Усилитель lm386. описание, datasheet, схема включения

С какими проблемами я столкнулся

В этой схеме много усиления собрано в небольшом объеме и, что еще хуже, есть много тока, идущего через выходной каскад. Операционные усилители довольно хорошо подавляют обратную связь, создаваемую помехами по шинам питания и земли, но, тем не менее, эта обратная связь может создавать проблемы устойчивости. Провода от источника питания подключайте к схеме вблизи выходных транзисторов. Провод «земли» припаяйте возле точки соединения трех конденсаторов 10 мкФ и резистора 330 кОм

Обратите также внимание на входной фильтр 1 кОм/10 мкФ. Мощности, потребляемой усилителем, достаточно для небольшого проседания Vcc, и небольшая часть возникающей в связи с этим помехи, проникая на вход, приводит к генерации или, в моем случае, к загадочному падению входного импеданса

Небольшой RC фильтр эту обратную связь устраняет. Снизить усиление схемы вы можете, уменьшив сопротивления резисторов 33 кОм, или ограничившись только одним входным каскадом. Дополнительное усиление можно будет получить с помощью внешней схемы.

Помимо этого, вы можете столкнуться с проблемами устойчивости, связанными с выбором ОУ и транзисторов, о которых говорилось выше, поэтому было бы неплохо воспользоваться осциллографом и убедиться, что усилитель работает правильно.

Стабилизированный источник питания не является абсолютно необходимым для этой схемы, но, как минимум, нужно использовать конденсатор очень большой емкости, такой, как показанный на схеме конденсатор 2200 мкФ. Трехвыводной стабилизатор обеспечит некоторую дополнительную степень защиты транзисторов в случае короткого замыкания выхода на землю.

Схемы включения усилителя LM386

На рисунке ниже показано типовое включение микросхемы LM386 из datasheet. В данном случае коэффициент усиления схемы ограничено до 20, поскольку к выводам 1 и 8 не подключены внешние элементы.

Данный коэффициент усиления (20) обеспечивается внутренними резисторами обратной связи на 1,35 кОм (к выводам 8 и 1) и 15 кОм (к выводам 1 и 5). Параллельное подключение внешних резисторов к данным резисторам приводит к изменению коэффициента усиления.

Формула расчета коэффициента усиления

Без каких-либо внешних компонентов усиление составляет 20:

А = 2 × 15000 / (150 + 1350) = 20

Конденсатор, подключенный между контактами 1-8 микросхемы, позволяет игнорировать резистор на 1,35 кОм, и следовательно коэффициент усиления будет:

А = 2 × 15000/150 = 200

Выход микросхемы подключен к громкоговорителю с помощью конденсаторного фильтра, который обычно используется в линейных усилителях. Переменный резистор на входе используется для настройки желаемого уровня громкости.

Вторая схема показывает, как можно повысить коэффициент усиления выше базовой установки (20) вплоть до 200 путем добавления конденсатора к контактам 1 и 8 микросхемы. Емкость конденсатора не должна превышать 10 мкФ.

Подбор коэффициента усиления в диапазоне от 20 до 200 может быть осуществлен, в том числе и с применением переменного резистора на 4,7 кОм, подключенного последовательно с конденсатором.

Избыток смещения может быть уменьшен путем соединения неиспользуемого вывода резистора с землей. Однако все вопросы смещения отпадают если активный вход соединен через конденсатор.

В варианте с коэффициентом усиления 200, необходимо соединить вывод 7 с помощью конденсатора емкостью 0,1мкФ с минусом питания для поддержания стабильной работы и предотвращения нелинейных искажений.

Простой, но интересный усилитель басов может быть получен путем подключения цепи из резистора и конденсатора к выводам 1 и 5

Скачать datasheet LM386 (211,2 Kb, скачано: 3 639)

Статистика

Собираем усилитель 1W на LM386.

Собираем усилитель 1W на LM386

В статье рассмотрен проект простого компактного и легкого для повторения усилителя на микросхеме LM386. Питание схемы осуществляется от однополярного источника питания, напряжение которого может лежать в пределах от 4 до 12 Вольт. Низкое потребление дает возможность применения данной схемы для конструирования аудио-устройств с питанием от батареек или малогабаритных аккумуляторов. Ток режима покоя составляет всего 4 мА.

