Микросхема LM1875 это высококачественный монофонический усилитель мощности низкой частоты, отдающий в нагрузку 25 Ватт. Выходной каскад работает в классе АВ. LM1875 отличается высокими звуковыми параметрами. Динамический диапазон – 90 дБ. нелинейные искажения – 0.015%, полоса воспроизводимых частот 20 – 20000 Гц. Микросхема предназначена для использования в бытовых аудиосистемах, для питания широкополосной акустики или маломощного сабвуфера.
Популярны две стандартные схемы включения LM1875. Типовая – она описана в даташите на микросхему и мостовая. Усилитель на двух LM1875 включенных по мостовой схеме способен развивать до 50 Ватт на выходе.
В этот раз мы предлагаем вам собрать усилитель по стандартной схеме. Маленькая печатная плата, минимальное количество деталей, высокое качество звука – настоящий Gainclone. Дополнительно на плате установлен диодный мост и два электролитических конденсатора большой емкости. Для питания вам нужно будет только подключить трансформатор с двумя обмотками, по 18В каждая.

Технические характеристики

Напряжение питания ±8В … ±25В

Выходная мощность 25Вт

Коэффициент нелинейных искажений при 20Вт* 0.015%

Отношение сигнал/шум 90Дб

*После 20Вт у LM1875 её довольно низкий коэффициент гармоник резко возрастает, поэтому 20Вт это значение максимальной выходной мощности для качественного усилителя.

Схема подключения

Внешний вид

Схему, проект в KiCad можно скачать в разделе техническая документация.

Это открытый проект! Лицензия, под которой он распространяется – Creative Commons - Attribution - Share Alike license. Проект выполнен в KiCad. Любые файлы доступны для скачивания.

Усилитель на базе LM3886

Усилитель на базе LM3886 был специально сделан по заказу для участия в тестах сайт. Сравнение с усилителем на LM3886 делается для того, чтобы оценить потенциал усилителя и спрогнозировать, не является ли покупка активных мониторов выгоднее, и не станет ли усилитель узким трактом при покупке пассивных мониторов аналогичного класса. В каждом активном двухполосном мониторе есть встроенный стереоусилитель, где один канал обслуживает НЧ, другой ВЧ, и в мониторах среднего уровня широко распространены усилители на базе LM3886. Усилитель на базе LM3886 сделан Ерофеевым Иваном aka Ivanuch в максимально простом исполнении, специально без выжимания максимального качества.

Принципиальная схема усилителя

Объективные замеры усилителя на базе LM3886

Амплитудно-частотная характеристика RA300

Неравномерность АЧХ близка к идеальной, отклонений практически нет.

Гармонические искажения: 4 Ом — 40 Вт, 8 Ом — 30 Вт.

Искажения достаточно низкие, гармоники высших порядков ниже 120 дБ для основного тона 1 кГц.

Гармонические искажения: 4 Ом — 40 Вт .

В области высоких частот искажения увеличиваются, но при этом высокий уровень только у второй и третьей, а у последующих гармоник амплитуда уменьшается. В целом характер искажений благоприятный.

Расчет питания сделан под 230В и при пониженном питании в сети при 210В реальная итоговая мощность уменьшается, но при этом фиксируется только на длительном тестовом сигнале. При подаче синуса на выходе сначала идет чистый сигнал (за счет запаса энергии в батареях), а как только запас израсходован — появляется клиппинг.

К слову, если делать определение максимальной неискаженной мощности в RMAA то в момент калибровки сигнала нехватка питания не проявится, но будет видна уже в результатах теста.

Общий вид записанного сигнала

Участок без искажений

Участок с искажениями

Субъективные впечатления

Звучание усилителя вполне пригодно для работы, недостатка детальности, искажений, атаки и других проблем не наблюдается. Миф о LM3886, в виде «дешевые автомобильные микросхемки ни на что не годны» не имеет никаких достоверных оснований. Единственное, что можно записать в минус — это ограничение по мощности уже самой микросхемы. Если в мониторах ближнего и среднего поля в bi-amp системах мощности хватит (из расчета двух микросхем на канал), то в отдельном усилителе этого может оказаться недостаточно. Это одна из причин, по которой LM3886 широко не используется в бюджетных усилителях.

Я бы сказал, что это просто супер простой усилитель, содержащий все четыре элемента и выдающий мощность 40 Вт на два канала!
4 детали и 40 Вт х 2 выходной мощности Карл! Это находка для автолюбителей, так как питается усилитель от 12 Вольт, полный диапазон от 8 до 18 Вольт. Его можно запросто встраивать в сабвуферы или акустические системы.
Все сегодня доступно благодаря использованию современной элементной базы. А именно микросхеме - TDA8560Q.

Это микросхема фирмы «PHILIPS». Ранее была в ходу TDA1557Q, на которой можно также собрать стерео усилитель с выходной мощностью 22 Вт. Но её в последствии модернизировали, обновив выходной каскад и появилась TDA8560Q с выходной мощностью 40 Вт на канал. Также аналогом является TDA8563Q.

Схема автомобильного усилителя на микросхеме

На схеме микросхема, два входных конденсатора и один фильтрующий. Фильтрующий конденсатор указан с минимальной емкостью 2200 мкФ, но лучшем решением будет взять 4 таких конденсатора и запараллелить, так вы обеспечите более стабильную работу усилителя на низких частотах. Микросхему нужно обязательно устанавливать на радиатор, чем больше, тем лучше.

Сборка простого усилителя

Также можно увеличить в схеме число компонентов, повышающих надежность при эксплуатации, но не принципиально.

Тут добавилось ещё пять деталей, объясню для чего. Два резистора на 10 К Ом уберут фон, если к схеме идут длинные провода. Резистор 27 К Ом и конденсатор 47 мкФ дают плавный пуск усилителя без щелчков. А конденсатор 220 пF отфильтрует высокочастотные помехи идущие по проводам питания. Так что я рекомендую доработать схему этими узлами, лишним не будет.
Хочу ещё добавить, что усилитель развивает полную мощность только на нагрузке 2 Ома. На 4 Ом будет где-то порядка 25 Вт, что тоже очень неплохо. Так что нашу советскую акустику раскачает.
Низковольтное, однополярное питание дает дополнительные плюсы: использование в автомобильной акустике, дома же можно питать от старого компьютерного блока питания.
Минимальное количество компонентов позволяет встраивать усилитель в замен старому, вышедшему из строя, на микросхеме других марок.

При создании мультимедийного центра на базе персонального компьютера мною был изготовлен простой и качественный стереофонический усилитель на LM3886 (УМЗЧ для начинающих радиолюбителей) с выходной мощностью по 50 Вт на канал. Свой выбор на LM3886 я остановил, изучив описания и положительные отзывы радиолюбителей на форумах. LM3886 выпускается в двух вариантах: с минусом питания на корпусе (LM3886T) и с изолированным корпусом (LM3886TF). В первом случае желательна электрическая изоляция микросхемы от радиатора.

Эта микросхема обладает очень хорошими параметрами:

Диапазон питающих напряжений от 18 (+-9) до +-42 В;

Номинальная выходная мощность более 68 Вт при Кг 0.1%;

Пиковая выходная мощность до 135 Вт;

Внутреннее ограничение тока 7…11.5 А;

Коэффициент гармоник на мощности 60 Вт не более 0.03%;

Интермодуляционные искажения не более 0.01%;

Скорость нарастания выходного сигнала 8…19 В/мкс;

Полоса усиления 2…8 МГц;

Соотношение сигнал/шум до 110 дБ.

Выходная мощность этой микросхемы ограничена лишь тепловыделением. Безопасный для выходных транзисторов долговременный ток позволяет получить выходные мощности ~68 Вт, а внутреннее ограничение тока (не менее 7 А) защищает микросхему от короткого замыкания на выходе.

В результате макетирования УМЗЧ наиболее приятной на слух оказалась схема с инверсным включением LM3886.

