Nízkofrekvenční zesilovač (ULF) na čipu TDA7250. Domácí audio zesilovač na čipu Nízkopříkonové zesilovače a desky plošných spojů

TIŠTĚNÝ SPOJ

Dlouho jsem o desce nepřemýšlel, k dispozici byly všechny desky jednotlivých bloků, bylo potřeba pouze přenést všechny šablony na fólii sklolaminátu a naleptat. Soubory desek a schémat. Šablony byly po krátkém výpočtu aplikovány na společnou desku. Na tento proces jsem použila známou, každá šablona se žehlila 90 sekund, je potřeba ji zažehlit opatrně, aby toner pevně přilnul k fóliovému povrchu textolitu a při sejmutí papíru se neodlepoval.

Dále nechte textolit 5-10 minut vychladnout, poté opatrně odstraňte papír. Nejprve musíte desku vložit do nádoby s vodou a počkat několik minut, poté opatrně odstranit papír. Reagencie na leptání jsem ve městě nenašel, musel jsem hledat alternativu. Alternativní řešení se skládá ze tří hlavních složek - peroxid vodíku , kyselina citronová A stolní sůl .

Na mé palubě bylo obecně utraceno 12 lahviček peroxidu vodíku (3% roztok peroxidu vodíku, každá lahvička 100 mg) - zakoupeno v lékárně 12 balení kyseliny citrónové (balení - 40 mg) - zakoupeno v obchodě s potravinami 9 lžiček stolní soli - ukradeno z kuchyně mého vlastního domu. Všechny složky se míchají, dokud se sůl a kyselina citrónová zcela nerozpustí.

Vzhledem k velkému rozměru desky byly potíže s nádobou, ve které byl lept plánován. I zde jsem se rozhodl jít po alternativě. V obchodě byla zakoupena igelitka, kterou jsem umístil do krabice od jakéhosi přehrávače, deska do takové "nádoby" perfektně pasovala. Nalil roztok a celou věc postavil na slunce.

Celý proces leptání netrval déle než hodinu. Docela prudká reakce, takže je třeba provádět na čistém vzduchu. Dále je třeba vymazat toner. K tomu použijte čisté (nebo ne) hadry a aceton. Již hotová deska musí být důkladně omyta teplou vodou a poté vysušena fénem.

Dalším problémem je likvidace roztoku, počínal jsem si barbarsky, že jsem celý roztok vypustil do kanalizace, když uděláte totéž, dejte pozor, aby nikdo neviděl, jinak zaplaví ekologové, v mém případě tento problém nevznikl, jelikož jsem sám ekolog ( lol ).

Dále už musíte začít vrtat díry, ale je jich hodně, hodně. Polovinu otvorů jsem vyvrtal 3kilogramovým vrtákem, pak speciálně pro tento nápad v aukci ebay byla zakoupena minivrtačka s veškerým vybavením. Při vrtání jsem použil 0,8mm vrtáky pro malé součástky (odpory, kondenzátory, mikroobvody atd.), 1mm vrtáky pro větší (výstupní tranzistory zesilovače, výkonové diody) a 5mm vrtáky pro přívody vinutí pulzního transformátoru.

Již vyvrtanou desku je potřeba pocínovat. K tomu potřebujete stowattovou páječku, borovicovou kalafunu a samozřejmě cín. Doporučuji vám, abyste během tohoto procesu nosili masku, kouř z kalafuny není toxický, ale tvoří se zde celý oblak kouře, za takových podmínek je docela obtížné dýchat. Lesklá cínová vrstva dodává desce s plošnými spoji krásný vzhled a chrání měděné stopy před oxidací. Teprve po dokončení tohoto procesu máme kompletně hotovou desku plošných spojů a nyní můžeme S pozdravem - AKA KASYAN.

Diskutujte o článku DOMÁCÍ ZESILOVAČ - SCHÉMATA A TIŠTĚNÉ DESKY

Soutěž radioamatérů pro začátečníky
„Návrh mého amatérského rádia“

Soutěžní návrh začínajícího radioamatéra
„Nízkofrekvenční zesilovač na čipu TDA7384“

Dobrý den, milí přátelé a návštěvníci stránek!
Představuji Vám první soutěžní práci (druhé soutěže webu) začínajícího radioamatéra Ruslana Volková:

Nízkofrekvenční zesilovač na čipu TDA7384

Zdravím všechny radioamatéry!