При выборе LM386 внимательно смотрите с каким она индексом, микросхемы LM386N-1, -3, LM386M-1, LM386MM-1 имеют диапазон питающего напряжения 4. 12 Вольт, а у LM386N-4 питание может быть чуть выше: от 5 до 18 Вольт. Соответственно и мощность на выходе у них будет различна. Для справки смотрите таблицу электрических характеристик ниже:

Принципиальная схема усилителя 1W на микросхеме LM386 показана ниже:

Исходник печатной платы нам достался вот такой:

По этому рисунку была нарисована печатная плата в программе Sprint Layout. Расположение элементов на плате осталось неизменным, единственное отличие заключается в том, что мы не стали располагать на плате выключатель. При необходимости его всегда можно поставить в разрыв питающего провода, а место на плате немного экономится. Размер печатки получился 35 х 38 мм, фольгированный текстолит односторонний. Вид LAY формата платы следующий:

Фото-вид LAY формата:

Вторая версия печатной платы усилителя на LM386 LAY6 формата (размер 23 х 45 мм):

Amp_LM386 ver2_LAY

Amp_LM386 ver2_LAY_foto

Разговор пойдёт об очень распространённой интегральной схеме (ИС) звукового усилителя мощности LM386, производимой компанией National Semiconductor (сейчас полностью входит в состав Texas Instruments) .

Действительно, напряжение питания микросхемы может быть в пределах 4…12 В, а потребляемый ток покоя составляет всего 4 мА, что является идеальным для большинства аудиопроектов, получающих питание от батарей. Усилитель развивает выходную мощность 0,5 Вт при напряжении питания 9 В и сопротивлении нагрузки 8 Ом. Если добавить, что К_ус. этой интегральной МС может быть легко выбран от 20 до 200 с помощью двух внешних элементов, а её выходное напряжение автоматически устанавливается равным половине напряжения питания, то станет ясно, почему в течение многих лет эта микросхема сохраняет популярность.

Заголовок проекта отражает сказанное – как микросхема, так и наборы на её основе чрезвычайно востребованы радиолюбителями, в этом смысле аудиоусилитель LM386 действительно чемпион. См., например,

Предлагаю ознакомиться с возможностями массовой микросхемы LM386 и предложить мои варианты её применения.

↑ Список источников

1. LM386 — Low Voltage Audio Power Amplifier . 2. Дайджест КВ+УКВ // Радиоаматор, 2009, №2, с. 56 (Как получить усиление 74 дБ от микросхемы LM386). 3. Мосягин В. Узконаправленный микрофон // Радио, 2002, №5, с. 54, 55. 4. Merryfield T. Super-Ear Audio Telescope // Everyday Practical Electronics, 2005, №6, p. 388 – 392. 5. Stewart J. The Big Ear // Nuts & Volts, 2008, №10, p. 34 – 39. 6. Фолкенберри Л. Применения операционных усилителей и линейных ИС. – М.: Мир, 1985. 572 с. (с. 250 — 254). 7. Дайджест (Тест микрофонного эффекта конденсаторов) // Радиохобби, 2000, №5, с. 25. 8. Большая статья о маленьком усилителе на микросхеме TDA2822M. Датагорская статья. 9. Справочник. Микросхема УМЗЧ LA4525. Микросхема УМЗЧ LA4534M // Радиоконструктор, 2008, №9, с. 20 — 22. 10. Мосягин В.В. Юному радиолюбителю для прочтения с паяльником. (Серия «СОЛОН – радиолюбителям», выпуск 17). – М.: СОЛОН – Пресс, 2003. – 208 с. 11. Мосягин В.В. Секреты радиолюбительского мастерства. (Серия «СОЛОН – радиолюбителям) – М.: СОЛОН – Пресс, 2005. – 216 с.

↑ Другие варианты применения микросхемы LM386

↑ Усилитель на LM386 с гнездом для подключения наушников

На рис. 7 показан усилитель с возможностью подключения головных телефонов. На схеме входное напряжение от источника аудиосигнала подаётся через конденсатор С1, устраняющий постоянную составляющую на регулятор громкости R1.