Возможным недостатком данной схемы может быть низкое входное сопротивление равное 10 Ком. Но если учесть, что выходное сопротивление современных звуковых карт редко превышает 4 Ком, это становится преимуществом (низкой чувствительностью к наводкам на соединительные провода). Номинал конденсатора С1 может быть в диапозоне 2 - 4,7 мкФ.

Второй канал стереофонического усилителя собран по этой же схеме.

Схем блока питания усилителя приведена ниже.

Плата усилителя спроектирована с помощью программы Sprint-Layout 6.0. Размер платы 46 х 33 мм.

Изготовлена плата по ЛУТ-технологии.

Из спортивного интереса решил провести замеры искажений LM3886 в зависимости от выходной мощности.

Результаты измерений представлены ниже:

На графике видно, что спектр гармоник достаточно длинный, а уровень гармоник высших порядков практически не зависит от выходной мощности. Тем не менее их уровень оказался менее 120 Дб, т.е. для большинства звуковых карт он просто окажется за уровнем шумовой полки.

Личный опыт показал, что с использованием интегральной микросхемы LM3886 можно собрать очень простой и весьма качественный усилитель мощности звуковой частоты, который удовлетворит запросы большинства начинающих радиолюбителей.

Вложение : 255,28 KB (Скачиваний: 1432)

Хозяин сайта некий Linkor — человек творческий настолько, что иногда сам не знает что творит! Так вот, друзья, не верьте всем его обещаниям насчет, цитирую: «Мягкое, детальное и чистое звучание, прекрасная передача вокала, сцены и объема, простая конструкция, не требует настройки».

Это, так сказать, присказка. Сказка будет впереди.

Связался как-то со мной по электронной почте давний клиент (у него успешно работает усилитель для наушников, переделанный мной) и попросил доделать полностью собранный и готовый к установке в корпус (это по словам другого радиолюбителя, у которого будет куплен готовый комплект плат и трансформаторов) усилитель на микросхеме LM3886 . Почитав объявление в форуме о продаже и описание комплекта, где автор говорил: «Усилитель гибридный 2×40Вт Corsair LM3886+6Н23П ЕВ готов к установке в корпус, но требуется добавить фильтр в БП для устранения фона лампы и немного увеличить время включения нагрузки», я решил взяться за эту небольшую работу. Тем более, что на сайте уважаемый Linkor об этой своей разработке пишет: «Corsair — долгожданный гибридный усилитель на основе двойного триода и LM3886 в инвертирующем включении с Т-образной ООС. Позволяет получить великолепный звук, не похожий ни на что. Очень понравится любителям лампового звука и музыки, заполняющей собой все сознание. Схема проста и не требует настройки. Еще никогда такого качества звучания нельзя было добиться так просто.» Правда последние слова меня несколько насторожили, но я взялся за эту работу.

Как же я ошибался! Я, видимо, доверчивый человек! Потому что как последний лох повёлся на восторженные АВТОРСКИЕ отзывы!

Пока посылка с полусобранным усилителем шла ко мне, я изучил схему сего творения и пришел в ужас, честно говоря. Как это может хорошо работать?!!! WTF???!!!

Поясню. Идея проста. Включить LM3886 в инвертирующем варианте (так действительно лучше и так рекомендует делать производитель микросхем). Но тогда возникают вопросы с входным сопротивлением. Для разгрузки усилителя нужен входной буфер. Обычно его делают на микросхеме ОУ, но лампа — тоже вариант. Теоритически все верно. Но вот практическая реализация в этой схеме просто ужасна.

Катодный повторитель — классика жанра. Но, во-первых, какого черта автор запитал лампу так криво? При таком низком анодном напряжении и токе, как в этой схеме, мы попадаем в самую кривую часть ВАХ! Ответ я нашел на форуме vegalab.ru. Оказывается, что это было нужно для благозвучных ламповых искажений! OMG и LOL!

Во-вторых, зачем эта дурацкая Т-образная обратная связь? Она совершенно не нужна здесь. А коэффициент усиления под 60? Это зачем? Ловить все наводки в округе?

