. TDA7250 마이크로 회로와 트랜지스터 KT825, KT827을 기반으로 한 스테레오 저주파 증폭기 회로.

이 UMZCH 회로의 경우 +/- 36V의 자체 제작 양극 전원 공급 장치가 조립되었으며 각 암(+Vs 및 -Vs)의 정전 용량은 20,000μF입니다.

전력 증폭기 부품

앰프 부품의 특징에 대해 자세히 알려드리겠습니다. 회로 조립용 무선 부품 목록:

이름	수량, 개	메모
TDA7250	1
KT825	2
KT827	2
1.5k옴	2
390옴	4
33옴	4	전력 0.5W
0.15옴	4	전력 5W
22kΩ	3
560옴	2
100kΩ	3
12옴	2	전력 1W
10옴	2	전력 0.5W
2.7k옴	2
100옴	1
10k옴	1
100μF	4	전해질
2.2μF	2	운모 또는 필름
2.2μF	1	전해질
2.2nF	2
1μF	2	운모 또는 필름
22μF	2	전해질
100pF	2
100nF	2
150pF	8
4.7μF	2	전해질
0.1μF	2	운모 또는 필름
30pf	2

UMZCH 출력의 인덕터 코일은 직경 10mm의 프레임에 감겨 있으며 직경 0.8-1mm의 에나멜 구리선 40개를 2개 층(층당 20개)으로 포함합니다. 코일이 떨어져 나가는 것을 방지하기 위해 가용성 실리콘이나 접착제로 고정할 수 있습니다.

커패시터 C22, C23, C4, C3, C1, C2는 63V 전압용으로 설계해야 하며 나머지 전해질은 25V 이상의 전압용으로 설계해야 합니다. 입력 커패시터 C6 및 C5는 무극성, 필름 또는 운모입니다.

저항기 R16-R19는 최소한의 전력을 위해 설계되어야 합니다. 5와트 제 경우에는 소형 시멘트 저항기를 사용했습니다.

저항 R20-R23, R.L. 0.5W의 전력으로 설치가 가능합니다. 저항기 Rx - 최소 1W의 전력. 회로의 다른 모든 저항은 0.25W의 전력으로 설정할 수 있습니다.

가장 가까운 매개변수를 사용하여 트랜지스터 KT827 + KT825 쌍을 선택하는 것이 좋습니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

1. KT827A(Uke=100V, h21E>750, Pk=125W) + KT825G(Uke=70V, h21E>750, Pk=125W);
2. KT827B(Uke=80V, h21E>750, Pk=125W) + KT825B(Uke=60V, h21E>750, Pk=160W);
3. KT827V(Uke=60V, h21E>750, Pk=125W) + KT825B(Uke=60V, h21E>750, Pk=160W);
4. KT827V(Uke=60V, h21E>750, Pk=125W) + KT825G(Uke=70V, h21E>750, Pk=125W).

KT827 트랜지스터 표시 끝의 문자에 따라 Uke 및 Ube 전압만 변경되고 나머지 매개변수는 동일합니다. 그러나 문자 접미사가 다른 KT825 트랜지스터는 이미 많은 매개 변수가 다릅니다.

쌀. 3. 강력한 트랜지스터 KT825, KT827 및 TIP142, TIP147의 핀아웃.

서비스 가능성을 위해 증폭기 회로에 사용되는 트랜지스터를 확인하는 것이 좋습니다. 달링턴 트랜지스터 KT825, KT827, TIP142, TIP147 및 기타 고이득 트랜지스터에는 두 개의 트랜지스터, 두 개의 저항 및 다이오드가 내부에 포함되어 있으므로 여기서는 멀티미터를 사용한 정기적인 테스트만으로는 충분하지 않을 수 있습니다.

각 트랜지스터를 테스트하려면 LED를 사용하여 간단한 회로를 조립할 수 있습니다.

