Nie s│abnie zainteresowanie uk│adami wzmacniaczy mocy audio. Zgodnie z zapowiedziami sprzed kilku miesiΩcy, kontynuujemy prezentacjΩ praktycznych uk│ad≤w takich wzmacniaczy. Dzi╢ przedstawiamy opis stereofonicznego wzmacniacza dla bardziej wybrednych meloman≤w. Wzmacniacz wykonano z u┐yciem nowoczesnych i stosunkowo niedrogich uk│ad≤w scalonych LM3886 firmy National Semiconductor.
Moc szczytowa siΩga 2 x 50...120W, zale┐nie od napiΩcia zasilaj▒cego i rezystancji obci▒┐enia. Podczas pr≤b modelu uzyskano moc ci▒g│▒ 2 x 75W. Poziom zniekszta│ce± przy mocy wyj╢ciowej jednego kana│u wynosz▒cej 60W, wyni≤s│ poni┐ej 0,1 % co powinno zadowoliµ nawet bardziej wymagaj▒cych meloman≤w.
Opisany wzmacniacz jest │atwy do wykonania, nie wymaga ┐adnej regulacji i w sumie jest to jeden z nielicznych uk│ad≤w du┐ej mocy, kt≤rych wykonanie mo┐na poleciµ nawet mniej zaawansowanym amatorom.
Szczeg≤│owe wskaz≤wki podane s▒ w dalszej czΩ╢ci artyku│u.

Opis uk│adu
Max. napiΩcie zasilaj▒ce:
bez sygna│u -  94V
podczas pracy -  84V
Pr▒d spoczynkowy  -  50mA  max 85
Ci▒g│a moc wyj╢ciowa:
( +/-28V = 56V 4 omy)  -  68W
( +/-28V = 56V 8 om≤w)  -  38W
( +/-35V = 70V 8 om≤w) - 50W
szczytowa moc wyj.  -  135W
Zniekszta│cenia nieliniowe(60W 4 omy)  0,03%
Zniekszta│cenia intermodulacyjne (7kHz)0,009%
Dopuszczal. r≤┐nicowe napiΩcie wej.      60V
Max pr▒d wyj  -  11,5A
Rthjc:   1K/W
Rthja:   43K/W

Zalecany zakres napiΩµ zasilaj▒cych: 20V...84V

rys 2 (tylko w wersji +)

rys 3-6 (tylko w wersji +)

rys 7-8 (tylko w wersji +)

rys 9 (tylko w wersji +)

rys 11 (tylko w wersji +)

rys 12 (tylko w wersji +)

