Усилитель мощности 2+1 (два канала+сабвуфер) на TDA2030


В обзоре изучаем радиоконструктор УНЧ класса АВ (2+1) на микросхемах TDA2030.
Схема, описание конструктора, замена микросхем на TDA2050/LM1875, измерения, возможный апгрейт.

Характеристики УНЧ
1. Класс АВ
2. Напряжение питания двойное 12V АС 30W. Лучше использовать трансформатор мощностью 40W и больше.
3. Максимальная выходная мощность 15 Ватт на канал
4. Сопротивление нагрузки 4 to 8 Ω
5. Микросхемы защищены от перегрева, короткого замыкания.
6. Возможность подключить пассивный сабвуфер.
7. THD 0.1% или меньше.

Упаковка



Конструктор:

Двухсторонняя печатная плата (качественная):


Детальки подробно

Конденсаторы:

Потенциометры (все на 50 кОм, линейные):


Фурнитура:


TDA2030, ОУ NE5532, стабилизаторы на 12 В.

Радиатор для одной TDA2030. Двумя ножками впаивается в плату:


Считаем площадь: (3*3+1,5*3*2+0,7*3*6)*2=61.2 см^2
Трансформатор для питания (мой) 40 Ватт, две обмотки по 12 В переменки:


Схема УНЧ
Схему по печатке восстанавливал. Возможно где-то ошибся. Если кто-то ошибку заметит — пишите, исправлю.

По даташиту TDA2030 соетуют ставить два конденсатора (электролит в 100 мкФ и шунтирующий пленку-керамику 0.1 мкФ) и два диода на питание каждой микросхемы:

Тут нету их.
Две TDA2030 стоят на правый-левый каналы, две включены в мост и используются для сабвуфера. Один предуслитель на NE5532 на общий вход работает, второй на сабвуфер.
На входе усилителя два электролита 4.7 мкФ, то же не очень хорошо. На входе каналов стоит керамика 0.1 мкФ. Тоже не хорошо.
Регулятор громкости после преда стоит. Можно сильным сигналом пожечь операционники.


Сразу напишу, что заменил все электролитические конденсаторы Chang на Jamicon 50 V. На фильтр питания поставил два кондера на 4700 мкФ*50 В (максимальные по емкости, которые залезли на плату). Планировал потестить усилок на питании 22-25 В, но из-за маленьких радиаторов от этой идеи отказался. В другом радиаторе 4 отверстия лень было сверлить и конденсаторы перепаивать тоже.

Прежде чем полностью распаивать усилитель, решил собрать только диодные мост на питание, фильтры питания и два канала — правый и левый. Предусилки и усилитель для сабвуфера решил не распаивать. Провел несколько экспериментов.
Результаты опытов с разными конденсаторами и микросхемами TDA2030/TDA2050/LM1875
Подключалось через плату защиты АС на всякий случай, АС Mission M51 8 Ом, источник ЦАП DAC Constantine + (Philips TDA 1545A + Analog Devices 826 opamp) по USB.

Первый тест. Керамика VS пленка
Сначала установил две микросхемы TDA2030 из набора. На одном канале установил керамические конденсаторы в 0.1 мкФ, на втором Wima MKP-4 0.1 мкФ 250 В. Конденсаторы Wima без проблем разместились на печатке:

Включил питание, послушал — результат очевиден. С Wima MKP-4 0.1 мкФ играет заметно лучше. Звук детальней. С керамикой «песочит» немного. Если на входе УНЧ вместо 0.1 мкФ установить пленку на 2 мкФ, то звук улучшается — басы лучше играет.
Звук микросхем TDA2030 достаточно жесткий. ВЧ (тарелочки, например) играет. с НЧ тоже ок на слух (особенно если на вход поставить пленку 2 мкФ).
Для дальнейших опытов убрал керамику, поставил везде Wima MKP-4 0.1 мкФ.