쌀. 4. 키 모드에서의 작동성을 확인하기 위해 P-N-P 및 N-P-N 구조의 트랜지스터를 테스트하는 방식입니다.

각 회로에서 버튼을 누르면 LED가 켜집니다. +5V에서 +12V까지 전력을 공급받을 수 있습니다.

쌀. 5. KT825 트랜지스터, P-N-P 구조의 성능을 테스트하는 예입니다.

각 출력 트랜지스터 쌍은 라디에이터에 설치해야 합니다. 이미 평균 ULF 출력 전력에서 발열이 눈에 띄게 나타나기 때문입니다.

TDA7250 칩의 데이터시트에는 권장되는 트랜지스터 쌍과 이 증폭기에서 이를 사용하여 추출할 수 있는 전력이 나와 있습니다.

4Ω 부하에서
ULF 파워	30W	+50W	+90W	+130W
트랜지스터	BDW93, BDW94A	BDW93, BDW94B	BDV64, BDV65B	MJ11013, MJ11014
하우징	TO-220	TO-220	SOT-93	TO-204 (TO-3)
8Ω 부하에서
ULF 파워	15W	+30W	+50W	+70W
트랜지스터	BDX53 BDX54A	BDX53 BDX54B	BDW93, BDW94B	팁142, TIP147
하우징	TO-220	TO-220	TO-220	TO-247

장착 트랜지스터 KT825, KT827(TO-3 하우징)

출력 트랜지스터 설치에 특별한 주의를 기울여야 합니다. 콜렉터는 트랜지스터 KT827, KT825의 하우징에 연결되어 있으므로 한 채널에 있는 두 트랜지스터의 하우징이 실수로 또는 의도적으로 단락되면 전원 공급 장치에 단락이 발생합니다!

쌀. 6. 트랜지스터 KT827 및 KT825는 라디에이터에 설치할 준비가 되어 있습니다.

트랜지스터를 하나의 공통 라디에이터에 장착하려는 경우 해당 케이스는 운모 개스킷을 통해 라디에이터에서 절연되어야 하며, 열 전달을 개선하기 위해 미리 양면에 열 페이스트를 코팅해야 합니다.

쌀. 7. 트랜지스터 KT827 및 KT825에 사용한 라디에이터.

라디에이터에 절연 트랜지스터를 설치하는 방법을 오랫동안 설명하지 않기 위해 모든 것을 자세히 보여주는 간단한 그림을 제공하겠습니다.

쌀. 8. 라디에이터 KT825 및 KT827 트랜지스터를 절연 장착합니다.

인쇄 회로 기판

이제 인쇄 회로 기판에 대해 말씀 드리겠습니다. 회로가 각 채널에 대해 거의 완전히 대칭이므로 분리하는 것이 어렵지 않습니다. 입력 회로와 출력 회로를 가능한 한 서로 멀리 떨어뜨려야 합니다. 이렇게 하면 자기 여기와 많은 간섭을 방지하고 불필요한 문제로부터 사용자를 보호할 수 있습니다.

유리 섬유는 1 ~ 2mm 두께로 촬영할 수 있으며 원칙적으로 보드에는 특별한 강도가 필요하지 않습니다. 트랙을 에칭한 후에는 솔더와 로진(또는 플럭스)으로 트랙을 잘 주석 처리해야 합니다. 이 단계를 무시하지 마십시오. 매우 중요합니다!

나는 간단한 연필을 사용하여 체크 무늬 종이에 인쇄 회로 기판의 트랙을 수동으로 배치했습니다. 이것이 바로 SprintLayout과 LUT 기술에 대한 꿈만 꾸던 시절부터 제가 해왔던 일입니다. 다음은 ULF용 인쇄 회로 기판 디자인의 스캔된 스텐실입니다.

쌀. 9. 증폭기의 인쇄 회로 기판 및 그 위의 구성 요소 위치(전체 크기를 열려면 클릭).

