Микросхемы тда 2822 усилитель схемы. Функциональная схема TDA2822M

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.

04.10.2014
MSK5012 является высоконадежным регулирятором напряжения. Выходное напряжение может быть установлено с помощью двух резисторов. Регулятор имеет очень низкий уровень падения напряжения(0,45В на 10 А). MSK5012 имеет высокий уровень точности и стабильности выходного напряжения. Микросхема доступна в 5 pin корпусе, выводы электрически изолированны от корпуса микросхемы. Это дает нам свободу для …
28.11.2014
На рисунке показана схема простого регулятора скорости вращения двигателя 12В мощностью до 150 Вт. Устройство имеет токовый ограничитель на 15А. Основа уст-ва, это система широтно-импульсной модуляции выполненная на ИМС TL494, благодаря чему скорость вращения двигателя может быть в диапазоне от 0 до 100%. При помощи R6 можно регулировать скорость вращения …
02.11.2014
Схема приставки — усилителя УМЗЧ для CD -плейера показана на рисунке. В схеме имеется нормированный вход, входное сопротивление выбрано в пределах 2*33 Ом чтобы усилитель работал с естественной нагрузкой. Перед тем как сигнал поступит на вход А1 его уровень понижают при помощи делителя состоящего из резисторов R5R7 и R6R8 для …
04.10.2014
Зарядное уст-во должно использоваться с трансформатором с напряжением на вторичной обмотке таким, чтобы после выпрямления оно составляло 12,6-15В / 4…5А. В схеме использовано автоматическая регулировка тока зарядки. Транзистор VT4 должен быть оснащен мощным радиатором. Источник — electroschematics.com

Старый друг лучше новых двух!
Пословица

Вот как привлекательно выглядит описание :
«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».

Разберемся с корпусом микросхемы

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

Структурная схема ИС представлена на рис. 2.

Рис. 2. Структурная схема TDA2822M

Рис. 3. Принципиальная схема экспериментального стереофонического усилителя

Усилитель имеет следующие характеристики:
Напряжение питания Uп=1,8…12 В
Выходное напряжение Uвых=2…4 В
Потребляемый ток в режиме покоя Io=6…12 мА
Выходная мощность Pвых=0,45…1,7 Вт
Коэффициент усиления Ku=36…41 (39) дБ
Входное сопротивление Rвх=9,0 кОм
Переходное затухание между каналами 50 дБ.

С практической точки зрения для надежной эксплуатации усилителя целесообразно установить напряжение питания не более 9 В; при этом для нагрузки Rн=8 Ом выходная мощность составит 2х1,0 Вт, для Rн=16 Ом – 2х0,6 Вт и для Rн=32 Ом – 2х0,3 Вт. При сопротивлении нагрузки Rн=4 Ом оптимальным будет напряжение питания до 6 В (Pвых=2х0,65 Вт).

Коэффициент усиления микросхемы в 39 дБ даже с учетом небольшой корректировки резисторами R5, R6 в сторону уменьшения, оказывается чрезмерным для современных источников сигнала напряжением 250…750 мВ. Например, для Uп=9 В, Rн=8 Ом чувствительность со входа составляет около 30 мВ.

На рис. 4, а показана схема включения усилителя, позволяющая подключить персональный компьютер, MP3 плеер или радиоприемник с уровнем сигнала около 350 мВ. Для устройств с выходным сигналом 250 мВ сопротивления резисторов R1, R2 необходимо уменьшить до 33 кОм; при уровне выходного сигнала 0,5 В следует поставить резисторы R1=R2=68 кОм, 0,75 В – 110 кОм.

Сдвоенным резистором R3 устанавливают необходимый уровень громкости. Конденсаторы С1, С2 – переходные.

Рис. 4. Схема подключения УМЗЧ: а) - к акустическим системам, б) – к головным телефонам (наушникам)

На рис. 4, б показано подключение к усилителю разъема для наушников. Резисторы R4, R5 устраняют щелчки при подключении стереотелефонов, резисторы R6, R7 ограничивают уровень громкости.