Дальше будем тестировать УНЧ с разными микросхемами. Напряжение питания оставил то же — 12 В двойной переменки.
Пациенты:

Справа налево: TDA2030 из набора, TDA2030 оффлайн куплена (левак видимо), TDA2050 оффлайн куплена, LM1875 оффлайн куплена. Все микросхемы взаимозаменяем. Отличаются друг от друга макс. напряжением питания, мощностью и уровнем искажений.
Крупным планом:
TDA2030 из набора:

TDA2030 оффлайн:

TDA2050 оффлайн:

LM1875 оффлайн:

Все тесты с трансформатором 12 В.

Второй тест. TDA2030 из набора VS TDA2030 оффлайн
Звук китайских микросхем из набора оказался лучше купленных оффлайн. На оффлайновых звук смазан. Китайские TDA2030 из набора больше понравились.

Третий тест. TDA2030 из набора VS TDA2050 оффлайн
Микросхема TDA2050 — более мощная микросхема. Если поднять напряжение питания до 22 В может выдать до 20 Вт на нагрузку в 8 Ом при THD 0.03% на 1кГц.
Установил. Послушал. С этим TDA2050 играет хуже. Звук как-то «размазан», вялый и немного приглушен. Странно, народу на форумах и обзорах TDA2050 больше нравится почему-то.

Четвертый тест. TDA2030 из набора VS LM1875 оффлайн
LM1875 — более мощная микросхема. Если поднять напряжение питания до 25 В может выдать до 20 Вт на нагрузку в 8 Ом при THD 0.015% на 1кГц.
Установил. Послушал. У LM1875 звук более детальный, чуть-чуть мягче TDA2030, но тоже достаточно жесткий, не вялый.

Итог — в моих тестах победила LM1875.
Есть в инете известный обзор на ютубе по тестам микросхем TDA2030, TDA2050,LM1875: www.youtube.com/watch?v=6DpjYgfU1R8
Там победила TDA2050. Выбор за вами.


Собрал конструктор. Все микросхемы, керамические конденсаторы из набора. Электролиты, как писал выше заменил. Операционники установил на панельки (их в наборе не было, свои поставил). Помыл плату. Вот что вышло:


Регуляторы справа налево: регулятор громкости, регулятор тональности, уровень сабвуфера. Два резистора — нормальные (нет треска, звука на мин положении, дисбаланса каналов и т.д.). Один (регулятор тональности) — немного трещит при вращении. Обычная лотерея на подобные дешевые детали.
Регулятор тональности работает на АЧХ так:

Проведем стандартные измерения напряжения в УНЧ.
Измерения напряжений
Переменное напряжение на трансформаторе питания
Одна обмотка:

Другая:

После диодного моста без нагрузки
Одна полярность:

Другая полярность:

Под нагрузкой (усилитель в клиппинге)

После стабилизаторов на ОУ



Подключим нагрузку (2 резистора 8 Ом на 100 Вт на каждый канал и 6 Ом 100 Вт на сабвуфер) и померим постоянку на выходе УНЧ при минимальном положении регулятора громкости:
Правый канал:

Левый канал:

Сабвуфер:

Померим работает ли УНЧ (подадим на вход сигнал 1 кГц и посмотрим осциллографом сигнал на выходе) и посчитаем мощность основных каналов (нагрузка 8 Ом). Два термометра — один на каналы, второй на усилитель для сабвуфера:

На входе:

На выходе:

Чуть больше и получаем клиппинг:


Pmax=(23,6/2)*(23,6/2)/8=17,4 Ватт
Prms=8.7 Ватт
Прямоугольник (крутим регулятор тональности до крайнего положения в право — иначе он кривой получается)

Все ок и тут.
Усилок для сабвуфера работает так:
На входе так:

На выходе так:

Если увеличить амплитуду сигнала на сабвуфере крайним левым резистором, получаем так:

Если еще больше — тогда так получается:

При увеличении частоты (например, до 400 Гц) получаем так:


Сдулось сабвуфер…

При температуре в примерно в 110 градусов на моих датчиках, срабатывает термозащита и микросхемы отключаются. Маленькие радиаторы и обдува нету.

Еще заметил, что встроенный преамп на ОУ усиливает звук всего процентов на 20%.

