Одноплатные усилители мощности звуковой частоты D-класса (подборка с Алиэкспресс): маленькие, но сильные!
Усилители D-класса имеют по крайней мере одно неоспоримое и очень важное преимущество: высокий КПД, достигающий 90% и более.
Такой КПД позволяет создать в малых габаритах очень мощные усилители.
Однако же, среди мировой радиолюбительской общественности не утихают споры: а не потерялось ли одновременно с повышением КПД качество звука?
Некоторая потеря качества не исключена, поскольку в большинстве мощных усилителей должны стоять фильтры; а они повышают выходное сопротивление в области высоких частот и могут искажать АЧХ (подробности — по ссылке, сторонний ресурс).
И всё-таки, усилители D-класса при грамотном схемотехническом построении и достаточно высоком качестве источника питания способны дать очень высокое качество звука, достойное класса Hi-Fi.
Немного терминологии, применяемой далее:
SE (Single Ended) — обычный ШИМ-выход в усилителе D-класса;
BTL (Bridge-Tied Load) — схема с мостовым выходом (два SE-выхода в противофазе по звуковой частоте);
PBTL (Paralleled Bridge-Tied Load) — параллельное соединение выходов BTL, работающих синхронно.
Мощность усилителей в этой подборке указана согласно документации (datasheet) на применённые микросхемы; но надо сказать, что далеко не всегда номинальную мощность из них удаётся «выжать». А уж фантазии продавцов на Алиэкпресс в отношении мощности вообще не знают границ. 🙂
Цены указаны в долларах (т.к. цены в рублях быстро становятся недействительными) и в дальнейшем могут меняться в любую сторону. Но на распродаже 11.11 они, скорее всего, на несколько процентов упадут.
Одноплатные УНЧ на основе микросхемы TPA3116D2
Микросхема TPA3116D2 работает в мостовом режиме и оказалась настолько удачной и универсальной, что если бы других микросхем усилителей класса D не существовало бы, мир не сильно обеднел бы. 🙂
Микросхема может работать в широком диапазоне питающих напряжений (4.5 — 26 В), развивает на нагрузке 4 Ом мощность до 2*50 Вт (U пит.=21 В); а также может быть сконфигурирована в одноканальном режиме (мощность 100 Вт).
На Алиэкспресс предлагается множество вариантов одноплатных усилителей на основе этой микросхемы.
Существуют и варианты с 2-3 микросхемами TPA3116 на борту, предназначенными для построения усилителей конфигурации 2.1 и выше.
Вместе с тем надо напомнить о «щедрости» китайских производителей, которые запросто могут присвоить усилителю 2*50 Вт мощность 2*120 Вт.
Одноплатные УНЧ на основе микросхемы TDA7498
Микросхема TDA7498, в отличие от предыдущей (TPA3116D2), предназначена для работы с более высокоомными нагрузками и при более высоком напряжении питания, которое может составлять 14 — 39 В.
Предельная мощность на нагрузке составляет до 2*100 Вт (U пит.=36 В, Rн=6 Ohm).
«Грабли» при применении этой микросхемы заключаются в том, что её производитель не гарантирует работоспособность при нагрузке 4 Ом (может срабатывать защита по току); рекомендуется нагрузка 6 или 8 Ом.
Тем не менее, китайские продавцы сплошь и рядом пишут, что усилитель якобы работает с нагрузкой от 4 Ом. Будьте бдительны!
Одноплатные УНЧ на основе микросхемы TPA3110 (TPA3110D2) 2×15 Вт
Когда от усилителя не требуется мощность, сокрушающая стены, то можно применить и более простые решения, например, на основе микросхемы TPA3110 (aka TPA3110D2).
Микросхема может развить мощность 2×15 Вт или 1×30 Вт в монофоническом PBTL режиме (в последнем случае для стереоусилителя потребуются две платы).
В монофоническом режиме за счет параллельного соединения каналов одновременно ещё больше становится КПД.
Одноплатные УНЧ на основе микросхемы TPA3255
Микросхему TPA3255 (она же TPA3255D2) можно назвать легендарной.
Заслужила она это своими характеристиками: официальная выходная мощность (суммарная по всем каналам) заявлена на уровне 600 Вт!
Другое дело, что мне, например, не попадалось обзоров, где эта цифра подтверждалась бы. Но даже при отдаче половины мощности эта микросхема — крайне мощная.
Кроме того, возможна её гибкая конфигурация — она может работать как 4-канальная (4 канала SE), 3-канальная (2 канала SE и один канал BTL), двухканальная (2 канала BTL) и одноканальная (1 канал PBTL). Конфигурация задаётся при разводке платы и не меняется.
Недостаток каналов SE — в том, что они требуют наличия на выходе разделительного электролита, что ухудшает работу на низких частотах и увеличивает габариты усилителя.
При работе с высокой мощностью весьма рекомендуется принудительная вентиляция.
Одноплатный УНЧ на основе микросхемы TDA8954
Все ранее рассмотренные микросхемы были в той или иной степени «идеологической» копией друг друга и не предлагали ничего оригинального.
А вот микросхема TDA8954 — «не такая, как все».
Её главное отличие — в том, что она работает от двухполярного питания!
А в этом есть два «плюса».
Первый: питать микросхему не обязательно от стабилизированного источника питания, можно и от трансформатора с отводом от средней точки во вторичной обмотке.
Второй: по постоянно циркулирующим в радиолюбительских кругах слухам, схемы с двухполярным питанием в принципе дают лучшее качество звука, чем с однополярным.
Микросхема может быть сконфигурирована как двухканальная с каналами SE (2*210 Вт), либо как одноканальная BTL с мощностью 420 Вт (задаётся при разводке платы).
Перечисленные в подборке микросхемы — самые популярные, но в природе есть и много других, ничуть не хуже.
Можно упомянуть, например, TAS5630 (2*300 Вт, Texas Instruments), TPA3118D2 (2*30 Вт, не требует теплоотвода, Texas Instruments), PAM8610 (2*10 Вт, не требует теплоотвода, Diodes Inc.).
Применение усилителей класса D позволяет не только уменьшить массу и габариты аппаратуры, но и сократить потребление энергии (что очень важно для аппаратуры на автономном питании).
В тех случаях, когда в составе платы усилителя нет темброблока, есть смысл задуматься о его приобретении или сборке.
Это позволит добавить звуку окраски на низких и высоких частотах, или, попросту говоря, исправить типовые недостатки средних и дешевых звуковых колонок.
Потребуются также и корпуса для сборки полностью всей конструкции; их тоже можно подобрать и приобрести на Алиэкспресс.
Если перечисленные в подборке одноплатные усилители у других продавцов найдутся дешевле, то тоже можно брать — товар одинаковый (но надо следить за стоимостью доставки — она не всегда бесплатная).
Первый взгляд на TPA3255
В последнее время класс D шагает семимильными шагами пытаясь сбросить с пьедестала заслуженно отвоевавшие место под аудиосолнцем аппараты AB и А классов. IcePower, Hypex и тд — эти модули усиления у мнгих на слуху. Последнее, что привлекло мое внимание — это новый чип TPA3255 (300+300 ват). Мне понравилась и презентация и характеристики, только в виде законченного продукта такой усилитель в классе Д купить не удалось, и я преобрел плату на TPA3255 схожую с референсным дизайном.
На фото ниже референсный дизайн от Texas Instruments:
А вот китайский аналог на TPA3255:
Плата большая (15см х 9 см) и тяжелая.
Характеристики китайской платы усиления:
Работа: Класс D
Ток покоя: 60mA
Эффективность работы:> 90%
Выход Мощность:
315 Вт/4ом, искажения 10%
185 Вт/8ом, искажения 10%
260 Вт/4ом, искажения 1%
150 Вт/8ом, искажения 1%
Частотный диапазон: 20 Гц до 20 кГц
Динамический диапазон:> 100 дБ
Сигнал к шумоподавлению: (snr)> 111дб
Рабочее напряжение: DC50V
Размер печатной платы: 148*92 мм
Оригинальный TPA3255
Конденсаторы используют название бренда ELNA, емкость 3900 мкФ/100 В * 2
DC35-50V
Не может превышать 50 В
Сила тока более 7.5A
Вы возможно скажите, что 10% искажений это очень много.
Но смотрите
315 ват = 10%
260 ват = 1%
Ну то есть можно легко сопоставить, что уменьшение мощности на 17% дает уменьшение искажений в 10 раз. Окей. Проинтерполируем.
217 ват = 0,1%
217-17%=180 ват = 0,01%
180-17%=150 ват = 0,001%
и тд.
Поняли, почему я говорил об отличных характеристиках?
В даташит указано следующее:
ltra Low 0.006% THD+N at 1 W into 4Ω and
27 Комментарии
Александр добрый вечер. В итоге плата синяя или черная?
Усилитель для сабвуфера на TPA 3116, есть ли смысл ставить…
Добрый день!
Вот и нашел время рассказать о реализации усилителя для сабвуфера.
Как обычно решил нестандартно заморочиться. Захотелось проверить в действии китайский мини усилитель на чипе tpa 3116. Подкупает его маленький размер и высокий КПД.
Тк это эксперимент, то купил 2 разных.
Второй претендент 100 Вт при 24 В без ФВЧ, поэтому взял комплектом усь+фвч за 11$
Так же понадобится преобразователь напряжения за 4-5$
Далее подключаю 1 вариант дома по схеме, все контакты подписаны, включаю блок питания — преобразователь — динамик. В качестве источника звука порезал кабель Джек и подключил к телефону.
В результате убеждаюсь, что ФНЧ в этом усилителе отсутствует, покрайней мере низкочастотник поет а не бубнит, но усиливает хорошо, динамик номиналом 75 и макс 150 Вт раскачивает даже на половине мощности. Понимаю, что дома объем отсутствует иду подключать в машине. Для этого решил разместить усилитель за бардачком возле мотора отопителя.
Результат не обрадовал, при подключении источника звука от магнитолы из динамика раздается жесткий фоновый шум, завожу машину, а шум еще сильней. Разочарованный иду курить интернет. Основными причинами являются:
1. Кабель Rca (звуковой). Либо плохого качества либо рядом с силовым кабелем принимает наводки.
2. Земляная петля (подключение минуса усилителя и магнитолы в разных местах).
3. Подключение плюса магнитолы и усилителя так же от разных точек.
4. Отсутствие массы или не исправность выхода rca из магнитолы. (Частая болезнь peoneer).
Это основные проблемы, есть еще некоторые, но мне помогло решение этих четырех.
Первым делом проверил проблему по питанию, снял аккум с шуруповерта и подключил, шум в динамике пропал, дальше подключаю rca, шум появляется опять.
Делаю вывод, что проблема в звуковом кабеле или в выходе магнитолы. Ставлю другой провод, не помогает
Беру бубен, паяльник, ответрки и разбираю магнитолу, припаиваю звуковой кабель прямо к плате магнитолы, подключаю — один хрен фонит.
Плюю на этот усилитель и решаю продолжить эксперимент со вторым. Пока магнитола снята, принимаю решение об изготовлении качественного rca кабеля. Курю интернет и прихожу к выводу, что при наличии хорошего микрофонного кабеля и хорошего штекера, соответственно правильной пайки земли к экрану со стороны усилителя, а не источника звука, можно изготовить отличный rca, не хуже по качеству, чем их более чем в 10 раз дорогие, но готовые аналоги.
И так покупаю метр хорошего микрофонного кабеля, хороший штекер все аж за 3,5$, беру паяльник и паяю по схеме, чтоб минус не пересекался с экраном на штекере от магнитолы, но соединялся на входе усилителя.
Чтоб не рассовывать в блоки в разные места решил смонтировать их на одной площадке, при этом чтоб можно было быстро добраться до регулировки. Для настройки системы важно находиться в салоне, а не бегать в багажник туда сюда, кто настраивал так звук, поймет. Нашел место за бардачком, так, чтоб его можно было откинуть, как для смены салонного фильтра и легко дотянуться до регуляторов частоты и входного сигнала.
Далее нужно сделать, чтоб этот усилитель включался вместе с магнитолой, ведь на нем отсутствует отдельный remote вход. Так же во избежании наводок от бортовой сети нужно подключить минус и плюс магнитолы и усилителя от одной точки. Принимаю решение подключить питание напрямую к ранее подключенному усилителю на динамики. Опять разбираю блок климата и добавляю проводов.
Запуск усилителя для саба полключаю через обычное автомобильное реле плюс на запуск которого беру от remote который идет с магнитолы при включении.
Теперь все включается как надо, наводок от бортовой сети нет. Скачал программу генерации низких частот, настроил на работу усилителя до 150 Гц. Протянул кабель 2×1.5 по правому порогу к динамику и все собрал.
Сам усилитель где-то 75-80 Вт выдает, сказать, что динамик прям выпрыгивает нет, но в купе со всей системой работает хорошо. Сам усилитель дает еле слышный шум, который при паузе на магнитоле и заглушенном двигателе чуть чуть слышен. Если бы саб был в багажнике, то не было бы слышно совсем, при езде или включенной музыке так же не слышно, но беспокойная голова дает рукам команду сделать дополнительный выключатель и регулятор громкости усилителя.
Для этого покупаем переменеый резистор 10 КОм и маленкий тумблер, провод 3 жильный (я взял 4 жильный 4×0.22 для сигнализации и просто 4 жилу вытащил и все).
Выпаиваим из усилка подстроечный резистор, он там один, припаиваем переменный на проводе, у меня это 55 см. Берем пластиковый инструмент для разборки консоли у рычага АКПП и врезаем эту схему рядом с розетками. Кстати у меня там вольтметр и 2 USB зарядки, тк не смог объяснить логику двух прикуривателей рядом. Микровыключатель плдключаем к массе на питание реле.
Что имеем в итоге: все заработало, тк слушаю разные записи, в основном из интернета, то и интенсивность саба разная, имею возможность его регулиррвать или вовсе отключать. 8 дюймовый динамик раскачивает хорошо ( а вот 12 дюймов 500Вт даже не пытайтесь, уходит в защиту), после часа работы радиатор усилителя даже не нагрелся. Насколько он надежен покажет время.
Потратил 25$, не считая того усилка, который не установил, по сути это стоимость б/у 2 канального усилка, который будет менее прихотлив к питанию, но больший по размерам. Тут каждый сам решает, мне было интересно проверить. Пока оставляю так.
Tpa3255 или tpa3116 что лучше
Добавлено (13.11.2017, 20:26)
———————————————
emedia4u, по TPA3255 на каком ОУ остановились и в чём заключалась доработка фильтров если можно по подробнеее ответ можно и на fertovoi@mail.ru
Это больше зависит от применения.
IRS2092 у меня работает на концертах на профессиональную акустику типа JBL. Работает часами на полную мощьность и не греется.
TPA3255 больше подходит, на мой взгляд, для домашних театров высокого качества.
Его достоинства больше раскрываются в небольших помещениях, где слушатель сидит не очень далеко от акустики и может оценить динамическое разрешение и мелкие ньюансы в музыке.
Artificial intelligence is no match for natural stupidity.
Соглашусь, что данный усилитель очень интересный, музыкальный и бас действительно как мышцы Шварцнегера в лучшие годы! Ограничивал его однозначно копеечный цап, пусть и герой своего бюджета. Ему бы добавить функционала, а то 2 выхода на АС для цифрового усилителя как-то скромно, и приличный корпус, но тогда цена вырастет и на сколько бог его знает.
Как знающий человек, я вам отвечаю, что это полная ерунда!
Динамики палят люди, а не Д-ампы.