Představuji Vám své první dílo:
„Nízkofrekvenční zesilovač na čipu TDA7384“

ULF je vyroben na integrovaném obvodu TDA7384 obsahujícím čtyři identické ULF po 40 wattech.

Specifikace zesilovače:
Napájení ……………….9-18 V
F výstup………….20-20000Hz
odpočívám ………………. 250 mA
já zápory. max 10A

Připájel jsem mikroobvod z rozbitého rádia Kenwood, nepamatuji si, který model. Pro začátek jsem našel datový list k TDA7384 na „internetu“. Pak jsem se rozhodl, kde tento zesilovač použiji, a přistoupil jsem k nápadu.
Nejdříve jsem ze starých desek připájel potřebné díly, na internetu jsem pak našel plošný spoj TDA 7384.lay a pustil se do práce.

Obvod nízkofrekvenčního zesilovače na TDA7384:

Obvodová deska zesilovače ve formátu .Lay:

Konstrukčně je zesilovač vyroben na desce plošných spojů z fóliového sklolaminátu. Konstrukce umožňuje připojení zesilovače jak ke stereofonnímu zdroji s následným rozdvojením každého kanálu, tak ke zdroji quadra.
Ke vstupu 1, vstupu 2, vstupu 3, vstupu 4 musí být připojen quad zdroj.
Stereo zdroj je připojen k uzavřeným kontaktům Vstup 1/Vstup 2 a Vstup 3/Vstup 4:

Schéma zapojení zesilovače v režimu „Stereo“.

Mikroobvod musí být instalován na chladiči o ploše nejméně 400 metrů čtverečních. cm nebo 150-200 m2. vidět s chladičem!
Po splnění výše uvedených podmínek jsme získali takovou desku s chladičem a chladičem ze starého PC:

Deska nedopadla moc dobře, dělal jsem to pomocí tiskárny, žehličky a chloridu železitého.

Vstup stereo zesilovače (připojený na sepnuté kontakty Vstup 1/Vstup 2 a Vstup 3/Vstup 4), výstup - kvadrafonický (nutno připojit ke vstupům Vstup 1, Vstup 2, Vstup 3, Vstup 4), malá zástrčka - napájení chladiče = 12 voltů:

Nyní pro něj musíme najít 12voltový zdroj energie. Použil jsem počítačový zdroj, protože je poměrně výkonný a zabírá málo místa.

Odstranil jsem všechny nepotřebné vodiče, nechal 12 voltů - žlutý vodič (mám červený) a spustil PSU - zelený vodič:

Připojil jsem PSU k zesilovači, nic nekouřilo, takže vše proběhlo správně, můžete zkusit připojit reproduktory (vzal jsem zvukový signál z PC):

Přední: zadní:

Připojeno, vše fungovalo, Hurá!!! Ale hlasitost předních a zadních reproduktorů se liší, co mám dělat?

Při kopání na „internetu“ jsem našel obvod předzesilovače na čipu K157UD2, lze jej nahradit K157UD3:

Nakreslil jsem budoucí desku na list papíru A4 s výběrem potřebných detailů:

Poté jsem naskenoval a upravil v Paint Net, stalo se toto:

Myslím, že to nedopadlo hůř než v jiných programech. Tato metoda bude užitečná pro ty, kteří nemohou pracovat v programech určených pro rýsovací prkna.
Zde je to, co jsem dostal:

Deska dopadla o něco lépe než ta předchozí, myslím, že je to celé v chloridu železitém, zkusím desky otrávit v něčem jiném.

Pokud použijete čtyři kanály na vstupu zesilovače, budete muset vyrobit dvě takové desky, úprava bude pro všechny čtyři kanály. V mé verzi se nastavení provádí současně na dvou předních a dvou zadních reproduktorech.

Vše shromažďujeme ve vhodném pouzdře a připojujeme:

Po připojení sériových rezistorů R7, R8 upravte hlasitost na reproduktorech a použijte ji.
Aby nedocházelo k rozebírání zesilovače, při připojení dalších reproduktorů, případně jiného vstupního audio signálu, lze meziřádkové odpory nahradit proměnnými a přivést na přední panel.