Jak widaµ, uk│ad aplikacyjny dw≤ch uk│ad≤w scalonych LM3886 jest bardzo prosty. Niezale┐nie od tego, parametry wzmacniacza s▒ bardzo dobre, a dodatkowo uk│ad wyposa┐ony jest w liczne cenne funkcje (zabezpieczenia termiczne zwarciowe i inne, a tak┐e w bardzo przydatny obw≤d wyciszania trzask≤w przy w│▒czaniu i wy│▒czaniu napiΩcia zasilaj▒cego. Wszystko to jest to mo┐liwe dziΩki nowoczesnym rozwi▒zaniom zastosowanym w konstrukcji uk│adu scalonego LM3886.
Sam schemat aplikacyjny jest klasyczny. Dla pocz▒tkuj▒cych podajemy podstawowe informacje.
Wzmocnienie napiΩciowe wyznaczone jest przez stosunek rezystancji odpowiednio R7, R3 oraz R8, R4 i wynosi oko│o 30. Jest to typowa warto╢µ wzmocnienia wiΩkszo╢ci wzmacniaczy mocy. Tym samym do uzyskania pe│nej mocy, na wej╢cie trzeba podaµ ~, przedwzmacniacza sygna│ o napiΩciu oko│o 0,6Vsk czyli oko│o1,8V miΩdzyszczytowo. W zasadzie warto╢µ wzmocnienia mo┐na zmieniaµ w zakresie 20...50 (a nawet szerzej) przez dob≤r wymienionych rezystor≤w, ale w praktyce naprawdΩ nie ma takiej potrzeby.
Wzmacniacz zasilany jest napiΩciem symetrycznym, dziΩki czemu nie ma potrzeby stosowaµ kondensator≤w separuj▒cych na wyj╢ciu. G│o╢nik do│▒czony jest do wyj╢cia wzmacniacza wprost przez d│awik o znikomej indukcyjno╢ci 0,7pH. Wielu elektronik≤w na widok d│awika w uk│adzie dostaje dreszczy, martwi▒c siΩ, jak wykonaµ taki nietypowy d│awik. W tym wypadku nie trzeba mieµ ┐adnych obaw - d│awik tworzy kilka zwoj≤w drutu nawiniΩtych na najzwyklejszym rezystorze.
D│awik zabezpiecza wzmacniacz przed wzbudzeniem od strony wyj╢cia. Podobn▒ rolΩ od strony wej╢cia pe│ni▒ elementy R11, C3 oraz R12, C4. Rezystory R11, R12 pe│ni▒ jeszcze inn▒ rolΩ zabezpieczaj▒c▒.
Sprawa zabezpieczenia przed wzbudzaniem na wysokich ponadakustycznych czΩstotliwo╢ciach jest bardzo wa┐na w praktyce, a bardzo czΩsto przemilczana w literaturze. Praktycy nierzadko przekonuj▒ siΩ, ┐e wzmacniacz dzia│a bardzo dobrze na stole podczas pr≤b, a potem z zupe│nie nieznanych przyczyn w warunkach normalnego u┐ytkowania albo ulega uszkodzeniu, albo wprowadza zniekszta│cenia niewiadomego pochodzenia. CzΩsto przyczyn▒ s▒ w│a╢nie kwestie obci▒┐enia: co do│▒czone jest do wyj╢cia, i co do wej╢cia. Tylko zupe│nie pocz▒tkuj▒cy s▒ absolutnie nie╢wiadomi problemu i s▒dz▒, ┐e g│o╢nik 8-omowy to po prostu rezystancja 8-om≤w.
Jest to pogl▒d z gruntu b│Ωdny, choµ trzeba lojalnie przyznaµ, ┐e bardzo czΩsto pomiaru mocy wzmacniacza dokonuje siΩ nie z g│o╢nikiem, tylko z rezystorem 4, czy 8-omowym. Przede wszystkim trzeba pamiΩtaµ, ┐e g│o╢nik to w rzeczywisto╢ci cewka z rdzeniem ferromagnetycznym. A wiΩc g│o╢nik nie jest na pewno czyst▒ rezystancj▒. Schemat zastΩpczy g│o╢nika pokazany jest na rysunku 2a zawiera indukcyjno╢µ i rezystancjΩ. Taki obw≤d tylko dla mniejszych czΩstotliwo╢ci ma wypadkow▒ oporno╢µ (impedancjΩ) zbli┐on▒ do nominalnej (4 lub 8 om≤w). Schemat z rysunku 2a nie uwzglΩdnia kilku dalszych czynnik≤w, miΩdzy innymi rezonansu zwi▒zanego z rezonansem mechanicznym.
Jak wiadomo, wraz ze wzrostem czΩstotliwo╢ci ro╢nie oporno╢µ (reaktancja) cewki. Trzeba pamiΩtaµ, ┐e dla uzyskania dobrych parametr≤w dynamicznych, w tym ma│ych zniekszta│ce± nieliniowych i intermodulacyjnych, wzmacniacz musi byµ bardzo szybki, czyli jego pasmo przenoszenia powinno byµ jak najszersze - siΩgaµ setek kiloherc≤w lub nawet pojedynczych megaherc≤w. I rzeczywi╢cie, tak szerokie jest pasmo wielu wsp≤│czesnych wzmacniaczy. W takiej sytuacji koniecznie trzeba uwzglΩdniµ, jak wygl▒da sytuacja w zakresie takich czΩstotliwo╢ci. Niczego tu nie zmienia fakt, ┐e sygna│y akustyczne siΩgaj▒ czΩstotliwo╢ci co najwy┐ej 20kHz.
