 |
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 [1]. 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.
|
|
|