Vyrobit dobrý výkonový zesilovač bylo vždy jednou z nejtěžších částí audio designu. Kvalita zvuku, měkkost basů a čisté střední a vysoké frekvence, detail hudebních nástrojů – to vše jsou prázdná slova bez kvalitního nízkofrekvenčního koncového zesilovače.

Úvodní slovo

Z různých podomácku vyrobených nízkofrekvenčních zesilovačů na tranzistorech a integrovaných obvodech, které jsem vyrobil, se obvod na čipu ovladače ukázal nejlépe ze všech TDA7250 + KT825, KT827.

V tomto článku vám ukážu, jak vyrobit zesilovač zesilovače, který je ideální pro použití v domácím audio zařízení.

Parametry zesilovače, pár slov o TDA7293

Hlavní kritéria, podle kterých byl vybrán obvod ULF pro zesilovač Phoenix-P400:

• Výkon je přibližně 100 W na kanál při zátěži 4 ohmy;
• Napájení: bipolární 2 x 35V (až 40V);
• Malá vstupní impedance;
• Malé rozměry;
• Vysoká spolehlivost;
• rychlost výroby;
• Vysoká kvalita zvuku;
• Nízká hladina hluku;
• Malé náklady.

Není to jednoduchá kombinace požadavků. Nejprve jsem zkoušel variantu založenou na čipu TDA7293, ale ukázalo se, že to není to, co potřebuji, a zde je důvod, proč ...

Po celou dobu jsem měl možnost sbírat a testovat různé obvody ULF - tranzistorové z knih a publikací časopisu Radio, na různých mikroobvodech ...

Chci říct své slovo o TDA7293 / TDA7294, protože o tom bylo na internetu napsáno hodně a nejednou jsem se setkal s tím, že názor jednoho člověka je v rozporu s názorem druhého. Po shromáždění několika klonů zesilovače na těchto mikroobvodech jsem pro sebe udělal nějaké závěry.

Mikroobvody jsou opravdu dobré, i když hodně záleží na povedeném rozložení desky plošných spojů (zejména zemnících vedení), dobrém napájení a kvalitě páskovacích prvků.

Co mě v něm okamžitě potěšilo, byl poměrně velký výkon dodávaný do zátěže. Pokud jde o jednočipový integrovaný basový zesilovač, výstupní výkon je velmi dobrý, chci také poznamenat velmi nízkou hladinu šumu v režimu bez signálu. Je důležité postarat se o dobré aktivní chlazení čipu, protože čip pracuje v režimu "kotel".

Co se mi na zesilovači 7293 nelíbilo, byla nízká spolehlivost mikroobvodu: z několika zakoupených mikroobvodů na různých místech prodeje zůstaly funkční pouze dva! Jednu jsem spálil přetížením vstupu, 2 se spálily hned po zapnutí (vypadá to na tovární závadu), další se z nějakého důvodu spálil při opětovném zapnutí po 3., i když předtím fungoval v pohodě a nebyly pozorovány žádné anomálie... Možná jen smůla.

A teď, hlavním důvodem, proč jsem ve svém projektu nechtěl použít moduly na TDA7293, je "metalizovaný" zvuk, který je mým sluchem patrný, neslyší měkkost a sytost, středy jsou trochu mdlé.

Sám jsem usoudil, že tento čip je perfektní pro subwoofery nebo basové zesilovače, které budou hučet v kufru auta nebo na diskotékách!

Nebudu se dále dotýkat tématu jednočipových koncových zesilovačů, potřebuji něco spolehlivějšího a kvalitnějšího, aby to nebylo tak drahé s experimenty a omyly. Shromažďování 4 kanálů zesilovače na tranzistorech je dobrá volba, ale poněkud těžkopádná při provádění a může být také obtížné nastavit.

Na co tedy montovat, když ne na tranzistory a ne na integrované obvody? - a na obou, dovedně je kombinovat! Sestavíme výkonový zesilovač na čip TDA7250 s výkonnými kompozitními Darlingtonovými tranzistory na výstupu.

Obvod nízkofrekvenčního výkonového zesilovače na čipu TDA7250

Čip TDA7250 v pouzdře DIP-20 se jedná o spolehlivý stereo driver pro Darlington tranzistory (high-gain kompozitní tranzistory), na jehož základě si můžete postavit kvalitní dvoukanálový stereo UMZCH.

Výstupní výkon takového zesilovače může dosáhnout a dokonce i přesáhnout 100W na kanál při zatěžovacím odporu 4 ohmy, záleží na typu použitých tranzistorů a napájecím napětí obvodu.