Jak │atwo wywnioskowaµ z rysunku, dla wspomnianych wysokich czΩstotliwo╢ci g│o╢nik przedstawia sob▒ du┐▒ reaktancjΩ indukcyjn▒. Tymczasem wiele wzmacniaczy nie znosi dobrze takiego indukcyjnego obci▒┐enia przy wysokich czΩstotliwo╢ciach. Wzmacniacze takie maj▒ tendencjΩ do samowzbudzenia w│a╢nie z powodu du┐ej reaktancji indukcyjnej na wysokich czΩstotliwo╢ciach. Dla wyeliminowania niebezpiecze±stwa dodaje siΩ wiΩc na wyj╢ciu wzmacniacza tak zwany obw≤d Boucherota - szeregowy obw≤d RC. W omawianym w│a╢nie uk│adzie wzmacniacza dwa obwody Boucherota to elementy R9, C11 oraz R10, C12. Tu sytuacja jest odwrotna ni┐ w g│o╢niku: przy mniejszych czΩstotliwo╢ciach niewielki kondensator (100nF) ma du┐▒ reaktancjΩ pojemno╢ciow▒ przyk│adowo przy czΩstotliwo╢ci 20kHz jeszcze prawie 8052. Przy wiΩkszych czΩstotliwo╢ciach reaktancja ta jest jeszcze mniejsza i tym samym wypadkowa oporno╢µ obwodu RC jest coraz bli┐sza rezystancji (2,752). Tym samym wzmacniacz tak┐e przy tych ponadakustycznych czΩstotliwo╢ciach jest prawid│owo obci▒┐ony niewielk▒ oporno╢ci▒ (blisk▒ warto╢ci R9 i R10). Rysunek przedstawia obw≤d obci▒┐enia wyj╢cia wzmacniacza g│o╢nikiem i obwodem Boucherota. Ale to jeszcze nie koniec. Sytuacja z rysunku jest prawdziwa tylko wtedy, gdy g│o╢nik do│▒czony jest wprost do wyj╢cia wzmacniacza (co ma
miejsce na przyk│ad podczas pr≤b). W rzeczywisto╢ci wzmacniacz jest po│▒czony z g│o╢nikiem za po╢rednictwem kilku, czy kilkunastometrowego kabla. Taki kabel ma pewn▒ pojemno╢µ miΩdzy ┐y│ami, rzΩdu kilkudziesiΩciu do kilkuset pikofarad≤w, a nawet do 1 nF. W efekcie wprost do wyj╢cia wzmacniacza do│▒czona jest znaczna pojemno╢µ - pokazuje to rysunek 2c. Pocz▒tkuj▒cy elektronicy zapewne nie wiedz▒, ┐e wszelkie wzmacniacze nie lubi▒ byµ obci▒┐ane czyst▒ pojemno╢ci▒ - jest to wa┐ny temat, ale do╢µ trudny do wyja╢nienia, bo nale┐a│oby om≤wiµ kwestie spadku wzmocnienia i przesuniΩµ fazowych w ca│ym wzmacniaczu. W tej chwili wystarczy informacja, ┐e wiele wzmacniaczy obci▒┐onych na wyj╢ciu "┐yw▒ pojemno╢ci▒" po prostu siΩ wzbudzi. Zn≤w nale┐y zauwa┐yµ, ┐e sytuacja taka zwykle nie wystΩpuje podczas pr≤b w laboratorium, tylko dopiero w warunkach normalnego u┐ytkowania. W efekcie wzmacniacz, kt≤ry na testach zachowywa│ siΩ nienagannie, mo┐e potem wykazywaµ niedopuszczalnie wysoki poziom szum≤w i zniekszta│ce±, wywo│anych samowzbudzeniem na wysokich, nies│yszalnych czΩstotliwo╢ciach. Elektronik nie╢wiadomy problemu od│▒czy wzmacniacz, zbada go w laboratorium... i nigdy nie znajdzie przyczyny wadliwego dzia│ania.
Aby zapobiec jakim niespodziankom, w licznych wzmacniaczach stosuje siΩ na wyj╢ciu szeregow▒ cewkΩ - niewielki d│awik, kt≤ry oddziela wspomnian▒ pojemno╢µ kabla od wyj╢cia wzmacniacza. Uk│ad zastΩpczy wygl▒da wtedy tak, jak na rysunku. Takie w│a╢nie ╢rodki bezpiecze±stwa zastosowano w omawianym uk│adzie d│awiki L1, L2 z rysunku 1 oddzielaj▒ wyj╢cie wzmacniacza od pojemno╢ci kabla.
Szczerze m≤wi▒c, to te┐ jeszcze nie wszystkie zagro┐enia dla wyj╢cia wzmacniacza: nale┐y pamiΩtaµ, ┐e przy znacznych pr▒dach, na indukcyjno╢ciach (nawet na indukcyjno╢ciach wyprowadze± i ╢cie┐ek) indukuj▒ siΩ napiΩcia, niekiedy o znacznych warto╢ciach. W czasie w│▒czania i wy│▒czania, pr▒dy mog▒ p│yn▒µ zupe│nie niespodziewanymi drogami i niekiedy stanowiµ zagro┐enie dla uk│adu scalonego.
