Мощный стерео аудиоусилитель la4440 с двойной микросхемой с контролем низких и высоких частот

LA4440 - очень популярный двухканальный аудиоусилитель, обычно используемый для создания мощных аудиоусилителей. Микросхема известна своей высокой мощностью, доступностью и дешевой ценой, что делает ее популярной среди

домашних кинотеатров и автомобильных усилителей, работающих от 12 В. Следовательно, в этой статье мы узнаем, как создать мощный стерео усилитель звука с использованием микросхемы звукового усилителя LS4440. Схема будет иметь две микросхемы усилителей LS4440 и сможет управлять двумя динамиками мощностью 20 Вт (20 Вт + 20 Вт) с регулировкой громкости, низких и высоких частот. Кроме того, аудиовход для нашей платы усилителя может быть подключен непосредственно к аудиоразъему или по беспроводной связи через Bluetooth.

Ранее мы построили множество схем аудиоусилителей, от небольших усилителей мощностью 10 Вт до тяжелых усилителей мощности 100 Вт, используя различные классы усилителей мощности для различных приложений. Вы также можете проверить их, если ваши требования отличаются.

LA4440 IC

Прежде чем приступить к созданию этого усилителя, давайте подробнее разберемся с микросхемой усилителя мощности LA4440, чтобы узнать ее технические характеристики, чтобы мы могли эффективно спроектировать наш усилитель. Как показано ниже, LA4440 представляет собой 14-контактную ИС линейного аудиоусилителя, разработанную SANYO.

Микросхема может использоваться как усилитель монофонического звука или как стереоусилитель двухканального звука. Он имеет два режима, позволяющих, а именно стерео режим и режим моста. Основное различие между этими двумя режимами конфигурации заключается в том, что в стереорежиме одна ИС может управлять максимум 6 Вт + 6 Вт двумя динамиками, что означает только 12 Вт нагрузки, но в конфигурации с мостовым режимом вы получите 19 Вт аудиовыход от одной ИС. для одного динамика. Следовательно, нам нужны 2 микросхемы для создания стерео и 2 копии той же схемы, которые мы обсудим в разделе принципиальной схемы. Здесь я настроил аудиоусилитель в мостовом режиме для получения мощного аудиовыхода 20 Вт + 20 Вт. Поскольку в нашей конструкции две микросхемы, она также называется схемой усилителя с двойной микросхемой 4440.. Помимо этого, микросхема усилителя звука имеет следующие преимущества.

Он имеет хорошее подавление пульсации 46 дБ
Хорошее разделение каналов
Небольшой остаточный шум
Восстановление низкого звука в широком диапазоне от низких частот до высоких частот музыки.
Небольшой всплывающий или пусковой шум
Встроенная функция отключения звука
Встроенная защита: защита от перенапряжения, защита от перенапряжения, защита от короткого замыкания между контактами.
Требуется минимум запасных частей

Что такое отказ от пульсации и почему это важно?

Пульсация - это изменение напряжения и тока по сравнению с установившимся значением, которое может изменяться с нагрузкой, это вызывает шум на выходном конце схемы и, таким образом, приводит к искажениям. Чтобы преодолеть эту проблему, используется фильтр, который помогает подавлять этот шум / пульсацию. Это называется подавлением пульсаций. IC LA4440 обеспечивает хорошее значение подавления пульсаций 46 дБ.

Что такое разделение каналов?

Когда один корпус ИС содержит несколько операционных усилителей (ИС LA4440 имеет 2 канала), один операционный усилитель влияет на производительность другого операционного усилителя. Чтобы предотвратить эту проблему, микросхема LA4440 обеспечивает хорошее разделение каналов.

Более подробную техническую информацию вместе с графиками производительности можно найти в техническом описании микросхемы LA4440. Внутренняя блок-схема и изображение распиновки показаны ниже.

Материалы, необходимые для стерео аудиоусилителя Dual IC мощностью 40 Вт

Полный перечень материалов для стерео аудиоусилителя приведен ниже. Большинство используемых компонентов должно быть легко доступно, поскольку они обычно используются в схемах звуковых усилителей.