Po sestavení kopie takového zesilovače a prvních testech jsem byl příjemně překvapen kvalitou zvuku, výkonem a tím, jak hudba vydávaná tímto mikroobvodem ožila ve firmě s tranzistory KT825, KT827. Ve skladbách se začaly ozývat velmi drobné detaily, nástroje zněly bohatě a „snadno“.

Tento čip můžete vypálit několika způsoby:

• Reverzace elektrického vedení;
• Překročení úrovně maximálního povoleného napájecího napětí ± 45V;
• Přetížení vstupu;
• Vysoké statické napětí.

Rýže. 1. Čip TDA7250 v balení DIP-20, vzhled.

Datasheet (datasheet) pro čip TDA7250 - (135 KB).

Pro jistotu jsem okamžitě zakoupil 4 mikroobvody, z nichž každý má 2 zesilovací kanály. Mikroobvody byly zakoupeny v internetovém obchodě za cenu asi 2 $ za kus. Na trhu s takovým mikroobvodem už chtěli více než 5 $!

Schéma, podle kterého byla moje verze sestavena, se příliš neliší od schématu uvedeného v datovém listu:

Rýže. 2. Obvod nízkofrekvenčního stereo zesilovače na bázi čipu TDA7250 a tranzistorů KT825, KT827.

Pro toto schéma byl sestaven UMZCH domácí bipolární napájecí zdroj při +/- 36V, s kapacitami 20 000 uF v každém rameni (+Vs a -Vs).

Části výkonového zesilovače

Řeknu vám více o vlastnostech částí zesilovače. Seznam rádiových komponentů pro sestavení obvodu:

Tlumivky na výstupu UMZCH jsou navinuté na rámu o průměru 10 mm a obsahují 40 závitů smaltovaného měděného drátu o průměru 0,8-1 mm ve dvou vrstvách (20 závitů na vrstvu). Aby se závity nerozpadly, lze je upevnit tavným silikonem nebo lepidlem.

Kondenzátory C22, C23, C4, C3, C1, C2 musí být navrženy pro napětí 63V, zbytek elektrolytů - pro napětí 25V. Vstupní kondenzátory C6 a C5 jsou nepolární, filmové nebo slídové.

Rezistory R16-R19 musí být navrženy pro výkon min 5 Watt. V mém případě jsou použity miniaturní cementové rezistory.

Odpory R20-R23, stejně jako RL lze nastavit s výkonem 0,5W. Rezistory Rx - s výkonem minimálně 1W. Všechny ostatní odpory v obvodu lze nastavit s výkonem 0,25W nebo více.

Je lepší vybrat páry tranzistorů KT827 + KT825 s nejbližšími parametry, například:

1. KT827A(Uke=100V, h21E>750, Pk=125W) + KT825G(Uke=70V, h21E>750, Pk=125W);
2. KT827B(Uke=80V, h21E>750, Pk=125W) + KT825B(Uke=60V, h21E>750, Pk=160W);
3. KT827V(Uke=60V, h21E>750, Pk=125W) + KT825B(Uke=60V, h21E>750, Pk=160W);
4. KT827V(Uke=60V, h21E>750, Pk=125W) + KT825G(Uke=70V, h21E>750, Pk=125W).

V závislosti na písmenu na konci označení se u tranzistorů KT827 mění pouze napětí Uke a Ube, zatímco zbytek parametrů je shodný. Tranzistory KT825 s různými písmennými příponami se ale již v mnoha parametrech liší.

Rýže. 3. Pinout výkonných tranzistorů KT825, KT827 a TIP142, TIP147.

Je vhodné zkontrolovat funkčnost tranzistorů použitých v obvodu zesilovače. Darlington tranzistory KT825, KT827, TIP142, TIP147 a další s vysokým ziskem obsahují uvnitř dva tranzistory, pár odporů a diodu, takže zde obvyklá spojitost s multimetrem nemusí stačit.

Chcete-li otestovat každý z tranzistorů, můžete sestavit jednoduchý obvod s LED:

Rýže. 4. Schéma kontroly provozuschopnosti tranzistorů struktury P-N-P a N-P-N v režimu klíče.

V každém ze schémat by se po stisknutí tlačítka měla rozsvítit LED dioda. Napájení lze odebírat od +5V do +12V.