Тесты правого и левого канала с помощью программы RMAA
Тестировалось на нагрузке в 8 Ом, мощность выходная максимальная около 10 Ватт, при большей мощности появляются искажения.
Регулятор тональности на максимум:






Подключил усилитель к колонкам АС Mission M51 8 Ом, источник ЦАП DAC Constantine + (Philips TDA 1545A + Analog Devices 826 opamp) по USB. В качестве сабвуфера подключил старую колонку.
Послушал на разных треках. Усилитель в почти стоковом варианте работает неплохо. Так сказать, «весьма сбалансированно». Звезд не хватает, но свою цену отлично отыгрывает. Немного правда «песочит» и дает жесткий звук. Видимо из-за керамических конденсаторов. Лучше недорогих D-класса (например, микросхем PAM)

Тут на сайте есть обзор на подобный (идентичный видимо по схеме, но с другими деталями и цветом платы) усилок — mySKU.pro/blog/aliexpress/25098.html. Автор его в корпус оформил.

Что имеем в итоге.
За свои деньги играет даже при в базовом наборе деталей достаточно неплохо. Конструктор можно использовать, если у вас завались пара колонок и сабвуфер (например от домашнего кинотеатра, автомобильная акустика, комповой акустики и проч). Там ему и место. Если только стерео, то продают кучу наборов в разных вариантах на этих микросхемах УНЧ только для стерео. Если акустика дешевая, то
смысла апгрейта по деталям нету. Если по-дороже — тогда меняем все конденсаторы 0.1 мкФ на приличную пленку, усиливаем батарею в блоке питания, меняем все проходные кондеры на пленку 2 мкФ, меняем микросхемы (УНЧ и ОУ) и регуляторы, для увеличения мощности поднимаем напряжение питания и ставим новый радиатор и т.д. правда после апгрейта стоить УНЧ будет дороже 10$.

Спасибо за внимание.


Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
+
avatar
+3
Старые добрые усилители.
Когда-то эти микросхемы назывались A2030 производства Philips если я не ошибаюсь — вот они звучали прекрасно но стоили дофига и были очень капризными к разводке печатной платы. То что потом стали продавать с маркировкой TDA2030 уже савсем другое качество и больше шумов…
+
avatar
+1
Так оригинальной TDA2030 уже и не купить, только китай. Оригинальные LM1875 еще продаются.
+
avatar
  • Rzzz
  • 30 января 2017, 17:16
+2
А еще были К174УН19. У меня дома так и валяются с давних времен. Хотел усилитель сделать, но так и не созрел.
+
avatar
  • ksiman
  • 30 января 2017, 07:44
+4
По собственным наблюдениям, у этой древней микросхемы помимо высокого КНИ, есть ещё одна неприятная особенность — малый коэффициент подавления пульсаций питающего напряжения (50dB). При питании от нестабилизированного источника питания, это приводит к проникновению сетевой частоты и её гармоник в выходной сигнал
+
avatar
-1
Еще есть tda2050. Схема таже, но 50 ватт при искажениях в10%
+
avatar
  • Alex_74
  • 30 января 2017, 08:15
0
В обзоре есть про нее. Тестировал ее. 2030 больше понравилась по звуку.
+
avatar
0
Мало того, есть еще и LM1875 с той же распиновкой. Кст, многим звучание LM1875 нравится больше, чем у TDA-шек
+
avatar
  • Alex_74
  • 30 января 2017, 09:37
+1
В обзоре есть и про нее.
+
avatar
+1
Видел. Я к тому, что у LM1875 звук, вроде бы, получше:)
Я на комп. колонках F&D 678 (первые еще) поменял 2030 на 1875 и добавил емкости по питанию — народ заметил изменение.
Хотя ранние F&D 678 и так звучали лучше более поздних выпусков(в том числе и SVEN 678). Почему — непонятно. Но факт:)
+
avatar
  • Alex_74
  • 30 января 2017, 10:07
0
Мне LM1875 тоже больше понравились
+
avatar
  • real64
  • 30 января 2017, 18:50
0
У меня тоже есть F&D. F&D SPS-866. Изначально собранный производителем на LM1875. Над которым я тоже поиздевался. Для начала выкинул темброблок и рег. громкости. Потом немного изменил схему и развел под неё печатку по новой. Затем пересадил динамики в новый корпус. И в конце-концов собрал новый усилитель, выкинув LM-ку, о чём не жалею и к этим, хорошим для своего времени микросхемам, уже не вернусь.
Кстати TDA2030А по параметрам лучше чем просто 2030. Но обе сливают LM-ке.
+
avatar
  • Alex_74
  • 30 января 2017, 22:08
0
конце-концов собрал новый усилитель
А какой и на чем собрали?
+
avatar
  • real64
  • 31 января 2017, 10:41
+2
На OУ с выходом усиленным транзисторами. Схему прикинул в мультисиме и нарисовал свою печатку.
Вот сравнение с LM1875.
+
avatar
0
А есть на Али что-нибудь под сабовый усилок?
Желательно с высокоуровневыми входами. Чтобы громкость регулировалась с основного стерео-усилителя.
+
avatar
  • Alex_74
  • 30 января 2017, 08:18
0
Не очень понятно, что вы хотите сделать. По-подробнее напишите, что за аппаратура у вас есть и что хотите получить. Так сказать огласите ТУ :-)
+
avatar
0
К компу подключен двухканальный усилитель с колонками. Хочется добавить саб.
Но чтобы не крутить отдельно громкость на усилителе и на сабе, хочу в качестве источника сигнала использовать уже усиленный звук с усилителя.
То есть громкость одновременно будет прибавляться и в колонках и на сабе.
+
avatar
  • Alex_74
  • 30 января 2017, 09:11
0
Посмотрите на схему, как это сделано в этом усилке и так же сделайте у себя.
+
avatar
0
на схеме обозреваемого устройства вход низкоуровневый.
+
avatar
  • RomaL
  • 30 января 2017, 13:24
+1
Уровень напряжения на выходе усилителя (на динамиках) составляет единицы-десятки вольт (в зависимости от мощности усилителя). Подача такого напряжения на вход микросхемы усилителя (либо ОУ ФНЧ) вызовет его перегрузку. Надо ослаблять уровень.
А смысл усиливать сигнал основным усилителем, затем ослаблять, и опять усиливать усилителем саба?
При этом усилитель саба, снимая сигнал с выхода основного усилителя будет усиливать и вносимые им искажения. И в таком случае для нормальной работы усилителя саба основной усилитель должен иметь расширенную на НЧ полосу пропускания (усиливать все частоты, и для основной акустики, и для саба. Но тут может оказаться что основная акустика не справляется с НЧ и перегружается, нужно добавлять на выход фильтры). Либо есть вариант индивидуально согласовывать АЧХ ФНЧ саба чтобы он компенсировал срез НЧ в тракте основного усилителя.
Так что готовое решение, которое качественно будет справляться с поставленной задачей найти скорее не удастся.
+
avatar
  • Rzzz
  • 30 января 2017, 17:18
0
Есть куча готовых плат D-класса разных мощностей. Только кроссовер соорудить надо — а это отдельная история.
+
avatar
0
Как плата будет понимать, что я прибавляю громкость на основном усилителе?
+
avatar
  • Rzzz
  • 30 января 2017, 22:12
0
Взять сигнал на кроссовер после регулятора громкости.
+
avatar
  • fatman
  • 30 января 2017, 08:30
+1
тогда меняем все конденсаторы 0.1 мкФ на приличную пленку, усиливаем батарею в блоке питания, меняем все проходные кондеры на пленку 2 мкФ
Спасибо за детальный обзор. Хочу уточнить, пленка лучше полипропилен — в маркировке на кондёре должно присутствовать либо МКР (например серия R75 фирмы ARCOTRONICS, либо CBB22). При выборе кондёра обращать внимание на его размеры (полипропилены довольно габаритны), иначе придется выносить и крепить вне платы.
Про искажения кондеров здесь www.electroclub.info/other/conders2.htm
+
avatar
  • kven
  • 30 января 2017, 08:32
0
не любил ее когда-то за двуполярное питание
+
avatar
+4
Без двуполярного питания ее вообще полюбить невозможно.
+
avatar
0
У меня есть старая бюджетная 5.1 система на 2030, и там почему-то на основных каналах используются какие-то noname микрухи 2030, а на сабовом канале пара фирмовых ST. Неужели в массовом производстве выгодно устраивать такую разносортицу?

