Cuprins

Acest document trebuie să descrie rațiunile utilizate pentru proiectarea și construirea amplificatorului de putere audio utilizând circuitul integrat TDA7293.

Arhitectura amplificatorului constă din următoarele secțiuni:

Amplificatorul constă din următoarea secțiune:

  • Placă amplificator (AMP) (canale stânga și dreapta)
  • Filtrare intrare/ieșire și placă de interfață (IOI)
  • Placă de alimentare și control (PSC)

github

Fiecare dintre aceste secțiuni este implementată ca o placă separată.

Placa are următorii conectori:

Pentru filtrul de intrare alegem frecvența între 300kHz și 400kHz:

Utilizând calculatorul de filtru trece-jos CR de ordinul 2 la adresa URL: http://sim.okawa-denshi.jp/en/CRCRtool.php ajungem la:

Un rezistor de întrerupere a buclei de masă este situat între terenurile SGND și GNDPWR. Valoarea acestui rezistor ar trebui să fie în jur de 10 ohmi.

Folosind topologia inversată, deoarece vrem să reducem distorsiunea modului comun în etapa de intrare. Dar în cazul TDA7293 IC nu este ușor de utilizat topologia inversată, deoarece circuitul mut este implementat pe intrarea OPAMP pozitivă.

Rezistența circuitului de câștig echivalent trebuie să rămână sub 600ohms. Acest lucru se întâmplă deoarece toate măsurătorile de zgomot din fișa tehnică au fost efectuate cu 600 ohmi sau 0 ohmi.

Utilizarea câștigului de feedback redus este preferată din mai multe motive:

  • există mai multe câștiguri de buclă disponibile pentru a reduce distorsiunea
  • nou outout reduse
  • offset mai mic la ieșire

Câștigul nominal al unui amplificator fără inversare este:

Deoarece avem un divizor de tensiune cu aceleași rezistențe în partea din față a amplificatorului, câștigul total devine:

Câștigul minim specificat în foaia de date TDA7293 este de 26 dB sau de 20 de ori. Doar pentru a fi în siguranță, alegem o valoare cu 10% mai mare: 22

Valorile alese pentru seria E24:

  • Rf = 12kOhm
  • Rg = 510 Ohm
Valorile alese pentru seria E48:
  • Rf = 11kOhm
  • Rg = 499 Ohm

Fișa tehnică TDA7293 nu furnizează suficiente date relevante pentru a modela IC-ul în domeniul AC. Deoarece nu îl putem modela, nu există optimizări disponibile pentru circuitul de feedback negativ. Dar putem presupune în siguranță că există funcții de înaltă frecvență prezente în funcția de transfer TDA7293. Din acest motiv vom adăuga câțiva pF condensatorului de compensare a plumbului calculat mai jos (vezi Cadd).

Rețea de feedback echivalentă cu circuit de compensare a plumbului:

Rezistoarele Rf și Rg fac parte din rețeaua de feedback. Condensatorul Cf este condensatorul de compensare. Funcția de transfer a acestei rețele este dată ca:

Estimarea aproximativă este de a pune suplimentar 1-3pF în paralel cu Rf .

Compensarea capacității pinului de intrare

Pinii de intrare au următoarele capacități parazitare asociate:

  • Cdiff
  • Cm
  • Cstray

Fișa tehnică TDA7293 nu specifică niciun parametru referitor la capacitățile parazite de intrare. Feedback-ul de tensiune OPAMPS are de obicei atât impedanțe de intrare diferențiale, cât și impedanțe de intrare specificate. În absența oricăror informații, este sigur să utilizați modelul dat în următoarea figură:

Putem folosi o estimare aproximativă a valorilor bazate pe experiența utilizării altor OPAMPS FET audio, iar valorile tipice sunt în jurul Cdiff = 5pF, Cm = 4pF și Cstray = 3pF. Toți cei trei condensatori echivalenți sunt legați în paralel, astfel încât capacitatea totală de intrare devine:

Pentru a atenua această capacitate putem adăuga capacitatea Csi paralelă cu rezistorul Rf. Pentru a compensa acest lucru, se aplică următoarea ecuație:

Valoarea Cf finală este:

Orice condensator bazat pe NP0 în jurul valorii de 3pF va fi bun în acest scop.

Pentru a proteja intrarea de EMI vom folosi următoarea rețea Zobel:

Pentru majoritatea cablurilor de intrare impedanța caracteristică se încadrează între 50 și 100ohm impedanță și folosim 75ohm ca valoare medie. Rezistorul Rzi este Rzi = 75ohm și condensatorul Czi este Czi = 220pF. Această rețea ar trebui plasată chiar la conectorul de intrare, nu la PCB-ul amplificatorului principal.

De asemenea, un condensator X7R 100n trebuie plasat între SGND și șasiu chiar la conectorul de intrare. Acest condensator va scoate semnalul de radio și alte semnal de interferență în potențialul de masă al șasiului.

Rețeaua de ieșire constă din rețeaua Zobel în amonte și în aval și din bobina de ieșire (Ld) cu rezistor de amortizare paralel (Rd). Rețeaua Zobel din amonte oferă o sarcină de inductanță scăzută pentru etapa de ieșire la frecvențe foarte mari și permite curenților de înaltă frecvență să circule local către etapa de ieșire. Rețeaua Zobel din aval oferă o terminare rezistivă bună chiar la bornele difuzoarelor la frecvențe ridicate, ajutând la reducerea intrării RFI și a rezonanțelor umede cu sau a reflexiilor de la cablurile difuzoarelor. Circuitul de ieșire este următorul:

Bobina de ieșire Ld asigură izolarea de înaltă frecvență a sarcinii de ieșire de la etapa de ieșire în TDA7293. Valoarea inductanței ar trebui să fie cuprinsă între 2uH și 5uH. Rezistorul de șunt de ieșire trebuie să fie între 2 și 5 Ohmi. Vezi Manualul de proiectare a amplificatorului de putere auto-audio Douglas, ediția a III-a, Rețele de ieșire, capitolul 7 pentru efectul asupra funcției de transfer a amplificatorului de putere.

Secțiunea de alimentare utilizează o singură bancă de condensatori de 10mF.

Folosim surse simetrice duale de la secundare duale.

Alimentările principale de tensiune sunt furnizate direct de la condensatoarele rezervorului. Această sursă alimentează secțiunile de curent ridicat și putere mare ale TDA7293.

Înainte de diode redresoare, ar trebui amplasat un circuit RC pentru a reduce impulsul de comutare a diodei. Valorile recomandate sunt Rsn = 1 Ohm, Csn = 470nF:

Acest snubber poate fi plasat și lângă liniile de alimentare IC.

Condensatoare de alimentare pe plăcile de amplificare: