Перейти к содержанию

Микросхемы усилителей звука

Справочные карточки микросхем усилителей звука, которые ставят в небольшие устройства: от пищалки на плате до стереоколонки на 3 Вт. Разбираем, чем различаются классы AB и D, однотактный и мостовой выход и как читать строку выходной мощности в даташите.

Усилитель мощности звука превращает слабый сигнал — с выхода ЦАП, ШИМ микроконтроллера или звукового модуля — в ток, достаточный для динамика. Для небольших устройств выпускают готовые микросхемы, которым нужно лишь несколько внешних деталей. Как связаны напряжение, мощность и громкость в децибелах, можно посчитать калькулятором децибел, а для предварительных каскадов и фильтров берут ОУ вроде NE5532.

Карточки

МикросхемаКлассКаналовПитаниеМощностьОсобенность
LM386AB, однотактный выход14–12 В (LM386N-4: 5–18 В)325 мВт на 8 Ом при 6 Вусиление 20–200, ток покоя 4 мА
PAM8403D, мостовой выход22,5–5,5 В3,2 Вт на 4 Ом при 5 В и 10 %КПД до 90 %, без выходных фильтров

Что смотреть в даташите усилителя

Строка даташитаЧто означает
Supply voltageрабочий диапазон питания; у PAM8403 предел 6 В, и четыре свежие щелочные батарейки его превышают
Output powerмощность на заданной нагрузке при заданных искажениях (1 или 10 % THD) и питании
Load impedanceдопустимое сопротивление динамика — 4, 8, 16 или 32 Ом
Voltage gainусиление: фиксированное или задаваемое внешними элементами
Quiescent currentток без сигнала — важен при питании от батареи
THD+Nкоэффициент искажений вместе с шумом при заданной мощности
PSRRнасколько пульсации питания проникают в выходной сигнал
Efficiencyдоля мощности, которая доходит до динамика; у класса D — около 90 %

Нагрев микросхемы определяется мощностью, которую она рассеивает сама, — разностью между потребляемой от источника и отданной в динамик. При КПД около 90 %, как у PAM8403, это лишь десятая часть потребляемой мощности.

Готовятся к публикации

TDA2030

Частые вопросы

Чем усилитель класса D отличается от класса AB?

Класс AB усиливает сигнал линейно, и выходные транзисторы постоянно рассеивают заметную мощность. Класс D переключает выходные ключи с высокой частотой — у PAM8403 260 кГц — и меняет ширину импульсов, поэтому ключи почти не греются: Diodes указывает КПД PAM8403 до 87–90 %. Расплата — высокочастотные помехи, которые гасят ферритовыми фильтрами.

Как понимать выходную мощность в даташите?

Всегда вместе с условиями: напряжением питания, сопротивлением нагрузки и коэффициентом нелинейных искажений. У PAM8403 при 5 В на 4 Ом — 3,2 Вт при искажениях 10 % и 2,5 Вт при 1 %. Мощность при 10 % — это уже заметное ограничение сигнала, поэтому для оценки реальной громкости ориентируются на значение при 1 %.

Что такое мостовой выход?

Динамик подключают между двумя выходами, которые работают в противофазе, а не между выходом и общим проводом. Размах напряжения на динамике удваивается, конденсатор на выходе не нужен. У PAM8403 выходы мостовые: динамик каждого канала включают между выводами +OUT и −OUT. У LM386 выход однотактный, и динамик включают через конденсатор на общий провод.

Смотрите также