В процессе экспериментов я пытал питал УМЗЧ как от стабилизированного блока питания (на интегральной микросхеме и транзисторе BD912), рис. 5, так и от аккумуляторной батареи емкостью 7,2 А ч на напряжение 12 В с источником питания на фиксированные напряжения, рис. 6.

Напряжение питания подается по возможности короткой парой свитых вместе проводов.
Правильно собранное устройство в наладке не нуждается.

Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только

Рис. 5. Принципиальная схема стабилизированного блока питания

Рис. 6. Аккумуляторная батарея – лабораторный источник питания

Субъективная оценка уровня шумов показала, что при установке регулятора громкости на максимальный уровень шум едва заметен.
Субъективная оценка качества звуковоспроизведения производилась без сравнения с эталоном. Результат – звук неплохой, прослушивание фонограмм не вызывает раздражения.

Я ознакомился с форумами по микросхеме в Интернете, на которых встретил множество сообщений о поисках непонятных источников шумов, самовозбуждения и других неприятностей.
В результате разработал печатную плату, отличительной особенностью которой является заземление элементов «звездой». Фотовид печатной платы из программы Sprint-Layout показан на рис. 7.

Рис. 7. Размещение деталей на экспериментальной печатной плате

При экспериментах на этой печатке ни с одним из описанных на форумах артефактов встретиться не удалось.

Детали стереофонического УМЗЧ на микросхеме TDA2822M
Печатная плата рассчитана на установку самых распространенных деталей: резисторов МЛТ, С2-33, С1-4 или импортных мощностью 0,125 или 0,25 Вт, пленочных конденсаторов К73-17, К73-24 или импортных МКТ, импортных оксидных конденсаторов.

Я применил недорогие, но надежные электролитические конденсаторы с низким импедансом, большим сроком службы (5000 часов) и возможностью работы при температуре до +105°С фирмы Hitano серий ESX, EHR и EXR. Следует помнить, что чем больше внешний диаметр конденсатора в серии, тем выше срок его службы.

Микросхема DA1 установлена в восьмивыводную панельку. Микросхему TDA2822M можно заменить на KA2209B (Samsung) или К174УН34 (ОАО «Ангстрем», г. Зеленоград) . ЧИП конденсатор С8 (SMD) размещен со стороны печатных дорожек.

R5, R6 - Рез.-0,25-160 Ом (Коричневый, синий, коричневый, золотистый) - 2 шт.,

С3 - С5 - Конд.1000/16V 1021+105°C - 3 шт.,
С6, С7 - Конд.0,1/63V К73-17 - 2 шт.,
С8 - Конд.0805 0,1µF X7R smd – 1 шт.

Многие радиолюбители не без основания полагают, что лучше всего включать микросхемы в соответствии с Datasheet и использовать предлагаемые разработчиками печатные платы.
Ниже приведены схемы и печатные платы, выполненные на основе документации с единственной доработкой - для повышения устойчивости работы усилителя параллельно оксидному конденсатору по цепи питания включен пленочный (рис. 8, 9).

Рис. 8. Типовая схема включения микросхемы в стереофоническом режиме

Рис. 9. Размещение элементов типового стереофонического УМЗЧ

Детали типового стереофонического УМЗЧ
При установке элементов на печатную плату советую воспользоваться простыми технологическими приемами, описанными в Датагорской статье .

DA1 - TDA2822M ST Корпус: DIP8-300 - 1 шт.,
SCS-8 Розетка dip узкая - 1 шт.,
R1, R2 - Рез.-0,25-10к (Коричневый, черный, оранжевый, золотистый) - 2 шт.,
R3, R4 - Рез.-0,25-4,7 Ом (Желтый, фиолетовый, золотистый, золотистый) - 2 шт.,
С1, С2 - Конд.100/16V 0611 +105°C - 2 шт.,
С3 - Конд.10/16V 0511 +105°C (Емкость может быть увеличена до 470 мкФ) - 1 шт.,
С4, С5 - Конд.470/16V 1013+105°C - 2 шт.,
С6 – С8 - Конд.0,1/63V К73-17 - 3 шт.