S.No	Запчасти	Тип	Количество
1	LA4440	IC (SANYO)	2
2	2200 мкФ / 50 В	КОНДЕНСАТОР (KELTRON)	2
3	47 мкФ / 25 В	КОНДЕНСАТОР (KELTRON)	4
4	470 мкФ / 25 В	КОНДЕНСАТОР (KELTRON)	4
5	100 мкФ / 25 В	КОНДЕНСАТОР (KELTRON)	2
6	1 мкФ / 25 В	КОНДЕНСАТОР (KELTRON)	2
7	104 пф	КОНДЕНСАТОР (KELTRON)	8
8	220 ОГОМС	РЕЗИСТОР	2
9	1 тыс.	РЕЗИСТОР	2
10	2,2 тыс.	РЕЗИСТОР	2
11	ДВУХКАНАЛЬНЫЙ ПОТЕНЦИОМЕТР 50К	BOURNS / LRM	3
12	2-КОНТАКТНЫЙ ВИНТОВЫЙ КЛЕММ	ОБЩИЙ	3
13	3-КОНТАКТНЫЙ ВИНТОВЫЙ КЛЕММ	ОБЩИЙ	1
14	LM7805	РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ IC	1
15	МОДУЛЬ BLUETOOTH	КОСМИЧЕСКИЙ	1
16	ТРАНСФОРМАТОР	0-12 В (КЛАССИЧЕСКИЙ)	1
17	ДИНАМИК (20 Вт) 4 Ом	(СВЕТОН)	2
18	1N5408	3A Диод общего назначения	4
19	Радиатор	Используйте алюминиевую пластину радиатора	1
20	Охлаждающий вентилятор	Вентилятор охлаждения компьютерного шкафа	1
21 год	Какая-то перемычка

Схема усилителя с двойной интегральной схемой LA4440

Полная принципиальная схема усилителя 4440IC показана на изображении ниже. Из-за высокой мощности схемы не рекомендуется использовать макетную плату для построения этой схемы. Следовательно, мы будем собирать печатную плату дома, спроектировав печатную плату усилителя звука для этой схемы.

Я подключил конденсаторы C13 и C14 на первой микросхеме и таким же образом C23 и C16 для второй микросхемы к контактам 1 и 7. Эти конденсаторы называются конденсаторами обратной связи. Низкая частота среза нашего усилителя зависит от номинала этих конденсаторов, если значение увеличивается, время запуска будет отложено. Коэффициент усиления по напряжению этих конденсаторов на микросхемах IC 1 и 2 можно регулировать, изменяя номинал резистора R1 и R2 соответственно.

Конденсаторы C15 и C19 для первой микросхемы IC, а также C20 и C21 для второй микросхемы подключены к выходному терминалу с контактами с 9 по 10 и с 13 по 12. Эти конденсаторы называются начальными конденсаторами и используются для регулировки низких частот или низких частот..

C3 и C4 - очень важные конденсаторы. Емкость этого конденсатора должна быть высокой, обычно рекомендуется 2200 мкФ 35 В или 4700 мкФ 35 В для фильтрации основного источника питания и управления нагрузкой. Конденсаторы рассчитаны на ток от 1 до 3 ампер для улучшения качества звука. Конденсаторы C2 и C5 - это конденсаторы фильтра, которые используются для фильтрации аудиовхода, поступающего на нашу интегральную схему усилителя.

Конденсаторы C18 и C17 - это байпасные конденсаторы, которые используются в аудиосистеме или других электронных схемах для фильтрации шума. Когда активное устройство, такое как наш аудиоусилитель, подключено к источнику питания, ток, потребляемый нашим устройством, вызовет падение напряжения на источнике питания. Из-за изменения импеданса нашей нагрузки и нескольких активных нагрузок, подключенных по одному и тому же пути, потребляемый ток будет колебаться и вызывать больше скачков напряжения и скачков заземления. Чтобы избежать этой проблемы, мы обычно используем байпасный конденсатор в нашей нагрузке, который обеспечивает обходной путь для переходного тока вместо протекания по общему пути.

Дизайн печатной платы усилителя звука LA4440

Как упоминалось ранее, схема включает в себя путь с большим током и, следовательно, не может быть построена и протестирована на макетной плате. Поэтому мы разработали печатную плату для указанной выше схемы с помощью программного обеспечения Eagle. Вы можете использовать любое программное обеспечение для проектирования печатных плат по вашему выбору. Кроме того, вы можете припаять схему прямо на перфорированной плате, если вы не хотите проектировать печатную плату. Моя компоновка печатной платы выглядит так, как показано ниже.