Rýže. 5. Příklad kontroly výkonu tranzistoru KT825, struktura P-N-P.

Každý z párů výstupních tranzistorů musí být instalován na radiátorech, protože již při průměrném výstupním výkonu ULF bude jejich zahřívání docela patrné.

Datový list na čipu TDA7250 poskytuje doporučené páry tranzistorů a výkon, který lze pomocí nich získat v tomto zesilovači:

Montážní tranzistory KT825, KT827 (balení TO-3)

Zvláštní pozornost by měla být věnována instalaci výstupních tranzistorů. Ke skříni tranzistorů KT827, KT825 je připojen kolektor, takže pokud dojde k náhodnému nebo úmyslnému uzavření skříně dvou tranzistorů v jednom kanálu, dojde ke zkratu napájení!

Rýže. 6. Tranzistory KT827 a KT825 jsou připraveny pro montáž na radiátory.

Pokud se plánuje montáž tranzistorů na jeden společný radiátor, musí být jejich pouzdra izolována od radiátoru pomocí slídových těsnění, která je předtím natřela tepelnou pastou na obou stranách, aby se zlepšil přenos tepla.

Rýže. 7. Radiátory, které jsem použil pro tranzistory KT827 a KT825.

Abychom dlouho nepopisovali, jak je možné provést izolovanou montáž tranzistorů na radiátory, uvedu jednoduchý výkres, na kterém je vše podrobně znázorněno:

Rýže. 8. Izolované upevnění tranzistorů KT825 a KT827 na radiátorech.

Tištěný spoj

Nyní si povíme něco o desce plošných spojů. Nebude těžké to oddělit, protože obvod je téměř zcela symetrický pro každý kanál. Je potřeba se pokusit posunout vstupní a výstupní obvody co nejdále od sebe - zabráníte tak samobuzení, velkému rušení a ušetříte zbytečných problémů.

Sklolaminát lze odebírat o tloušťce 1 až 2 milimetry, v zásadě deska nepotřebuje zvláštní pevnost. Po vyleptání je potřeba stopy dobře pocínovat pájkou s kalafunou (nebo tavidlem), tento krok neignorujte - je to velmi důležité!

Rozvržení drah pro desku plošných spojů jsem provedl ručně na list papíru v krabici pomocí jednoduché tužky. Dělám to už od dob, kdy se o technologii SprintLayout a LUT mohlo jen snít. Zde je naskenovaný vzorník návrhu PCB pro ULF:

Rýže. 9. Obvodová deska zesilovače a umístění součástek na ní (klikněte - otevřete v plné velikosti).

Kondenzátory C21, C3, C20, C4 na ručně kreslené desce nejsou, jsou potřeba pro filtraci napětí napájením, osadil jsem je do samotného zdroje.

UPD: Děkuji Alexander pro rozložení PCB ve Sprint Layout!

Rýže. 10. Plošný spoj pro UMZCH na čipu TDA7250.

V jednom ze svých článků jsem řekl jak vyrobit toto PCB metodou LUT.

Stáhněte si desku plošných spojů od společnosti Alexander ve formátu *.lay(Sprint Layout) - (71 KB).

UPD. Dávám sem další desky plošných spojů uvedené v komentářích k publikaci:

Pokud jde o připojovací vodiče pro napájení a na výstupu obvodu UMZCH, měly by být co nejkratší a o průřezu minimálně 1,5 mm. V tomto případě platí, že čím kratší délka a větší tloušťka vodičů, tím menší ztráty proudu a rušení v obvodu zesílení výkonu.

Výsledkem jsou 4 zesilovací kanály na dvou malých šátcích:

Rýže. 11. Fotografie hotových desek UMZCH pro čtyři kanály zesílení výkonu.

Nastavení zesilovače

Správně sestavený a z provozuschopných dílů obvod začne okamžitě fungovat. Před připojením konstrukce ke zdroji energie je třeba pečlivě zkontrolovat desku s plošnými spoji, zda nedošlo ke zkratu, a také odstranit přebytečnou kalafunu kouskem vaty namočeným v rozpouštědle.

Reproduktory doporučuji zapojit do obvodu při prvním zapnutí a při experimentech přes odpory s odporem 300-400 Ohmů, tím se reproduktory zachrání před poškozením v případě, že by se něco pokazilo.