커패시터 C21, C3, C20, C4는 손으로 그린 ​​보드에 없으며 전원 공급 장치 전압을 필터링하는 데 필요하므로 전원 공급 장치 자체에 설치했습니다.

UPD:감사합니다 알렉산드루 Sprint Layout의 PCB 레이아웃용!

쌀. 10. TDA7250 칩의 UMZCH용 인쇄 회로 기판.

내 기사 중 하나에서 LUT 방법을 사용하여 이 인쇄 회로 기판을 만드는 방법을 설명했습니다.

*.lay(Sprint Layout) 형식(71KB)으로 Alexander에서 인쇄 회로 기판을 다운로드합니다.

UPD. 출판물에 대한 의견에 언급된 다른 인쇄 회로 기판은 다음과 같습니다.

전원 공급 장치 및 UMZCH 회로 출력의 연결 와이어는 가능한 짧아야 하며 단면적은 1.5mm 이상이어야 합니다. 이 경우 도체의 길이가 짧고 두께가 두꺼울수록 전류 손실과 전력 증폭 회로의 간섭이 줄어듭니다.

그 결과 두 개의 작은 스카프에 4개의 증폭 채널이 생겼습니다.

쌀. 11. 4개 채널의 전력 증폭을 위해 완성된 UMZCH 보드 사진.

앰프 설정

서비스 가능한 부품으로 만들어진 올바르게 조립된 회로는 즉시 작동하기 시작합니다. 구조를 전원에 연결하기 전에 인쇄 회로 기판에 단락이 있는지주의 깊게 검사하고 용제에 담근 면봉을 사용하여 과도한 로진을 제거해야합니다.

처음 전원을 켰을 때 그리고 실험 중에 저항이 300-400옴인 저항을 사용하여 스피커 시스템을 회로에 연결하는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 문제가 발생할 경우 스피커가 손상되는 것을 방지할 수 있습니다.

볼륨 컨트롤을 입력에 연결하는 것이 좋습니다(듀얼 가변 저항기 1개 또는 별도로 2개). UMZCH를 켜기 전에 저항 스위치를 다이어그램과 같이 왼쪽 끝 위치에 놓은 다음 (최소 볼륨) 신호 소스를 UMZCH에 연결하고 회로에 전원을 공급하면 원활하게 볼륨을 높이면서 조립된 앰프의 작동 방식을 관찰합니다.

쌀. 12. ULF의 볼륨 제어로 가변 저항을 연결하는 도식적 표현.

가변 저항기는 47 KOhm ~ 200 KOhm의 모든 저항에서 사용할 수 있습니다. 두 개의 가변저항을 사용하는 경우에는 저항값이 동일한 것이 바람직합니다.

그럼, 낮은 볼륨에서 앰프의 성능을 확인해 보겠습니다. 회로의 모든 것이 정상이면 전력선의 퓨즈를 더 강력한 퓨즈(2-3A)로 교체할 수 있으며 UMZCH 작동 중 추가 보호 기능이 손상되지 않습니다.

출력 트랜지스터의 정지 전류는 전류 측정 모드(10-20A)의 전류계 또는 멀티미터를 각 트랜지스터의 컬렉터 갭에 연결하여 측정할 수 있습니다. 증폭기 입력은 공통 접지에 연결해야 하며(입력 신호가 전혀 없음) 스피커는 증폭기 출력에 연결되어야 합니다.

쌀. 13. 오디오 전력 증폭기의 출력 트랜지스터의 대기 전류를 측정하기 위해 전류계를 연결하는 회로도.

KT825+KT827을 사용하는 UMZCH의 트랜지스터 대기 전류는 약 100mA(0.1A)입니다.

전원 퓨즈는 강력한 백열등으로 교체할 수도 있습니다. 증폭기 채널 중 하나가 부적절하게 동작하는 경우(윙윙거리는 소리, 잡음, 트랜지스터 과열) 문제는 트랜지스터로 연결되는 긴 도체에 있을 수 있습니다. 이러한 도체의 길이를 줄여 보십시오.