Радиатор там, кстати, огромный и всё равно ощутимо греется.
+
avatar
  • Alex_74
  • 30 января 2017, 08:55
0
Возможно разные люди саб и основные каналы паяли. У одних микросхемы из одной партии, у других — другие.
+
avatar
  • pepogr2
  • 30 января 2017, 08:41
0
Трансформатор онлайн где заказать подскажите.
+
avatar
  • Alex_74
  • 30 января 2017, 08:59
+2
www.promelec.ru/catalog/1856/245/1944/0/
Чешские трансформаторы «Talema»

chipdip.ru/

Китайский трансформаторный завод — ru.aliexpress.com/store/834088
+
avatar
-1
А каковы плюсы трансформаторного питания, не легче у импульсного фильтровать выход получше
+
avatar
  • Alex_74
  • 30 января 2017, 09:39
+3
Достойный фильтр после импульсника под нагрузкой сделать сложнее, чем обычный.
+
avatar
  • Rzzz
  • 30 января 2017, 17:22
+1
Импульсник, к тому же мощный импульсник — довольно сильно «пылит». Не только по линиям питания, но и «по воздуху», наводя помехи на аудиотракт. Поэтому БЖТ — выбор настоящих аудиофилов.
+
avatar
0
Спасибо за обзор!
Монументально, как всегда ))
Купил бы на пробу, но я рукожоп, и скорее всего накосячу при сборке )))
+
avatar
  • Alex_74
  • 30 января 2017, 10:08
0
Там сложно накосячить. Все подписано на плате. Есть и готовые версии этого набора. В обзоре ссылка есть.
+
avatar
+1
Так то да, это же не smd.
Но тут не только в этом трудности. Тут как с фонарями ))) Вот сидишь, выбираешь, нашел! Вроде всё нравится, и цена, и функционал. А потом начинаешь считать. Купи пару аккумуляторов качественных, зарядное, расходники если надо, и цена фонаря взлетает до небес, и затея как то уже не такая приятная ))) А у кого то все допы уже есть изначально.
Судя по Вашим обзорам, инструмента для радиоэлектронных игрушек у Вас полный дом ))) А у меня даже паяльника нормального никогда не было. И задач, сложнее чем перепаять высохшие конденсаторы в советском усилителе — я не делал. А попробовать очень хочется )))
+
avatar
  • Alex_74
  • 30 января 2017, 10:49
0
Значит вы еще не созрели ;-)
+
avatar
+1
Фонари еще не все освоил :}
+
avatar
+2
А попробовать очень хочется
Если хочется — надо брать и пробовать! Иначе будет и дальше такое состояние «хочется попробовать», но постоянно будут появляться какие-то причины отложить пробу на день-два-неделю.
+
avatar
0
Причина проста — нету денег )))
+
avatar
  • Demz
  • 30 января 2017, 12:52
+1
так а вы все хотелки сразу не покупайте. Начните с минимальных наборов, а там видно будет.
+
avatar
  • Rzzz
  • 30 января 2017, 17:26
0
SMD, кстати не так и страшно паять. Я тут прикола ради собрал часики из набора, так оказалось что на SMD оно собирается в 2 раза быстрее, чем на выводных компонентах.
А паяльник недорого сейчас стоит. Тот же бекон за 20 баксов — для smd очень даже годится.
+
avatar
  • Aloha_
  • 30 января 2017, 11:51
0
Собирал этот набор пару лет назад. Подключен к компьютеру, колонки самодельные. Чувствительность усилителя на мой взгляд очень высокая. Саб из 25гд26б в ЗЯ затыкается на хорошей громкости. Питание +-16В. Конкретно в моем исполнении регулятор тембра выкручен на максимум. Динамики 2х полосные такие попались неудачные.
+
avatar
  • Alex_74
  • 30 января 2017, 11:53
+1
Конкретно в моем исполнении регулятор тембра выкручен на максимум
Фактически он отключен в таком положении
В другом крайнем положении бубнеж получается.
+
avatar
  • Zuskin
  • 30 января 2017, 13:09
0
я бы из коробки сразу менял микросхемы или на TDA 2050 или LM 1875, TDA 2030 самый гонимый усилитель хоть и считается HI-FI
+
avatar
  • Alex_74
  • 30 января 2017, 13:17
0
Под спойлером есть тесты этих микросхем.
+
avatar
  • Zuskin
  • 30 января 2017, 14:05
0
LM1875 поярче будет но на слух не на тест, но на ее нужна защита колонок и ее лучше хороший набор стоит 20-30уе
+
avatar
  • Alex_74
  • 30 января 2017, 14:37
0
Я на слух и тестировал. Думаю себе на ее базе делать усилок. Ихмо в любом случае защиту АС ставить нужно на такие микросхемы. А вдруг погорят чипы. В принципе в этот кит можно поставить две LM1875 на правый левый каналы, а саб оставить на TDA2030 и питание 12 В- их цена 150 — 300 р. за штуку.
+
avatar
  • Zuskin
  • 30 января 2017, 18:03
0
LM1875 мне колонку сжег 25ват которая в пике могла 40ват играть, без задержки использовать не рекомендуютcся
на саб я поставил-бы TDA2052 ее сложно найти и не дешевая она
+
avatar
  • Alex_74
  • 30 января 2017, 18:39
0
А защиты АС не было?
+
avatar
  • Zuskin
  • 30 января 2017, 19:29
0
в моем наборе нет
+
avatar
  • Alex_74
  • 30 января 2017, 22:09
0
Тогда отдельную ставить.
+
avatar
  • Zuskin
  • 30 января 2017, 22:54
0
пока стоит ТДА7297 потом как будет лишние деньги поставлю
+
avatar
0
сначала добудь их оригинальные. а потом меняй.