Oddzielnym i jeszcze trudniejszym tematem jest kwestia zabezpieczenia przed samowzbudzeniem od strony wej╢cia. Wchodz▒ tu w grΩ liczne czynniki i temat ten jest bardzo trudny do analizy. Do╢wiadczeni praktycy wiedz▒, ┐e i tu mo┐na natkn▒µ siΩ na przykre niespodzianki. Generalnie zalecan▒ drog▒ ratunku jest wprowadzenie szeregowego rezystora w obwodzie wej╢cia wzmacniacza. Do╢µ czΩsto, ale nie zawsze, zaleca siΩ zwarcie n≤┐ki wej╢cia (nieodwracaj▒cego) wzmacniacza do masy z pomoc▒ niewielkiego kondensatora. Powsta│y w ten spos≤b obw≤d RC mo┐e dodatkowo pe│niµ rolΩ filtra, nie dopuszczaj▒cego na wej╢cie wzmacniacza sygna│≤w o zbyt wysokiej czΩstotliwo╢ci.
W sumie mamy tu do czynienia z nieprzezwyciΩ┐on▒ sprzeczno╢ci▒: z jednej strony dla osi▒gniΩcia jak najlepszych parametr≤w po┐▒dane jest maksymalne poszerzenie pasma i zwiΩkszenie szybko╢ci uk│adu. Z drugiej strony takie poczynania zwiΩkszaj▒ niebezpiecze±stwo samowzbudzenia i nale┐a│oby ograniczaµ pasmo i zmniejszaµ szybko╢µ wzmacniacza. CzΩsto bywa tak, ┐e konstruktor wzmacniacza oczekuje, ┐e jego wzmacniacz bΩdzie mia│ bardzo szerokie pasmo i bΩdzie bardzo szybki, a tym samym zapewni rewelacyjn▒ jako╢µ d╝wiΩku. P≤╝niej, gdy pojawi▒ siΩ k│opoty z samowzbudzeniem, ten┐e konstruktor doprowadzony do rozpaczy, got≤w jest znacznie ograniczyµ pasmo, nawet do 20kHz, byle tylko wzmacniacz siΩ nie wzbudza│. Autor spotka│ siΩ z takimi sytuacjami, zw│aszcza dawniej, przy konstruowaniu wzmacniaczy z element≤w dyskretnych. Obecnie, gdy powszechnie stosujemy uk│ady scalone, problem straci│ nieco sw▒ ostro╢µ, ale wystΩpuje nadal. Niekt≤re konstrukcje scalonych wzmacniaczy s▒ bardzo odporne, nie wzbudzaj▒ siΩ chΩtnie. Opr≤cz typowego wzbudzenia wystΩpuj▒ tak┐e inne niespodzianki, jak na przyk│ad... eksplozja obudowy wzmacniacza mocy (na co Autor natkn▒│ siΩ w przypadku kostek TDA1514). Co najgorsze, nie wiadomo, co jest przyczyn▒ - po takiej katastrofie niczego nie mo┐na ju┐ stwierdziµ, ale zachodzi podejrzenie, i┐ przyczyn▒ albo jest jakie╢ paskudne wzbudzenie, albo jest to efekt jakich╢ b│Ωd≤w w produkcji. W grΩ mo┐e tu wchodziµ wiele czynnik≤w i przyczyn, kt≤rych nie spos≤b om≤wiµ. O ile eksplozje uk│ad≤w scalonych zdarzaj▒ siΩ bardzo rzadko, o tyle r≤┐ne samowzbudzenia wystΩpuj▒ znacznie czΩ╢ciej, czasem wskutek b│Ωd≤w niedo╢wiadczonego konstruktora (np. b│Ωdne prowadzenie masy), czasem wskutek braku wyczerpuj▒cych wskaz≤wek w katalogu.
W ka┐dym razie niech to bΩdzie kolejna przestroga dla nowicjuszy, kt≤rzy porywaj▒ siΩ na budowΩ potΩ┐nych, kilkusetwatowych wzmacniaczy. Niespodzianek takich nie powinno byµ przy budowie opisywanego uk│adu z kostkami LM3886. A oto dalsze obja╢nienia roli element≤w. W uk│adzie zastosowano kondensatory separuj▒ce w obwodzie ujemnego sprzΩ┐enia zwrotnego - s▒ to elementy C5, C13 oraz C6, C14. Element≤w tych mog│oby wcale nie byµ - mo┐na je zast▒piµ dwoma zworami. Jedynym efektem by│oby niewielkie zwiΩkszenie spoczynkowych napiΩµ sta│ych na wyj╢ciu i tym samym nieznaczne zwiΩkszenie pr▒du spoczynkowego przep│ywaj▒cego przez g│o╢niki (o kilka miliamper≤w, a w najgorszym przypadku o kilkadziesi▒t miliamper≤w). Teoretycznie napiΩcia te powinny byµ dok│adnie r≤wne zeru, czyli wyj╢cia obu kostek powinny mieµ potencja│ masy. W praktyce ka┐dy rzeczywisty