Na vstup je žádoucí připojit regulátor hlasitosti - jeden duální variabilní odpor nebo dva samostatně. Před zapnutím UMZCH nastavíme jezdec rezistoru (rezistorů) do levé krajní polohy, jako na schématu (minimální hlasitost), poté připojením zdroje signálu k UMZCH a napájením obvodu můžete postupně zvyšovat hlasitost a sledovat, jak se chová sestavený zesilovač.

Rýže. 12. Schematické znázornění zapojení proměnných rezistorů jako regulátorů hlasitosti pro ULF.

Variabilní odpory lze použít s libovolným odporem od 47 KΩ do 200 KΩ. V případě použití dvou proměnných rezistorů je žádoucí, aby jejich odpory byly stejné.

Takže kontrolujeme výkon zesilovače při nízké hlasitosti. Pokud je s obvodem vše v pořádku, lze pojistky podél elektrického vedení vyměnit za výkonnější (2-3 ampéry), další ochrana během provozu UMZCH neublíží.

Klidový proud výstupních tranzistorů lze měřit zapojením ampérmetru nebo multimetru v režimu měření proudu (10-20A) do kolektorové mezery každého z tranzistorů. Vstupy zesilovače musí být spojeny se společnou zemí (úplná absence vstupního signálu), reproduktorové soustavy by měly být připojeny k výstupům zesilovačů.

Rýže. 13. Ampérmetrový spínací obvod pro měření klidového proudu výstupních tranzistorů zesilovače akustického výkonu.

Klidový proud tranzistorů v mém UMZCH pomocí KT825 + KT827 je přibližně 100mA (0,1A).

Výkonové pojistky lze také vyměnit za výkonné žárovky. Pokud se některý z kanálů zesilovače chová nevhodně (bručení, šum, přehřívání tranzistorů), pak je možné, že problém je v dlouhých vodičích jdoucích k tranzistorům, zkuste délku těchto vodičů zkrátit.

Na závěr

To je zatím vše, v následujících článcích vám povím, jak vyrobit zdroj pro zesilovač, indikátory výstupního výkonu, ochranné obvody pro reproduktory, o skříni a předním panelu...

Tento článek se zabývá konkrétním návrhem a použitím desek plošných spojů ve vztahu k výkonovým zesilovačům, zejména těm, které pracují ve třídě B. Všechny výkonové zesilovače mají výkonové stupně jako takové a k nim přidružené řídicí a ochranné obvody. Většina zesilovačů má také nízkofrekvenční stupeň s malým signálem, symetrické výstupní zesilovače, podzvukový filtr, výstupní měřiče atd.

Zvažovány jsou i další otázky související s návrhem DPS, jako je uzemnění, bezpečnost, spolehlivost atd. Výkon nízkofrekvenčního výkonového zesilovače závisí na velkém množství faktorů, ve všech případech je rozhodující pečlivý návrh desky plošných spojů, a to především z důvodu rizika zkreslení způsobeného indukčním rušením; Možná interakce mezi signálovými cestami a napájecími kolejnicemi může velmi snadno způsobit omezení linearity zesilovače, takže důležitost tohoto problému nelze přeceňovat. Zvolené rozložení (rozvržení součástí a trasovací vzor) desky plošných spojů do značné míry určí jak úroveň zkreslení, tak úroveň přeslechů zesilovače.

Kromě výše uvedených aspektů výkonu zesilovače bude mít uspořádání PCB významný dopad na snadnou instalaci, snadnou kontrolu, opravitelnost a spolehlivost. Všechny výše uvedené aspekty problému jsou diskutovány níže.

Úspěšný návrh desky plošných spojů zesilovače vyžaduje určité znalosti elektroniky, aby bylo možné porozumět všem složitostem níže popsaných efektů, aby proces návrhu desky plošných spojů probíhal hladce a efektivně. Při navrhování desek plošných spojů pro různé oblasti elektroniky je již obecně přijímáno, že je dána odborníkům, kteří jsou sice velmi dobře obeznámeni s problematikou práce s počítačově podporovanými konstrukčními systémy, ale velmi vágně nebo dokonce úplně nerozumějí složitosti elektronických obvodů. Pro některé oblasti je tento přístup přijatelný; při návrhu výkonového zesilovače se ukazuje jako zcela nedostačující vzhledem k tomu, že hlavní charakteristiky, jako je přeslech a úroveň zkreslení, jsou velmi závislé na schématu zapojení. O něco níže bude návrhář PCB schopen pochopit, co je ve skutečnosti v sázce.