Рис. 7. Усилитель с гнездом для подключения наушников

Второй конденсатор (С2), включённый между средним выводом R1 и неинвертирующим входом, в принципе не нужен, но такое схемотехническое решение устраняет шорохи при возможном плохом качестве переменного резистора, а также уменьшает смещение половинного напряжения на выходе усилителя.

Гнездо для подключения наушников включено через развязывающий конденсатор С5 таким образом, что при отсутствии штекера наушников подключён динамик ВА1, а при включении штекера – динамик отключается.

Назначение остальных элементов усилителя было рассмотрено выше. Коэффициент усиления по напряжению минимален (Ku=20).

↑ Переговорное устройство на LM386

Взяв за основу усилитель с максимальным коэффициентом усиления (рис. 2), можно получить простое переговорное устройство. Как видно из схемы, представленной на рис. 8, в неё добавлен выключатель питания и переключатель «Приём – передача», обеспечивающий попеременную работу динамических головок ВА1 и ВА2 в качестве микрофона или громкоговорителя.

Рис. 8. Переговорное устройство

Устройство позволяет организовать проводную связь между двумя абонентами. Дальность связи достигает нескольких сотен метров.

Область применения этой конструкции: связь между двумя абонентами, игры и т. п. Усилитель с динамической головкой ВА1 располагается на основном пункте связи, а другая динамическая головка – на удалённом пункте связи. Соединение основного и удалённого пунктов связи выполняют многожильным телефонным двухпроводным кабелем. Конструкция питается от батареи напряжением 9 В типа «Крона».

↑ Генератор синусоидальных сигналов с малыми искажениями на LM386

Этот же усилитель без больших затрат превращается в генератор синусоидальных сигналов с малым коэффициентом гармоник. Схема генератора с мостом Вина показана на рис. 9.

Рис. 9. Генератор синусоидальных сигналов с малыми искажениями

Напомним, что частота генератора определяется выражением:

fo=½Π√(R1R2C1C2)

Чаще всего выбирают R1=R2 и C1=C2, при этом выражение упрощается:

fo=½ΠR1C1

Вторым требованием является то, что коэффициент отрицательной обратной связи усилителя должен быть равен точно 1/3 . При указанных условиях в схеме возникают незатухающие колебания. Если этот коэффициент меньше 1/3, амплитуда колебаний будет быстро увеличиваться со временем, пока выходное напряжение не превратится в меандр.

Если коэффициент отрицательной обратной связи более 1/3, амплитуда колебаний через некоторое время будет стремиться к нулю. Ясно, что установить идеальное значение коэффициента можно, если применить систему автоматической регулировки амплитуды.

Для этого предусмотрена цепь отрицательной обратной связи R3, HL1, которая так воздействует на коэффициент усиления, чтобы амплитуда колебаний стабилизировалась при весьма малых нелинейных искажениях (порядка 0,05%).

Если выходное напряжение генератора по каким-либо причинам увеличивается, увеличится и ток через R3, а также напряжение на нелинейном элементе – лампе накаливания HL1. Нить лампы накаливания разогреется, и её сопротивление увеличится, что приведёт к уменьшению глубины отрицательной обратной связи и уменьшению напряжения на выходе генератора. При уменьшении выходного напряжения генератора процессы происходят в обратном направлении, в результате обеспечивается автоматическая стабилизация коэффициента усиления.

При указанных на принципиальной схеме значениях элементов частота генерируемых колебаний составляет 1 кГц, а амплитуда – около 2 В эфф.

↑ Генератор прямоугольных импульсов на LM386

Схема, показанная на рис. 10, представляет собой генератор сигналов прямоугольной формы.

Рис. 10. Генератор прямоугольных импульсов

Усилитель DA1 играет роль компаратора. Положительная обратная связь реализуется с помощью делителя R1, R2, подключённого к неинвертирующему входу усилителя. Коэффициент обратной связи Kос=R2/(R1+R2). В состав отрицательной обратной связи включена интегрирующая цепь R3, C1.

Период колебаний генератора для симметричных сигналов прямоугольной формы составляет:

T=2R3C1ln[(1+Kос)/(1-Kос)]

При Кос=0,462 формула упрощается:

Т=2R3C1, и частота f=½R3С1

Максимальная частота генерируемых схемой колебаний ограничена скоростью нарастания выходного напряжения усилителя DA1.