Третий аккорд этой печальной песни. Блок питания.

Зачем выпрямлять и стабилизировать накал для такой лампы как 6Н23П? Это же лампа косвенного накала. При питании от переменки достаточно «упереть» накал в землю через два резистора Ом на 100-150. И все.

Более того, в готовой конструкции стаб. работал в кривом режиме, выдавая под нагрузкой не 6В, как положено, а лишь 5,5В. В такой ситуации и стабилизатор «шумит» и на лампе недостаточное напряжение накала. (За это я и не люблю фиксированные по вольтажу микросхемы-стабилизаторы. Предпочитаю LM317 и им подобные. Там можно настроить все и вся.) И последнее, 10000 мКф на плечо в таком стабилизаторе — маловато.

В-четвертых, схема задержки включения УМ.

В оригинальном варианте она работала стабильно, но включала динамики слишком рано, до окончания очень жестких переходных процессов в катодном повторителе. Если так подключить усилитель к динамикам, то с большой долей вероятности динамики попросту сгорят. Резистор R1 нужно увеличивать по номиналу раза в два.

Что мы имеем в итоге? При включении схемы в таком варианте — неистребимый фон в динамиках, отвратительный по качеству звук и возможность спалить колонки!

В результате пришлось переделать практически всю схему.

Катодный повторитель был полностью изменен. Я его рассчитал сам, но для желающих повторить — вот готовые варианты с сайта vegalab.ru, разработанные Yury Novikov с его же пояснениями:

«Вот три версии катодного повторителя на 6н23п, с разными вариантами смещения, в порядке усложнения. Первая со смещением от делителя в сетке. Просто, мало деталей, но и по параметрам попроще других. Вторая с делителем в катоде. Посложнее, но за счет дополнительного конденсатора-шунта имеет параметры получше. Можно играться со звуком подбирая шунтирующие конденсаторы разных типов. Третья со смещением от батарейки имеет лучшие чем у первых двух частотные и фазовые свойства (и звук по опыту тоже), и меньшее выходное сопротивление, но дает ослабление примерно в 3 дБ (первые две дают меньше 1 дБ ослабления).

Т-образная обратная связь — удалена. Обвязка микросхемы была сделана точно по техническому описанию производителя. (Хороший вариант описания выложен .) Коэффициент усиления был уменьшен до 20.

В блоке питания микросхемы емкость фильтрующих конденсаторов была повышена до 26800 мКф на плечо (в «конструкторе», что прислали мне в каждом плече БП было всего по 6800 мКф). Анодное питание было повышено до 130В, и добавлены фильтрующие ёмкости. Плюс, в цепи анодного питания был поставлен электронный дроссель на полевом транзисторе. (Это еще больше сгладило синус и позволило задать плавную подачу напряжения на анод лампы.)

Выпрямитель и стабилизация накала были убраны за ненужностью.

В результате удалось практически минимизировать наводки по питанию. Схема заработала устойчиво и согласованно. Полностью избавиться от сетевых наводок не удалось только потому, что новый катодный повторитель собран на оригинальной плате. Я бы из разделил и собрал ламповую часть отдельно навесным монтажом. Но это потянуло бы за собой дополнительные переделки.

Несколько фотографий исходного варианта и завершенной конструкции.

Это то, что пришло ко мне по почте.

Усилитель был помещен в корпус от старого кассетного магнитофона. Таков был договор с заказчиком. Я бы, конечно, сделал корпус другим. В конечном варианте на корпус надет кожух, и естественно, поставлена передняя панель.

И напоследок еще раз процитирую господина Linkorа: «Подытожив: Этот усилитель предназначен для музыки, а не для измерительных комплексов. Его объективные свойства сомнительны, однако его звучание и динамический диапазон настолько завораживают, что при слове „векторный измеритель нелинейных искажений“ хочется плеваться.»

Скажу от себя: это просто смешно, господин Linkor!

P.S. Ну а звук. Вполне нормален звук. Хорошее микросхемное звучание. Вот правильная оценка.