Přeslechy

Přeslech (neboli jev "proudění" signálu z jednoho kanálu do druhého, elektrické rušení způsobené průchodem signálu v sousedních vodičích) je charakterizován především zdrojem signálu (kterým může být libovolný komplexní odpor) a přijímačem, obvykle majícím vyšší hodnotu komplexního odporu, nebo potenciálem virtuální, "plovoucí" země. Když se hovoří o přeslechů v komunikačních kanálech, je běžné označovat vysílací a přijímací kanály jako řečové a nehlasové kanály.

Přeslechy se vyskytují a projevují se v různých formách:

1. Kapacitní přeslech je důsledkem prostorové blízkosti dvou elektrických vodičů a může být reprezentován pomocí virtuálního (nebo efektivního) kondenzátoru spojujícího dva obvody. Kapacita takového kondenzátoru se zvyšuje se zvyšující se frekvencí úměrně hodnotě 6 dB/oktávu, i když jsou možné vyšší rychlosti nárůstu kapacity. Stínění vodičů jakýmkoli vodivým materiálem tento problém zcela řeší, i když zvětšení vzdálenosti mezi takovými vodiči se ukazuje být méně nákladné.
2. K odporovému přeslechu dochází z prostého důvodu, že odpor zemnících kolejnic je jiný než nula. Měď při pokojové teplotě není supravodič. Odporové přeslechy jsou nezávislé na frekvenci.
3. Indukční přeslechy jsou zřídkakdy problémem v audio designu; mohou nastat při neuváženém umístění dvou nízkofrekvenčních transformátorů příliš blízko u sebe, ale kromě tohoto případu lze na tento problém většinou zapomenout. Významnou výjimkou z tohoto pravidla je nízkofrekvenční výkonový zesilovač třídy B, kde proudy protékající napájecími kolejnicemi jsou poloviční sinusové vlny a které mohou vážně ovlivnit úroveň zkreslení zesilovače, pokud je jim umožněna interakce s obvody vstupního signálu, zpětnovazební smyčkou nebo obvody koncového stupně.

Ve většině lineárních nízkofrekvenčních obvodů je hlavní příčinou přeslechů nežádoucí kapacitní vazba mezi různými obvody obvodu a v naprosté většině případů je určena vzorem (směrováním) vodičů a tras PCB. Naproti tomu výkonové zesilovače třídy B trpí téměř zanedbatelnými nebo dokonce zanedbatelnými přeslechy v důsledku kapacitních vlivů, protože impedance obvodů bývají malé a vzdálenosti mezi nimi dostatečně velké; mnohem větším problémem je indukční vazba mezi kolejnicemi přenášejícími napájecí proudy a obvody přenášejícími signál. Pokud k takovému spojení dojde mezi obvody stejného kanálu, projeví se to ve formě zkreslení a může vést k výrazné nelinearitě v charakteristikách zesilovače. Pokud se tato interakce rozšíří do jiného (neřečového) kanálu, objeví se jako přeslechy zkresleného signálu. V každém případě je takové spojení vysoce nežádoucí a je třeba přijmout speciální opatření k zamezení jeho vzniku.

Směrování PCB je pouze jedním prvkem tohoto boje, protože přeslechy musí být jaksi nejen vysílány, ale také někde přijímány. Obecně platí, že zdrojem maximálního vyzařování budou vaše vlastní, vnitřní elektrické vodiče vzhledem k jejich celkové délce a rozprostření, pro dosažení nejlepšího výkonu bude pravděpodobně nejkritičtější schéma vedení vodičů, takže k jejich zajištění je třeba použít různé svorky, kabelové svorky atd. Přijímacím zařízením jsou nejčastěji vstupní obvody a zpětnovazební obvody, které jsou rovněž umístěny na desce plošných spojů. Pro dobrý provoz zařízení je nutné nastudovat tuto problematiku z hlediska maximální radiační ochrany.