Работа схемы усилителя звука LM386

Простой, но эффективный усилитель звука разработан с использованием ИС усилителя звука LM386. Работа схемы очень проста, так как вся работа выполняется самой микросхемой LM386.

Когда на схему подано питание и на вход подается соответствующий аудиовход, LM386 усиливает входной сигнал в 200 раз и приводит в действие выходной динамик.

Одной из основных проблем с усилителями звука, такими как LM386, является шум. Удивительно, но несмотря на то, что схема построена на макете, из динамика было очень мало шума.

Область применения

LM386 является одной из важных микросхем в аудио сегменте и применяется в портативных колонках и колонках ноутбука.

Схема усилителя звука LM386 может использоваться для записи голоса с микрофона, создания небольших динамиков с батарейным питанием, в FM-радиоустройствах и т. д.

HILDA — электрическая дрель
Многофункциональный электрический инструмент способн…

Подробнее

Какой транзистор выбрать

При использовании TIP31 и TIP32 транзисторы моего прототипа работали без теплоотводов в диапазоне напряжений питания от 9 В до 21 В. Эти комплементарные транзисторы в корпусах TO-220 при естественном воздушном охлаждении допускают рассеяние мощности до 2 Вт, в то время как в моей схеме при нагрузке 8 Ом и питании 21 В на них выделяется максимум 1.3 В. Технически тут все нормально, однако транзисторы настолько горячи, что до них невозможно дотронуться. Поэтому, все же было бы неплохо воспользоваться небольшими навесными радиаторами с пружинными зажимами. При 8-омном динамике и напряжениях питания менее 18 В теплоотводы не нужны. Максимальная мощность, отдаваемая моим прототипом, аппроксимируется следующим выражением, полученным на основании эмпирических данных:

Используя эту формулу, вы можете определить, что мой прототип при питании напряжением 9 В отдает в нагрузку 8 Ом респектабельные 350 мВт. Это совсем немало для небольших радио проектов. На другом полюсе – при напряжении питания 21 В и нагрузке 8 Ом – формула предсказывает мощность 2.5 Вт, и это ровно то, что я измерил в точке начала ограничения. В этом тесте я использовал синусоидальный сигнал частотой 1 кГц.

Как ни странно, похоже, что своей устойчивостью схема обязана низкой граничной частоте силовых транзисторов. Я пробовал использовать более быстрые транзисторы (44H11 и 45H11), но получил возбуждение вблизи 700 кГц, несмотря на то, что SPICE моделирование предсказывало противоположное! Подозреваю, что более высокочастотные транзисторы просто не успевали внести дополнительный фазовый сдвиг вблизи частоты единичного усиления ОУ LM358 (1 МГц). (Это не более чем мое предположение). Выбор намного более быстрых транзисторов, таких как 2N2219 и 2N2905, возвращал схеме устойчивость, скорее всего потому, что присущий LM358 спад уже наступал к тому времени, когда транзисторы начинали сдвигать фазу. В этом случае результаты находились в согласии со SPICE. SPICE предупреждает, что совсем медленные транзисторы, такие как старинные 2N3055, будут еще более неустойчивыми. Одним словом, нужно экспериментировать!

При напряжении питания Vcc ниже 12 В рассеиваемая транзистором мощность становится меньше 350 мВт, и многие малосигнальные приборы будут хорошо работать без теплоотвода.

↑ Универсальный усилитель на ИС LM386

Показанная на рис. 11 схема универсального УМЗЧ на ИС LM386 открывает простор для творчества, поскольку предоставляет готовый функциональный узел для широкого спектра применений (см. табл. 3). Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Рис. 11. Универсальный усилитель на ИС LM386

↑ Детали универсального усилителя и монтажная плата

Применены резисторы типа МЛТ, МОН, С2-33Н мощностью 0,25 или 0,125 Вт. Конденсаторы керамические КМ-5, КМ-6, К10-17, К10-47, а также плёночные К73-9, К73-17 или К73-24; оксидные конденсаторы К50-35. Динамическая головка – широкополосная, с сопротивлением 8 Ом, мощностью 0,5…3 Вт, например 1ГДШ-6-8. Все детали могут быть заменены импортными аналогами. Детали