Artificial intelligence is no match for natural stupidity.
| alpetr2003 | Дата: Вторник, 30.01.2018, 19:44 | Сообщение # 614 |
 | alpetr2003, о, как вы быстро ответили, спасибо. Читаю форумы, наши и западные, посвященные цифровым усилителям. Немного разбегаются, конечно, глаза. Устройств приличное количество поднакопилось т д классы, прямое усиление. TPA5613 TPA3116 TPA3255 TDA7498 TDA7292 IRS2092 acepower наверняка что-то упустил из достойного. Плюс линейка цифровых трактов d802 v200 D8 ad18 и пр. подороже. Хотелось заняться сбором чего-то перспективного, чтобы усилия не пропали даром, а получилась железяка с высокими характеристиками, но выбор. )) По FDA, я так понимаю, все они звучат примерно одинаково плюс минус. 802 по отзывам, имеет высокое разрешение, но чутка ярок и легковесен, v200 имеет сбалансированный характер и хор. контроль низов, но сглаживает детали. Сам не слышал, но вот такие выводы нашел в сети. Хотел понять на сколько далеки по звучанию FDA от того же TPA3116 + es9028q2m (или какой другой подобный комплект) решения выбраны бюджетные, потому как дорогие и так известно что звучат замечательно )) Как к примеру, купи себе айспавер и сабру в хорошей обвязке и слушай наслаждайся. ОтветыСамый простой способ ответить на Ваш вопрос-сравнить звучание «цифровой Китайской коробочки» с полноформатным аналоговым усилителем, Denon PMA-720 на Ваших АС, Onkyo я бы не стал рассматривать в силу слишком специфичного звука в связке с Варфами. Если Ваши Варфы хорошо прогреты, то долго сравнивать не будете, разница будет заметна сразу. Когда-то и у меня были Wharfedale diamond. Покупка стереоусилителя привела к нежеланию прослушивания на них музыки и скорой замене. Это к тому, что вопрос комплексный. Кино нужно смотреть на ваших diamond-ах, а под музыку следует брать планку выше. Так же не стоит забывать, что большинство ныне имеющихся в нашем распоряжении записей собирались на транзисторниках АВ класса в расчете на воспроизведение именно на таких же. Поэтому звук не будет соответствовать изначальной задумке, хорошо это или плохо вопрос третий. и кстати, существенно улучшить звук можно выкинув ваш пред вот послушайте без него, каша вся и уйдёт Вы точно угадали. У меня перед глазами стояли 6490, когда я это писал.) Добрый день, подскажите, а какая из этих коробочек пойдет для усиления сигнала с магнитофонного выхода Радиотехника-301м? Лично я не силён в советской технике, но, если я верно понял, то фонокорректор ему не нужен, а линейный выход имеется (крайний слева, если смотреть сзади), поэтому подойдёт абсолютно любой полный усилитель (в том числе, и из упомянутых выше), ну и в таком случае усиление уже нужно подбирать более конкретно под определённую АС. Кабель с выходом на 2 RCA (хотя встречаются усилители и со входом типа Jack 3,5 мм, но я бы смотрел усилки с RCA-входами) придётся изготовить самостоятельно, только уточните в инструкции распиновку штекера. Спасибо за ответ, смутило разделение ТСом этих коробочек на пред и мощник. Я очень далек от hi-fi. Wharfedale diamond 225 мои первые пассивные колонки, а китайские коробчки взял потому что они очень дешевые + у них хорошие отзывы. Но конкретного ответа я так и не нашел. Есть ли смысл тратить в 4 а то и в 5 раз больше денег ради усилителей именитых брендов остается загадкой) У меня Cambridge Audio Azur 540A v.2 с 220-ми вполне прилично играл. Стоит сейчас в среднем 10 тыс. В звуке всего хватает. Источник СД плеер или дешевый ЦАП. Ни усилитель ни колонки выше головы не прыгнут. Вместе с тем, сравнивал (носил) усилитель вживую с ямахой 201, 301, онкио 9010. Хотел сменить на что-то посвежее. Продавцы только посмеялись когда я его принес для сравнения с этими новыми усилителями. Для интереса подключали новый кембридж CXA60, подача звука очень близка, только он стоит 70 тыс, ну да и есть встроенный цап. Когда покупал эти варфидейл мне понравились с маранц 510 и денон 520 больше чем с ямахой (модель не помню, но выше классом чем 201, 301) Только авторизованные пользователи могут отвечать на вопросы, пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь. |