wzmacniacz ma jakie╢ drobne odchy│ki i napiΩcie to nie jest r≤wne zeru. Dla wygody, w katalogach podaje siΩ warto╢µ nie wyj╢ciowego, tylko wej╢ciowego napiΩcia niezr≤wnowa┐enia (Input Offset Voltage). Dla kostki LM3886 wynosi ono typowo 1 mV (max 1 OmV). Sta│e napiΩcie niezr≤wnowa┐enia na wyj╢ciu mo┐na obliczyµ mno┐▒c wej╢ciowe napiΩcie niezr≤wnowa┐enia przez wsp≤│czynnik wzmocnienia sta│opr▒dowego. Gdyby kondensatory C5, C6 by│y zwarte, wzmocnienie sta│opr▒dowe by│oby r≤wne zmiennopr▒dowemu (R7/R3 +1). Przy obecno╢ci wymienionych kondensator≤w wzmocnienie sta│opr▒dowe jest r≤wne 1, a tym samym wyj╢ciowe napiΩcie niezr≤wnowa┐enia nie bΩdzie wiΩksze ni┐ 10mV (czyli przez g│o╢niki nie po│ynie w spoczynku pr▒d sta│y wiΩkszy ni┐ 10mV/Rg│).
Obecno╢µ element≤w C1, C2, R1, R2 nie wymaga komentarza. Podobnie kondensatory C7...C10 i C15...C18 odsprzΩgaj▒ce s▒ typowe dla wszystkich wzmacniaczy. Odrobiny uwagi wymaga natomiast obecno╢µ obwod≤w R5C19 oraz R6C20. Wsp≤│pracuj▒ one z wewnΩtrznym obwodem wyciszania. Gwarantuj▒ op≤╝nienie przy w│▒czenia zasilania, co skutecznie zapobiega stukom w g│o╢nikach, tak charakterystycznym dla starszych wzmacniaczy. Kiedy╢ dla wyeliminowania tego zjawiska trzeba by│o stosowaµ zewnΩtrzne obwody z przeka╝nikami w│▒czanymi po ustabilizowaniu siΩ warunk≤w pracy wzmacniacza i przedwzmacniacza. Obecnie wszystkie nowsze kostki wzmacniaczy mocy maj▒ tak▒ funkcjΩ wbudowan▒ w uk│ad - inn▒ spraw▒ jest skuteczno╢µ takich zabezpiecze±. CzΩsto bywa tak, ┐e owszem, obw≤d op≤╝nia w│▒czenie, ale jest zupe│nie nieskuteczny przy wy│▒czaniu zasilania. W przypadku kostki LM3886 wewnΩtrzne obwody zapewniaj▒ skuteczne wyciszanie zar≤wno przy w│▒czaniu, jak i przy wy│▒czaniu. Przy wy│▒czaniu zasilania uk│ad wyciszany wcze╢niej, ni┐ napiΩcie zasilaj▒ce zd▒┐y spa╢µ do warto╢ci bliskich zeru. Czas op≤╝nienia przy w│▒czaniu jest okre╢lony przez sta│▒ czasow▒ RC obwodu do│▒czonego do n≤┐ki 8 i mo┐e byµ dobierany wed│ug potrzeb. Nale┐y jednak zauwa┐yµ, ┐e nie mo┐na nadmiernie zwiΩkszaµ warto╢ci rezystor≤w R5 i R6. Rzecz w tym, ┐e do w│a╢ciwej pracy wzmacniacza pr▒d p│yn▒cy przez te rezystory nie mo┐e byµ mniejszy ni┐ 0,5mA, bo w sygnale wyj╢ciowym pojawi▒ siΩ ogromne zniekszta│cenia. Pr▒d p│yn▒cy przez te rezystory zale┐y od (ujemnego) napiΩcia zasilaj▒cego, wiΩc warto╢µ tego rezystora nie mo┐e byµ wiΩksza ni┐ wyliczona z poni┐szego wzoru.
R5 = R6 < (I-Uzasl - 2,6V) / 0,5mA
W modelu zastosowano rezystory R5 i R6 o warto╢ci zgodnej ze schematem 47kS2. Natomiast w zestawie AVT 2180 przewidziano rezystory o mniejszej warto╢ci - 20kS2, umo┐liwiaj▒ce pracΩ tak┐e przy ni┐szych napiΩciach zasilaj▒cych (ju┐ od t12V). W razie potrzeby zwiΩkszenia czasu op≤╝nienia w│▒czania, na przyk│ad przy wsp≤│pracy z przedwzmacniaczem o d│ugich czasach stan≤w nieustalonych, trzeba wiΩc zwiΩkszaµ pojemno╢ci C19 i C20.
LM3886 i jego krewni
Uk│ad scalony LM3886 jest wykonany w technologii bipolarnej. Tranzystory wyj╢ciowe s▒ zabezpieczone skomplikowanymi obwodami chroni▒cymi przed uszkodzeniem zar≤wno wskutek przegrzania, jak i przeci▒┐enia. Producent szeroko opisuje zalety zastosowanego systemu ochrony, zwanego SPiKe i zapewnia o pewnej skuteczno╢ci tego systemu zabezpieczenia. Dla Czytelnik≤w EdW szczeg≤│y nie s▒ najwa┐niejsze - w ka┐dym razie uk│ad scalony wyposa┐ony jest w szereg zabezpiecze±.
Czytelnicy nieodmiennie dopominaj▒ siΩ o parametry uk│adu - patrz tabela 1.