а то заботливые китайцы будут впаривать одно и тоже, просто с разными маркировками.

уверен, что даже на слух разницу найдешь :-)
+
avatar
  • Zuskin
  • 30 января 2017, 18:07
0
китайцы за частую честнее местных продавцов
+
avatar
0
А есть что-то подобное, только двухканальное и с мощностью 50 Вт (или больше) на 4Ом с искажениями не выше 1%?
Хочу акустику сделать, динамики уже есть, но мощи им надо много.
+
avatar
  • Alex_74
  • 30 января 2017, 14:46
+3
1. D класс
2. Мостовое включение TDA2030/TDA2050/LM1875
3. Как выше писали, использовать эти микросхемы как драйвер, оконечный каскад на мощных транзисторах
4. LM3886 — типа такого mySKU.pro/blog/china-stores/49022.html
5. Можно чисто транзисторный усилок спаять по популярным схемам или кит собрать.
+
avatar
0
в голос!

все микросхемы УНЧ на пикчах — голимый китайский фейк. имха, отличаются только макировкой и производятелом (по корпусу видно). это никакой не ST.

даже 78хх и 79хх — тоже подделка фуфлышная.
+
avatar
  • Alex_74
  • 30 января 2017, 17:00
0
Как определили?

Вопрос. Где оригиналы найти за разумные деньги и цену доставки?
+
avatar
  • EVS
  • 30 января 2017, 17:22
0
Как определили?
Сравните логотип STMicroelectronics с оригиналом.
+
avatar
  • ksiman
  • 30 января 2017, 17:40
+1
TDA2030 сейчас делают все кому не лень. Оригинал вроде Philips начал делать лет 20 назад
+
avatar
  • EVS
  • 30 января 2017, 19:01
+3
TDA2030A впервые появилась в каталоге SGS-ATES Group of Companies (затем SGS-Thomson, ныне STM) в 1982 году как Preliminary Data. Т.е. ровно 35 лет назад ;-)
TDA2030 без «A» тогда уже вовсю выпускалась ею же серийно.
+
avatar
  • ksiman
  • 30 января 2017, 19:35
+1
Эх, как время бежит…
спасибо