결론적으로

지금은 이것이 전부입니다. 다음 기사에서는 앰프용 전원 공급 장치, 출력 전원 표시기, 스피커 시스템용 보호 회로, 케이스 및 전면 패널을 만드는 방법에 대해 설명하겠습니다.

간단하지만 매우 강력한 UMZCH를 만들어야 한다면 TDA2040 또는 TDA2050 마이크로 회로가 가장 좋고 저렴한 솔루션이 될 것입니다. 이 소형 스테레오 AF 증폭기는 잘 알려진 두 개의 TDA2030A 마이크로 회로를 기반으로 제작되었습니다. 기존 연결과 비교하여 이 회로는 전력 필터링이 향상되고 PCB 레이아웃이 최적화되었습니다. 프리앰프와 전원 공급 장치를 추가한 후 약 15W(각 채널)의 가정용 홈 오디오 전력 증폭기를 만드는 데 이상적인 설계입니다. 이 프로젝트는 TDA2030A를 기반으로 하지만 TDA2040 또는 TDA2050을 사용하여 출력 전력을 1.5배 증가시킬 수 있습니다. 이 앰프는 임피던스가 8Ω 또는 4Ω인 스피커에 적합합니다. 이 설계의 장점은 대부분의 경우처럼 양극 전원 공급 장치가 필요하지 않다는 것입니다. 이 회로는 우수한 매개변수, 시동 용이성 및 안정적인 작동을 갖추고 있습니다.

ULF의 개략도

증폭기 2x15W TDA2030 - 스테레오 회로

TDA2030A를 사용하면 클래스 AB 저주파 증폭기를 납땜할 수 있습니다. 마이크로 회로는 큰 출력 전류를 제공하는 동시에 신호 왜곡이 낮은 것이 특징입니다. 전력을 안전한 값으로 자동으로 제한하는 단락 보호 기능과 이러한 장치에 대한 전통적인 열 보호 기능이 내장되어 있습니다. 회로는 두 개의 동일한 채널로 구성되며 그 중 하나의 작동은 아래에 설명되어 있습니다.

TDA2030 증폭기의 작동 원리

저항 R1(100k), R2(100k) 및 R3(100k)은 증폭기 U1(TDA2030A)에 대한 가상 영점을 생성하는 역할을 하며 커패시터 C1(22uF/35V)은 이 전압을 필터링합니다. 커패시터 C2(2.2uF/35V)는 DC 구성 요소를 차단하여 DC 전압이 선형 입력을 통해 증폭기 마이크로 회로의 입력으로 들어가는 것을 방지합니다.

요소 R4(4.7k), R5(100k) 및 C4(2.2uF/35V)는 네거티브 피드백 루프에서 작동하며 증폭기의 주파수 응답을 형성하는 작업을 수행합니다. 저항 R4 및 R5는 이득 레벨을 결정하고 C4는 DC 구성 요소에 대한 단위 이득을 제공합니다.

저항 R6(1R)은 커패시터 C6(100nF)과 함께 출력에서 ​​주파수 응답 특성을 형성하는 시스템에서 작동합니다. 커패시터 C7(2200uF/35V)은 DC 전류가 스피커를 통과하는 것을 방지합니다(음악의 AC 오디오 신호 전달).

다이오드 D1 및 D2는 스피커 코일에서 위험한 역극성 전압이 발생하여 칩이 손상되는 것을 방지합니다. 커패시터 C3(100nF) 및 C5(1000uF/35V)는 공급 전압을 필터링합니다.