Maksymalne napiΩcie zasilaj▒ce:
bez sygna│u: podczas pracy: Pr▒d spoczynkowy:
20 40 60 80 100
Ci▒g│a moc wyj╢ciowa: (t28V 4f2):
(t28V sn>: (t35V SS2):
94V (t47V) 84V (t42V)
typ 50mA, max 85mA
Szczytowa moc wyj╢ciowa: Zniekszta│cenia nieliniowe (60W, 4S2) Zniekszta│cenia intermodulacyjne
60Hz, 7kHz, 1:1 SMPTE): Pr▒d polaryzacji wej╢µ:
Dopuszczalne r≤┐nicowe napiΩcie wej╢ciowe: Szybko╢µ zmian
napiΩcia wyj╢ciowego: Maksymalny pr▒d wyj╢ciowy:
Poziom szum≤w na wej╢ciu
(filtr A, Rs=60052): typ. 2 Stosunek sygna│/szum
(1 W, filtr A, 1 kHz, Rs=2552): (60W, filtr A, 1 kHz, Rs=25f2): Rezystancja termiczna:
Rthjc: Rthja: Zalecany zakres
napiΩµ zasilaj▒cych: 20...84
NV ty
t V (t1
Warto zauwa┐yµ, ┐e w przypadku omawianej kostki podawana moc wyj╢ciowa rzΩdu 50...80 wat≤w jest jak najbardziej mo┐liwa do uzyskania w praktycznych warunkach. Pozwala na to zar≤wno du┐e dopuszczalne napiΩcie zasilaj▒ce (94V), jak i du┐y pr▒d wyj╢ciowy (do ponad 11A1.
Niewielkie zniekszta│cenia z pewno╢ci▒ zadowol▒ s│uchaczy.
Wa┐n▒ spraw▒ praktyczn▒ jest dob≤r radiatora. Jak wynika z rysunk≤w ,
moc strat jednego uk│adu mo┐e przekraczaµ 40W. Wymaga to zastosowania solidnego radiatora o rezystancji termicznej rzΩdu 2K/W dla ka┐dej z kostek, czyli w ┐adnym wypadku nie wystarczy tu kawa│ek blachy aluminiowej.
Dodatkowym utrudnieniem mo┐e byµ fakt, ┐e metalowa wk│adka radiatorowa jest po│▒czona z ko±c≤wk▒ 4 czyli minusem zasilania. Je╢li kto╢ chcia│by odizolowaµ radiator od uk│adu scalonego, musi zastosowaµ prze
68W k│adkΩ mikow▒ lub siliko38W now▒, co znacznie zwiΩk50W sz`/ rezystancjΩ termiczn▒
135W (nawet o 0,5...0,8K/W). Poniewa┐ dok│adne ob0,03% liczenie radiatora nie jest
spraw▒ prost▒, Czytelnicy EdW powinni zastosowaµ mo┐liwie du┐e radiatory. Za ma│y radiator na pew
60V no nie stanie siΩ przyczyn▒ uszkodzenia kostki co najwy┐ej w kulminacyjnym momencie pracy... wzmacniacz wy│▒czy siΩ
sam na kilka minut. Opr≤cz kostki LM3886 431VW firma National Semiconductor produkuje uk│ady
O...t42V) LM2876 oraz LM3876, maj▒ce identyczny uk│ad wyprowadze± i taki sam
schemat aplikacyjny (drobna r≤┐nica w roli ko±c≤wki 5 niczego nie zmienia│. Mog▒ wiΩc byµ stosowane w opisywanym uk│adzie baz jakichkolwiek zmian, z tym ┐e uzyskane moce wyj╢ciowe bΩd▒ mniejsze.