Мы будем использовать этот макет дизайна печатной платы для сборки нашей собственной печатной платы в домашних условиях. Вы также можете скачать файл GERBER для этой печатной платы по ссылке ниже. Получив файл GERBER, вы можете либо создать печатную плату дома, следуя инструкциям Homemade PCB, либо поделиться файлом GERBER с производителем печатной платы, чтобы они изготовили их.

Загрузить Печатная плата мощного стерео аудио усилителя LA4440 GERBER

Конструкция печатной платы имеет два аудиовхода, один предназначен для прямой аудиолинии через дополнительный разъем и аудиоразъем 3,5 мм, а другой - для беспроводного соединения Bluetooth. Мы также использовали винтовые клеммы для питания платы и подключения двух динамиков мощностью 20 Вт. Потенциометры используются для регулировки громкости, низких и высоких частот.

Сборка печатной платы с использованием метода переноса тонера

Для демонстрации этого проекта мы создали нашу собственную печатную плату с использованием метода переноса тонера. На изображениях ниже показаны различные этапы изготовления нашей платы.

Посмотрите изображение, приведенное ниже, чтобы увидеть, как выглядит самодельная печатная плата после сверления всех контактных площадок. Как видите, плата получилась аккуратной, а колодки отчетливые и четкие.

После того, как плата считана, самое время вставить все компоненты и припаять их на заказной печатной плате. Компоненты, которые я использовал для пайки платы, показаны ниже. Здесь я использую двухканальный потенциометр для регулировки громкости, низких и высоких частот. В качестве источника питания вы можете использовать источник питания 12 В, 1 А до 3 А, или аккумулятор на 12 В.

Двухконтактные винтовые клеммы используются для питания и подключения динамиков. Трехконтактные винтовые клеммы используются для обеспечения аудиовхода. Мы также добавляем встроенный мини- модуль Bluetooth, потому что в настоящее время люди любят воспроизводить песни прямо со своих мобильных телефонов и, очевидно, через беспроводное соединение. Вам также необходимо вставить заглушку типа «папа-папа», чтобы ее можно было легко снимать и менять. Для питания этого модуля Bluetooth я использовал микросхему регулятора положительного напряжения LM7805, которая помогает контролировать и понижать напряжение с 12 В до 5 В.

Обратите внимание, что мне пришлось удалить часть диодного моста с печатной платы, чтобы уменьшить размер схемы с меньшим размером и сделать ее компактной. Но для источника питания трансформатора вам необходимо взять диодный мост с 4 частями 3-амперных диодов общего назначения 5408, прежде чем подавать вход в эту схему усилителя. На приведенном ниже изображении показано, как это выглядит после пайки всех компонентов.

Схема работы усилителя LA440

Когда плата будет готова, мы можем протестировать ее, напрямую подключив динамики и включив питание. Аудиовход может быть либо от аудиоразъема 3,5 мм (трехконтактный винтовой зажим), либо через наш модуль Bluetooth. Полная работа схемы усилителя продемонстрирована в обоих режимах на видео ниже. Если у вас есть какие-либо вопросы, вы можете использовать наш форум Circuitdigest, чтобы задать свои вопросы.

Советы и рекомендации по проектированию аудиоусилителя

IC LA4440 или CD4440 имеет встроенное тепловое отключение и рассеивает много тепла. Так что прикрепите хороший радиатор для продления срока службы. Кроме того, вы можете прикрепить охлаждающий вентилятор к корпусу усилителя. Это обычная проблема, когда усилитель может страдать от шума и издавать гудящий звук. Чтобы избежать проблемы с шумом усилителя звука, убедитесь, что выполнено следующее.

Радиатор имеет общий GND с отрицательными клеммами источника питания.
Для достижения наилучшего результата используйте пару больших конденсаторов на ступенях фильтра и выпрямления, например, 2200 мкФ, 4700 мкФ, 6800 мкФ или 10000 мкФ, 25 В или 50 В. Не используйте трансформаторный источник питания, поскольку он не нужен для питания от батареи.
Корпус потенциометра громкости, низких и высоких частот должен иметь общую массу с отрицательным полюсом источника питания.
Используйте металлический корпус / шкаф
Кроме того, шум зависит от хорошего заземления магистрали и должен быть подключен к шкафу.
Вы также можете использовать аудиопреобразователь для изоляции и фильтрации шума.