DA1 – Микросхема LM386N (L), корпус DIP8-300 – 1 шт., SCS-8 Розетка dip узкая – 1 шт., R1 – Рез.-0,25W-4,7 кОм (Жёлтый, фиолетовый, красный, золотистый) – 1 шт., R2 – Рез.-0,25W-10 кОм (Коричневый, чёрный, оранжевый, золотистый) – 1 шт., R3 – Рез.-0,25W-680 Ом (Голубой, серый, коричневый, золотистый) – 1 шт., R4 – Рез.-0,25W-300 Ом (Оранжевый, чёрный, коричневый, золотистый) – 1 шт., R5 – Рез.-0,25W-160 Ом (Коричневый, голубой, коричневый, золотистый) – 1 шт., R6 – Рез.-0,25W-51 Ом (Зелёный, коричневый, чёрный, золотистый) – 1 шт., R7 – Рез.-0,25W-47 Ом (Жёлтый, фиолетовый, чёрный, золотистый) – 1 шт., R8 – Рез.-0,25W-15 Ом (Коричневый, зелёный, чёрный, золотистый) – 1 шт., R9 – Рез.-0,25W-4,7 Ом (Жёлтый, фиолетовый, золотистый, золотистый) – 1 шт., R10 – Рез.-0,25W-10 Ом (Коричневый, чёрный, чёрный, золотистый) – 1 шт., R – Переменный резистор 10 кОм под гайку СП3-4ам – 1 шт., C1 – Конд.X7R 0,22 мкФ керам.имп (EIA Code 224); К10-17 б-Н90-10% 0,22 мкФ – 1 шт., C2 – Конд.X7R 1000пФ керам.имп (102); КМ-6 б- 1000 пФ – 1 шт., C3, C4 – Конд.10/16V 0511 +105С – 1 шт., C5, C9 – Конд.X7R 0,047 мкФ керам.имп (473); К10-17-1а-Н90 0,047 мкФ – 2 шт., C7 – Конд.X7R 0,033 мкФ керам.имп (333); К10-47-100В 0,033 мкФ – 1 шт., C6, C8, C10 – Конд.220/16V 0611 +85°C – 3 шт., J1…J9 – Вилка на плату PLS-2 – 9 шт., Печатная плата 75Ч25 мм – 1 шт.

На рис. 12 показана монтажная плата усилителя.

Рис. 12. Монтажная плата универсального УМЗЧ на LM386

Для экспериментов с усилителем подходит лабораторный источник питания на основе аккумуляторной батареи .

Усилитель звука LM386: схема и функционирование

Принципиальная схема аудиоусилителя на базе LM386 показана на рис. 2. Он построен на основе популярного усилителя LM386 (IC1), 8-омного динамика, одного ватта (LS1), четырех конденсаторов и нескольких других компонентов. Батарея 6 В используется для питания этого проекта.

Рис. 1: Авторский прототип аудиоусилителя на базе LM386

В этой схеме используются четыре электролитических конденсатора . C1 подключен к средней клемме 10k потметра VR1. C2 подключен к контактам 1 и 8 IC1. Вывод 5 IC1 является его выходной клеммой, которая подключена к громкоговорителям LS1-C3.

Посмотрите товары для изобретателей. Ссылка на магазин.

C4 подключен к положительной клемме батареи 6 В и заземлению. Положительная сторона 6 В соединена с контактом 6 микросхемы IC1, а другая сторона с клеммой заземления – с контактом 4.

Рис. 2: Принципиальная схема аудиоусилителя на базе LM386

Инвертирующий вывод 2 IC1 подключен к земле, а неинвертирующий вывод 3 подключен к входной клемме через VR1. Аудио вход подается на CON1. VR1 используется для управления громкостью.

Усилитель LM386: варианты построения усилителя на микросхеме

А вот если вообще удалить R2 и подключить C2 к контактам 1 и 8, то мы можем увеличить коэффициент усиления до 200

Важно понимать, что увеличение коэффициента усиления не обеспечивает увеличение выходной мощности. Повышенное усиление используется только тогда, когда нужно увеличить очень слабый входной сигнал

Хотя можно построить хорошие усилители звука из дискретных транзисторов, но они все-таки не могут сравниться со многими доступными нам ИС аудиоусилителей. ИС предлагают множество преимуществ, включая высокую эффективность, высокий коэффициент усиления, низкий ток в режиме ожидания, небольшое количество компонентов, компактные размеры и, конечно же, невысокая стоимость.