Podstawowe r≤┐nice w parametrach zosta│y przedstawione w tabeli 2.
W niekt≤rych przypadkach moc wyj╢ciowa mo┐e byµ taka sama - zale┐y to od napiΩcia zasilaj▒cego, rezystancji obci▒┐enia oraz od zastosowanego radiatora. Bardziej zaawansowani Czytelnicy potrafi▒ to oceniµ lub obliczyµ - powy┐sze dane z powodzeniem do tego wystarcz▒.

Zar≤wno przy stosowaniu przek│adek mikowych, jak i przy bezpo╢rednim przykrΩceniu uk│ad≤w scalonych do radiatora, koniecznie trzeba w miejscu styku zastosowaµ pastΩ przewodz▒c▒ ciep│o.
Podane informacje mog▒ przestraszyµ mniej do╢wiadczonych elektronik≤w. Jak podano wcze╢niej, nie nale┐y siΩ obawiaµ uszkodzenia pod wp│ywem przegrzania zapobiegnie temu zabezpieczenie termiczne wbudowane w uk│ady scalone.
Jak ╢wiadcz▒ rysunki , moc strat w przypadku obci▒┐enia 8S2 (a takie najczΩ╢ciej bΩdzie stosowane) jest znacznie mniejsza, ni┐ w przypadku obci▒┐enia 452. Tak┐e je╢li wzmacniacz nie bΩdzie stale obci▒┐any pe│n▒ moc▒, radiator nie musi byµ przesadnie wielki-wyobra┐enie o potrzebach daje radiator pokazany na fotografii. R≤wnie dobrym rozwi▒zaniem by│oby zastosowanie dw≤ch "jode│ek" o szeroko╢ci 75mm i d│ugo╢ci 50...75mm.
Nie nale┐y siΩ natomiast sugerowaµ wielko╢ci▒ radiator≤w stosowanych w dawnych wzmacniaczach fabrycznych. Tam radiatory by│y wrΩcz ogromne, bo wystawione by│y na zewn▒trz, a normy nie dopuszczaj▒, by taki zewnΩtrzny radiator by│ zbyt gor▒cy. W przypadku umieszczenia radiatora wewn▒trz (dobrze wentylowanej) obudowy, temperatura radiatora przy pe│nej mocy oddawanej mo┐e byµ rzΩdu +100'C i taka temperatura nie powinna nikogo dziwiµ. Oczywi╢cie zawsze zaleca siΩ stosowanie radiator≤w wiΩkszych ni┐ wymagane minimum.
W ka┐dym razie nie nale┐y przesadnie martwiµ siΩ o radiator- nawet gdyby z czasem okaza│o siΩ, i┐ wzmacniacz po d│u┐szym czasie ci▒g│ej pracy wy│▒cza siΩ, zawsze mo┐na zmieniµ radiator na wiΩkszy.
Omawiany uk│ad nie zawiera zasilacza. Zasilacz nale┐y wykonaµ we w│asnym zakresie.
Uzyskane parametry, zw│aszcza moc wyj╢ciowa, bΩd▒ zale┐eµ od napiΩcia zastosowanego zasilacza. Teoretycznie przy napiΩciu zasilaj▒cym t42V (pod obci▒┐eniem), z g│o╢nikiem 8i2 mo┐na uzyskaµ moc wyj╢ciow▒ rzΩdu 95...100W. Nie mo┐na jednak liczyµ na uzyskanie takiej mocy w pracy ci▒g│ej, bo przeszkod▒ bΩdzie rezystancja termiczna.
Niemniej jednak z odpowiednim zasilaczem wzmacniacz z pewno╢ci▒ mo┐e osi▒gn▒µ moc szczytow▒ rzΩdu 100W, a przy obci▒┐eniu 452, jeszcze wiΩcej.
Do test≤w modelu wykorzystano zasilacz (oczywi╢cie niestabilizowany), zawieraj▒cy typowy transformator toroidalny 200W 2x24V, mostek prostowniczy 10A i kondensatory filtruj▒ce 2 x 10000NF/40V.
na rysunku 10. Monta┐ nie sprawi trudno╢ci. Nie ma tu ┐adnych podzespo│≤w szczeg≤lnie wra┐liwych na uszkodzenia │adunkami statycznymi.
W pierwszej kolejno╢ci nale┐y wykonaµ zaznaczona zwory, a nastΩpnie pozosta│e elementy. Przed wlutowaniem uk│ad≤w scalonych warto przygotowaµ i przymierzyµ radiator lub radiatory.
Jak podano, metalowa wk│adka radiatorowa jest po│▒czona z n≤┐k▒ 4, czyli minusem zasilania. W zasadzie zaleca siΩ zastosowanie dw≤ch oddzielnych radiator≤w, nie po│▒czonych ani ze sob▒, ani z ┐adnymi metalowymi czΩ╢ciami obudowy. W takim przypadku dla ka┐dego wzmacniacza mo┐na zastosowaµ oddzielne bezpieczniki jak widaµ na schemacie ideowym i monta┐owym, obwody zasilania s▒ rozdzielone (punkty P, P1 oraz M, M1). Zastosowanie wsp≤lnego radiatora (bez przek│adek izolacyjnych z miki lub gumy silikonowej) po│▒czy punkty M i M1 i wtedy stosowanie oddzielnych bezpiecznik≤w jest bezcelowe. Nie znaczy to, ┐e wykorzysta±ie jednego, wsp≤lnego radiatora jest b│Ωdem.
W sumie monta┐ samego uk│adu elektronicznego nie sprawi ┐adnych k│opot≤w, odrobinΩ trudniejsza bΩdzie tylko sprawa radiatora.
Kwestia czy stosowaµ jeden, czy dwa radiatory, jest mniej wa┐na. Gorzej, ┐e radiator(y) w ka┐dym przypadku bΩdzie mia│ potencjai minusa zasilania. Tymczasem blaszana obudowa, w kt≤rej docelowo umieszczony bΩdzie wzmacniacz zawsze jest po│▒czona z mas▒. To znaczy, ┐e w ka┐dym przypadku trzeba zastosowaµ izolacjΩ: albo odizolowaµ radiator od blaszanej obudowy wzmacniacza, albo odizolowaµ uk│ady scalone od radiatora za po
moc▒ wspomnianych przek│adek mikowych.