ULF 인쇄 회로 기판

인쇄 회로 기판 ULF TDA2030

사진에서 인쇄 회로 기판을 볼 수 있습니다. 도면이 있는 경우 아카이브에 보관할 수 있습니다(등록 없이). 조립의 경우 먼저 전원 버스에 두 개의 점퍼를 납땜하는 것이 편리합니다. 가능하다면 흔히 그렇듯이 얇은 저항 다리보다는 두꺼운 와이어를 사용해야 합니다. 앰프가 4Ω이 아닌 8Ω 스피커로 작동하는 경우 커패시터 C7 및 C14(2200uF/35V)의 값은 1000uF일 수 있습니다.

TDA2030A 마이크로 회로의 하우징이 내부적으로 접지에 연결되어 있다는 점을 기억하면서 라디에이터 또는 하나의 공통 라디에이터를 플랜지에 나사로 고정해야 합니다.

핀아웃 변경 없이 인쇄 회로 기판에서 TDA2040 또는 TDA2050 마이크로 회로를 성공적으로 사용할 수 있습니다. 보드는 필요할 경우 점선 부분을 잘라서 사용할 수 있도록 설계되었으며, U1 칩이 탑재된 앰프의 절반만 사용할 수 있었습니다. 오디오 커넥터가 앰프 본체에 고정된 경우 AR2(TB2-5) 및 AR3(TB2-5) 커넥터 대신 와이어를 직접 납땜할 수 있습니다.

부품 배열이 준비된 증폭기 인쇄 회로 기판

하우징 및 전원 공급 장치

변압기와 정류기를 사용하거나 예를 들어 노트북에서 미리 만들어진 스위칭 장치를 사용하여 전원 공급 장치를 사용하십시오. 증폭기는 12~30V 범위 내에서 불안정한 전압으로 전원을 공급받아야 합니다. 최대 공급 전압은 35V이며, 당연히 몇 볼트까지 도달하지 않는 것이 더 좋습니다.

케이스를 처음부터 만드는 것은 매우 번거로운 일이므로 기성품 상자(금속, 플라스틱)를 선택하거나 전자 장치(위성 TV 튜너, DVD 플레이어)에서 기성품 케이스를 선택하는 것이 가장 쉬운 방법입니다.

예브게니아 스미르노바

인간의 마음 깊은 곳까지 빛을 보내는 것, 이것이 작가의 목적이다

스피커를 노트북, TV 또는 기타 음악 소스에 연결하려면 별도의 장치를 사용하여 신호를 증폭해야 하는 경우가 있습니다. 집에서 인쇄 회로 기판으로 작업하는 경향이 있고 기술적인 능력이 있다면 자신만의 앰프를 만드는 것이 좋습니다.

사운드 앰프를 만드는 방법

한 유형 또는 다른 유형의 스피커용 증폭 장치를 조립하는 작업의 시작은 도구 및 구성 요소를 검색하는 것으로 구성됩니다. 증폭기 회로는 내열 지지대 위에 납땜 인두를 사용하여 인쇄 회로 기판에 조립됩니다. 특수 납땜 스테이션을 사용하는 것이 좋습니다. 회로를 테스트할 목적으로 또는 단기간 사용하기 위해 직접 조립하는 경우 "와이어 연결" 옵션이 적합하지만 구성 요소를 배치하려면 더 많은 공간이 필요합니다. 인쇄 회로 기판은 장치의 소형화와 추가 사용 용이성을 보장합니다.

헤드폰 또는 소형 스피커용 저렴하고 널리 사용되는 증폭기는 전기 신호를 제어하기 위해 사전 배선된 명령 세트가 있는 소형 제어 장치인 미세 회로를 기반으로 만들어졌습니다. 마이크로 회로가 있는 회로에 추가해야 할 것은 몇 개의 저항기와 커패시터뿐입니다. 아마추어급 앰프의 총 비용은 가장 가까운 매장에서 판매하는 기성 전문 장비 가격보다 궁극적으로 훨씬 낮지만 기능은 오디오 신호의 출력 볼륨을 변경하는 것으로 제한됩니다.