Неудивительно, что микросхемы аудиоусилителей заменили дискретные транзисторы в большинстве бытовых электронных устройств. Хотя многие экспериментаторы избегают этих маленьких черных загадок, но я собираюсь раскрыть некоторые из их секретов и продемонстрировать, насколько легко ими пользоваться.

Наш первый усилитель показан на рисунке 1 и использует микросхему LM386. Усилитель LM386 теперь выпускается в 3-х вариантах; LM386-1, LM386-2, LM386-3 с уровнями выходной мощности 300, 500 и 700 милливатт соответственно. Тип, продаваемый американской компанией Radio Shack, — это LM386-1, который мы использовали в этой схеме. Возможно, наиболее уникальной особенностью является то, что он может работать при напряжении до 5 вольт и доступен в любой розничной сети Radio Shack.

Как и обычные операционные усилители, интегральные схемы аудио усилителя имеют инвертирующий и неинвертирующий вход. Входные сигналы обычно подаются на неинвертирующий вход, в то время как инвертирующий вход обычно заземляется. Из-за высокого коэффициента усиления усилителей на интегральных схемах, настоятельно рекомендуется изолировать от источника питания, чтобы предотвратить колебания.

В этой схеме R1 и C1 очень хорошо справляются с этой задачей. Резистор R3 регулирует усиление, а конденсатор C3 связывает выход с динамиком. Связь выходных конденсаторов является обязательной практически во всех конструкциях ИС аудиоусилителей.

Наша следующая микросхема — LM380, она также бывает двух видов; LM380-8 и LM380 с выходной мощностью 700 мВт и 2 Вт соответственно. На Рисунке 2 изображен LM380-8, а на Рисунке 3 — LM380. LM380-8 поставляется в корпусе с 8 выводами, и его базовая схема практически идентична LM380, за исключением другого вывода. LM380 поставляется в корпусе с 14 выводами, а выводы 3, 4, 5, 10, 11 и 13 подключены к земле и служат радиатором.

Опыт показал, что LM380 должен быть припаян непосредственно к печатной плате (без разъема IC), если он будет работать с номинальной выходной мощностью 2 Вт

Эта микросхема может сильно нагреваться, поэтому важно избавиться от лишнего тепла через контакты. Основными преимуществами микросхем серии LM380 являются более высокая выходная мощность, очень низкий уровень искажений и небольшое количество внешних компонентов

Независимо от того, какую громкость обеспечивает аудио-усилитель, все же есть те, кому требуется еще больше. В схеме на Рисунке 4 используется усилитель LM383 IC, который обеспечивает выходную мощность до 7 Вт для тех, кто хочет по-настоящему ощутить звук. LM383 поставляется в корпусе типа TO220 с 5 контактами, как показано на рисунке 4. Мой опыт работы с этой ИС показал, что от не должно постоянно отводиться тепло из-за высокого тока в режиме ожидания.

Если вы планируете использовать эту ИС, держите все компоненты как можно ближе к ИС и убедитесь, что ваш источник питания может обеспечивать ток до 1,3 ампер. Основным преимуществом этой интегральной схемы является ее выходная мощность 7 Вт, поэтому она используется во многих недорогих автомобильных радиоприемниках. Эта схема предлагает низкий уровень искажений и является реальной выгодой по сравнению с дискретными транзисторами.

Теперь должно быть очевидно, что микросхемы усилителей звука могут многое предложить нам в плане недорогих схем аудио-усилителей. Нам доступно множество других интегральных схем, и их спецификации можно легко получить, выполнив поиск во всемирной паутине.

Предыдущая запись NE555 схема: универсальные практические проекты

Следующая запись Что такое ресивер в составе домашнего кинотеатра

Параметры

Похожие записи:

Подключение светильника своими руками Как сделать и намотать высоковольтный трансформатор своими руками Кд209 Фототранзистор: схема, принцип работы и характеристики Используем arduino uno с wifi на одной плате для post запроса на сервер Выполнение схемы электрической принципиальной и перечня элементов к ней