Taki prosty zasilacz mo┐na te┐ poleciµ do praktycznych zastosowa±, choµ jak wiadomo, nigdy nie zaszkodzi zwiΩkszenie pojemno╢ci filtruj▒cych do 15000NF czy 22000uF. Transformator toroidalny 200W 2 x 24V mo┐na bez trudu kupiµ, choµby w sieci handlowej AVT.
A oto parametry uzyskane ze wspomnianym zasilaczem. Wszystkie pomiary przeprowadzono z obci▒┐eniem rezystancyjnym 4ohmy.
Przy wykorzystaniu tylko jednego kana│u, maksymalna moc wyj╢ciowa tego kana│u wynios│a 75,5W. Przy wykorzystaniu obu kana│≤w moc wyj╢ciowa wynios│a 2 x 66,5W (przy zniekszta│ceniach poni┐ej 1 %), czyli sumaryczna moc okaza│a siΩ r≤wna 133W. Przeszkod▒ w uzyskaniu wiΩkszej mocy jest w tym wypadku wy│▒cznie transformator - jego napiΩcie ogranicza maksymalne napiΩcie na obci▒┐eniu do 46Vpp. W│a╢nie to niezbyt du┐e napiΩcie zasilania uniemo┐liwia uzyskanie du┐ej mocy. Aby uzyskaµ wiΩksz▒ moc, wystarczy zastosowaµ transformator sieciowy maj▒cy napiΩcie wt≤rne (zmienne) w stanie spoczynku - 2x30V. W handlu mo┐na bez trudu nabyµ transformatory toroidalne 200W 2 x 30V. Przy stosowaniu takiego transformatora nale┐y raczej u┐yµ kondensator≤w filtruj▒cych na napiΩcie 63V, a nie 40V, bo po wyprostowaniu, napiΩcie na tych kondensatorach wyniesie nieco ponad 40V. Jak wiadomo, w pierwszej chwili po w│▒czeniu, puste kondensatory elektrolityczne │aduj▒ siΩ pr▒dem r≤wnym niemal pr▒dowi zwarcia transformatora. Tak du┐y impuls mo┐e byµ gro╝ny dla diod mostka prostowniczego, dlatego podczas pr≤b zastosowano tak┐e rezystory ograniczaj▒ce pr▒d i zbadano uzyskan▒ moc. Po dodaniu takich rezystor≤w (schemat zasilacza wygl▒da│ jak na rysunku 11) moc wyj╢ciowa zmniejszy│a siΩ do 2 x 63,6W, czyli nieznacznie, wrΩcz niezauwa┐alnie dla ucha. W praktyce warto zastosowaµ takie rezystory (0,03...0,152 minimum 1 W) dla ochrony diod mostka.Podczas test≤w zmierzono zniekszta│cenia nieliniowe przy mocy kana│u 60W by│y mniejsze ni┐ 0,07%, co nale┐y uznaµ za dobr▒ warto╢µ. Zmierzono te┐ szybko╢µ zmian napiΩcia na wyj╢ciu: przy obci▒┐eniu 4S2 i pe│nej mocy szybko╢µ narastania napiΩcia wynios│a 13V/Ns, a szybko╢µ opadania 20V/Ns, co udowadnia, ┐e wzmacniacz rzeczywi╢cie jest szybki i ma dobre parametry dynamiczne. Jak wspomniano, przy wykonaniu i pomiarach wzmacniacza nie wyst▒pi│y jakiekolwiek k│opoty. Uk│ad pracowa│ poprawnie od pierwszego w│▒czenia. Niemniej jednak przy pierwszym w│▒czeniu zmontowanego i sprawdzonego optycznie wzmacniacza, zawsze nale┐y zastosowaµ ╢rodki bezpiecze±stwa, choµby w postaci ┐ar≤wki w│▒czonej w obw≤d pierwotnego uzwojenia transformatora. W EdW 8/96 przedstawiono opis "Zabezpieczaj▒cego stanowiska uruchomieniowego", znakomicie nadaj▒cego siΩ do uruchomienia tak┐e opisanego wzmacniacza. W zasadzie nie jest to konieczne, ale ┐ycie pokazuje liczne przyk│ady uszkodzenia kosztownych uk│ad≤w scalonych wskutek pomy│ek w monta┐u, przypadkowych zwarµ podczas lutowania, itp. Dla bezpiecze±stwa, lepiej zastosowaµ przy pierwszym w│▒czeniu wspomnian▒ ┐ar≤wkΩ, kt≤ra uchroni przed utrat▒ kilkudziesiΩciu z│otych w przypadku pomy│ki w monta┐u, czy zwarcia. W praktycznych zastosowaniach trzeba zwr≤ciµ szczeg≤ln▒ uwagΩ na po│▒czenia masy. Na p│ytce drukowanej jest kilka punkt≤w masy, a ╢cie┐ki masy poprowadzone s▒ w szczeg≤lny spos≤b - warto na to zwr≤ciµ uwagΩ i przeanalizowaµ, dlaczego wprowadzono taki uk│ad ╢cie┐ek. Nie jest te┐ obojΩtne, gdzie zostan▒ do│▒czone poszczeg≤lne przewody. Przew≤d masy przychodz▒cy od zasilacza nale┐y do│▒czyµ do jednego z punkt≤w O lub 05. Przewody masy prowadz▒ce do g│o╢nik≤w trzeba do│▒czyµ do punkt≤w 03 i .04. Natomiast przew≤d masy do przedwzmacniacza powinien byµ do│▒czony do jednego z punkt≤w 01, 02. Przedwzmacniacz nie powinien mieµ masy po│▒czonej wprost do zasilacza (innym przewodem). »eby unikn▒µ pΩtli masy i wyeliminowaµ wp│yw spadk≤w napiΩµ na przewodach, masa przedwzmacniacza powinna byµ do│▒czona tylko do jednego z punkt≤w 01 lub 02.

Wykaz element≤w
Rezystory R1,R2,R7,R8: 100kS2 R3,R4: 3,3kS2
R5,R6: 20kS2 R9,R10: 2,752 Kondensatory
C1,C2:470nF C3,C4: 220pF
C5,C6: lnie montowaµ, patrz tekst) C7,C8,C9,C10,C11,C12: 100nF ceramiczne C13,C14: 10NF/16V
C15,C16,C17,C18,C19,C20: 47NF/63V P≤│przewodniki
L1,L2: 0,7uH (cewka na rezystorze 1052) U1,U2: LM3886

rys 10 (tylko w wersji +)

Marcin Stefaniak  marcinstefaniak@interia.pl 
www.elenet.of.pl