Рис. 10. Принципиальная схема экспериментального мостового усилителя

В отличие от схемы стереофонического усилителя (рис. 3), в которой предполагается, что разделительные конденсаторы имеются на выходе предыдущего устройства, на входе мостового усилителя включен разделительный конденсатор, определяющий нижнюю частоту, воспроизводимую усилителем.

В зависимости от конкретного применения емкость конденсатора С1 может быть от 0,1 мкФ (fн = 180 Гц) до 0,68 мкФ (fн = 25 Гц) и более. При емкости С1, указанной на принципиальной схеме нижняя частота воспроизводимых частот составляет 80 Гц.

Внутренние резисторы, подключенные к инвертирующим входам усилителя через разделительный конденсатор С2 соединены между собой, что обеспечивает на выходах равные по величине, но противоположные по фазе сигналы.

Конденсатор С3 осуществляет коррекцию частотной характеристики усилителя на высоких частотах.

Поскольку потенциалы выходов усилителя по постоянному току равны, стало возможным непосредственное подключение нагрузки, без разделительных конденсаторов.

Назначение остальных элементов описывалось ранее.

Для стереофонического варианта потребуется два мостовых усилителя на микросхеме TDA2822M. Схему включения несложно получить, взяв за основу рис. 4.

Надежная работа усилителя в мостовом режиме обеспечивается выбором соответствующего напряжения питания в зависимости от сопротивления нагрузки (см. таблицу).

Все детали мостового усилителя размещены на печатной плате размерами 32 х 38 мм из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм. Чертеж возможного варианта платы изображен на рис. 11.

Рис. 11. Размещение элементов на плате мостового усилителя

DA1 - TDA2822M ST Корпус: DIP8-300 - 1 шт.,
SCS-8 Розетка dip узкая - 1 шт.,
R1 - Рез.-0,25-10к (Коричневый, черный, оранжевый, золотистый) - 1 шт.,
R2, R3 - Рез.-0,25-4,7 Ом (Желтый, фиолетовый, золотистый, золотистый) - 2 шт.,
С1 - Конд.0,22/63V К73-17 - 1 шт.,
С2 - Конд.10/16V 0511 +105°C - 1 шт.,
С3 - Конд.0,01/630V К73-17 - 1 шт.,
С4 – С6 - Конд.0,1/63V К73-17 - 3 шт.,
С7 - Конд.1000/16V 1021+105°C - 1 шт.

Принципиальная схема типового мостового УМЗЧ и размещение элементов на печатной плате показаны соответственно на рис. 12 и 13.

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.
Танталовый конденсатор 100 мкФ x 10 В x3 (самая дорогая часть).
Резистор 10 кОм 0805 x2
Резистор 4.7 Ом 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:

Немножко о том, как запаивал плату я – сначала держатель батарейки, потом стерео-разъемы, затем саму микросхему, затем мелкие смд элементы, под конец танталы и провода на крону. Самыми пакостными оказались танталы (микросхему паял феном, не в счет), т.к. пятачки под них находятся полностью под конденсатором – посему неудобно.

Конечная стоимость получилась порядка 3 у.е. (реактивы, текстолит я не считаю). Вот демонстрация того, что примерно может этот усилитель:

Ниже вы можете скачать печатную плату в формате

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Мой блокнот
	Микросхема	TDA2822L	1	SOP-8	В блокнот
С1, С2, С3		100 мкФ х 10В	3	Танталовый	В блокнот
С4, С5	Электролитический конденсатор	470 мкФ х 16В	2		В блокнот
С6, С7	Конденсатор	0.1 мкФ	2	Пленочный	В блокнот
R1, R2	Резистор	10 кОм	2	смд 0805