TDA 시리즈 초소형 회로 및 그 유사체를 기반으로 직접 조립하는 소형 단일 채널 증폭기의 기능을 기억하십시오. 초소형 회로는 작동 중에 많은 양의 열을 발생시키므로 장치의 다른 부분과의 접촉을 제거하거나 최소화해야 합니다. 방열을 위한 라디에이터 그릴 사용을 권장합니다. 초소형 회로 모델과 증폭기 전력에 따라 필요한 방열판의 크기가 늘어납니다. 앰프가 하우징에 조립되어 있는 경우 먼저 방열판 위치를 계획해야 합니다.

자신의 손으로 사운드 앰프를 조립하는 또 다른 특징은 낮은 전압 소비입니다. 이를 통해 자동차(자동차 배터리로 구동), 이동 중 또는 집(특수 장치 또는 배터리로 구동)에서 간단한 앰프를 사용할 수 있습니다. 일부 단순화된 오디오 증폭기에는 3V의 전압만 필요합니다. 전력 소비는 필요한 오디오 신호 증폭 정도에 따라 달라집니다. 표준 헤드폰용 플레이어의 사운드 증폭기는 약 3와트를 소비합니다.

초보 무선 아마추어는 컴퓨터 프로그램을 사용하여 회로도를 만들고 보는 것이 좋습니다. 이러한 프로그램의 파일은 *.lay 확장자를 가질 수 있습니다. 이 파일은 널리 사용되는 가상 도구인 Sprint Layout에서 생성 및 편집됩니다. 이미 경험을 쌓았고 얻은 지식을 실험하고 싶다면 처음부터 자신의 손으로 회로를 만드는 것이 좋습니다. 그렇지 않으면 자동차 라디오용 저주파 증폭기 또는 기타용 디지털 콤보 증폭기 교체품을 신속하게 조립하는 데 사용할 수 있는 기성 파일을 찾아 다운로드하십시오.

노트북용

노트북 용 DIY 사운드 증폭기는 두 가지 경우 중 하나로 조립됩니다. 내장 스피커가 고장 났거나 볼륨과 음질이 요구 사항에 충분하지 않습니다. 최대 2W의 외부 스피커 출력과 최대 4Ω의 권선 저항을 위해 설계된 간단한 앰프가 필요합니다. 직접 조립하려면 표준 아마추어 무선 도구(펜치, 납땜 스테이션) 외에도 인쇄 회로 기판, TDA 7231 마이크로 회로 및 9V 전원 공급 장치가 필요합니다. 앰프 구성 요소를 수용할 하우징을 선택하십시오.

구매한 구성 요소 목록에 다음 항목을 추가합니다.

• 무극성 커패시터 0.1μF – 2개;
• 극성 커패시터 100μF – 1개;
• 극성 커패시터 220μF – 1개;
• 극성 커패시터 470μF – 1개;
• 정저항 10 KOhm – 1개;
• 정저항 4.7Ω – 1개;
• 2위치 스위치 – 1개;
• 스피커 출력용 잭 – 1개

다운로드한 *.lay 형식 전기 다이어그램에 따라 조립 순서를 직접 결정하십시오. 열전도도가 마이크로 회로의 작동 온도를 섭씨 50도 미만으로 유지할 수 있는 크기의 라디에이터를 선택하십시오. 장치를 노트북과 함께 야외에서 지속적으로 사용하는 경우 공기 순환을 위한 슬롯이나 구멍이 있는 수제 케이스가 필요합니다. 플라스틱 용기 또는 오래된 무선 장비의 잔해에서 손으로 이러한 케이스를 조립하여 긴 나사로 보드를 고정할 수 있습니다.