Zkreslení způsobené rušením z napájecích kolejnic

Napájecí lišty výkonového zesilovače třídy B vedou velmi velké a velmi zkreslené proudy. Jak bylo zdůrazněno dříve, pokud je v důsledku indukce umožněna jejich interakce na obvodech, kterými prochází akustický signál, pak se úroveň zkreslení prudce zvýší. To se týká vodičů plošných spojů i kabelových spojů, smutnou pravdou je, že vyrobit plošný spoj zesilovače, který je ve všech směrech naprosto dokonalý až na tento jeden požadavek, je snadné a jediným řešením je použít druhou desku. Pro dosažení optimálních výsledků je však třeba dodržovat následující požadavky:

1. Minimalizujte elektromagnetické emise z napájecích kolejnic umístěním kladných a záporných napěťových kolejnic co nejblíže k sobě, jak je to fyzicky možné. Měly by být umístěny co nejdále od vstupních obvodů zesilovacího stupně a připojovacích výstupních svorek; nejlepší metodou je vést napájecí kabely k výstupnímu stupni na jedné straně a zbytek vodičů zesilovače na druhé straně. Potom byste měli vést vodiče z výstupu pro napájení zbytku zesilovače; již neponesou proud, který má půlvlnný tvar, takže nebude působit problémy.
2. Je nutné minimalizovat absorpci elektromagnetického záření z napájecích kolejnic minimalizací plochy smyček pokrytých vodiči vstupního obvodu a zpětnovazebního obvodu. Vytvářejí uzavřené smyčky skrz zemi, takže plocha smyček, které zakrývají, by měla být omezena na minimum. Poměrně často lze nejlepšího výsledku dosáhnout maximalizací oddělení a směrování vstupních obvodů a zpětnovazební smyčky přes LF zemnící dráhu, která prochází středem PCB od vstupu k výstupnímu bodu zemní smyčky. Indukční zkreslení může také nastat při interakci s výstupními vodiči a výstupními zemnicími vodiči. Druhý případ představuje poměrně vážný problém, protože je obvykle obtížné změnit jeho polohu v prostoru bez aktualizace samotné desky s plošnými spoji.

Instalace výstupních polovodičů

Nejdůležitějším politickým rozhodnutím je, zda instalovat vysokovýkonná výstupní zařízení na hlavní PCB zesilovače. Ve prospěch takového rozhodnutí existuje řada pádných argumentů, nicméně taková volba není vždy ta nejlepší.

výhody:

1. Deska plošných spojů zesilovače může být dimenzována tak, aby tvořila kompletní jednotku, kterou lze před instalací na šasi pečlivě zkontrolovat. Tento přístup značně zjednodušuje testování, protože poskytuje přístup k různým bodům obvodu ze všech stran; eliminuje také možnost povrchového poškození samotné DPS (škrábance apod.) při kontrole.
2. Nesprávné připojení výstupních polovodičů je vyloučeno, pokud jsou potřebné polovodiče instalovány ve správných polohách. To je poměrně významný argument, protože takové chyby obvykle vyřadí výstupní polovodičová zařízení a vedou také k dalším negativním efektům, které se vyvíjejí podle principu padajících kostek domina a jejichž náprava zabere spoustu času (a peněz).
3. Všechny propojovací vodiče vedoucí k výstupním polovodičům by měly být co nejkratší. To pomáhá zvýšit stabilitu koncového stupně a odolávat výskytu vysokofrekvenčních oscilací.

nedostatky:

1. Pokud výstupní zařízení zesilovače vyžadují častou výměnu (což jasně ukazuje na nějakou velmi vážnou závadu), pak opakované přepájení poškodí stopy DPS. Pokud by však došlo k nejhoršímu, poškozenou sekci lze vždy nahradit krátkým vodičem, takže není třeba šrotovat DPS; buďte si jisti, že taková možnost opravy je vždy možná.
2. Je možné, že se výstupní polovodiče mohou velmi zahřát, i když pracují za jmenovitých podmínek; u přístrojů typu TO3 nejsou teploty pouzdra 90 °C neobvyklé. Pokud použitý způsob montáže neumožňuje určitý stupeň pružnosti, může tepelná roztažnost generovat mechanické síly, které mohou odtrhnout montážní těsnění desky plošných spojů.
3. Radiátor odvádějící teplo bude mít zpravidla značné rozměry a hmotnost. Proto je nutné použít dostatečně tuhou konstrukci, která zajistí plošný spoj a chladič. V opačném případě bude celá konstrukce z důvodu nedostatečné tuhosti během přepravy vibrovat a vytvářet nadměrné síly v pájených spojích.