DIY 헤드폰용

휴대용 헤드폰을 위한 가장 간단한 스테레오 앰프는 전력이 낮아야 하지만 가장 중요한 매개변수는 전력 소비입니다. 이상적인 예에서는 디자인이 AA 배터리로 구동되거나 극단적인 경우 간단한 3V 어댑터로 구동됩니다. TDA 2822를 사용하여 손으로 앰프를 조립하기 위한 전자 회로인 고품질 TDA 2822 마이크로 회로 또는 그 아날로그(예: KA 2209)가 필요합니다. 또한 다음 구성 요소를 사용하십시오.

• 커패시터 100μF(4개);
• 최대 30cm의 구리선;
• 헤드폰 소켓.

앰프를 컴팩트하고 하우징이 닫힌 상태로 만들려면 방열판 요소가 필요합니다. 증폭기는 기성품 또는 집에서 만든 인쇄 회로 기판에 조립하거나 표면 실장을 통해 조립할 수 있습니다. 전원 공급 장치의 펄스 트랜스포머는 간섭을 일으킬 수 있으므로 본 앰프에는 사용하지 마십시오. 완성된 앰프는 플레이어(레코드 또는 무선 신호), 태블릿 또는 휴대폰에서 쾌적하고 강력한 사운드를 제공합니다.

서브우퍼 증폭기 회로

저주파 증폭기는 TDA 7294 마이크로 회로에 직접 조립하여 아파트의 저음과 함께 강력한 음향을 생성하는 데 사용되며 자동차 증폭기로도 사용됩니다. 그러나 이 경우 양극성 전력을 구입해야 합니다. 30-35V 공급. 아래 그림은 부품의 위치와 저항 및 커패시터의 값을 설명합니다. 이 서브우퍼 앰프는 뛰어난 저주파와 함께 최대 100와트의 출력 전력을 제공합니다.

스피커용 미니 사운드 앰프

위에서 설명한 노트북용 디자인은 국내외 가정용 스피커의 음향 증폭 장치로 적합합니다. 장치를 고정적으로 배치하면 사용 가능한 전원 어댑터 중에서 원하는 전원 어댑터를 선택할 수 있습니다. 다음과 같은 몇 가지 규칙을 따르면 저렴한 앰프의 소형 크기와 수용 가능한 외관을 보장할 수 있습니다.

1. 기성품 고품질 인쇄 회로 기판.
2. 내구성이 뛰어난 플라스틱 또는 금속 케이스(전문가에게 주문)
3. 구성 요소의 배치는 미리 계획되어 있습니다.
4. 앰프는 불필요한 납땜 방울 없이 깔끔하게 납땜되었습니다.
5. 방열판은 칩에만 닿습니다.
6. 기성 소켓은 신호 출력 및 전원 입력에 사용됩니다.

DIY 튜브 사운드 앰프

진공관 사운드 앰프는 모든 구성 요소를 자비로 구매한다면 값비싼 장치입니다. 오래된 라디오 아마추어는 때때로 튜브 및 기타 부품 모음을 보관합니다. 인터넷에서 상세한 회로도를 검색하는 데 며칠을 소비할 의향이 있다면 집에서 직접 손으로 진공관 앰프를 조립하는 것은 상대적으로 쉽습니다. 각 경우의 사운드 증폭기 회로는 고유하며 음원(구형 테이프 레코더, 최신 디지털 장비), 전원, 예상 크기 및 기타 매개변수에 따라 달라집니다.

트랜지스터 사운드 앰프

트랜지스터를 사용하면 복잡한 미세 회로를 사용하지 않고 손으로 사운드 프리 앰프를 조립할 수 있습니다. 게르마늄 트랜지스터 기반 증폭기는 추가 구성이 필요하지 않고 최신 오디오 시스템에 쉽게 통합될 수 있습니다. 트랜지스터 회로의 단점은 보드 어셈블리의 크기가 더 크다는 것입니다. 배경의 "순도"에 대한 의존도 불쾌합니다. 차폐 케이블이 필요하거나 네트워크의 잡음 및 리플을 억제하기 위한 추가 회로가 필요합니다.

비디오: DIY 오디오 전력 증폭기

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