В статье рассмотрены характеристики микросхемы TPA3116D2 (из datasheet), входящей в состав популярной серии современных цифровых (импульсных) усилителей звуковой частоты TPA31xxD2 класса D от компании Texas Instrument. Эти малогабаритные изделия предназначены для усиления как моно (PBTL), так и стереозвука (BTL). Имеют продвинутую модуляцию способствующую подавлению искажений и помех. Поддерживают включение нескольких подобных устройств в цепочку вроде ведущих-ведомый (master-slave) для создания различных схем на его основе.
Как известно, УНЧ класса D стали производится массово относительно недавно. Они радуют малыми габаритами, очень низким током потребления и высокой эффективностью усиления (до 90%) по сравнению с аналоговыми собратьями A и AB. Вместе с тем, достаточно требовательны к качеству блоков питания, но при правильном подборе обвязывающих компонентов обеспечивают очень хорошее качество звучания, особенно на низких частотах. Неудивительно, что их применение с каждым годом становится все чаще.
Цоколевка
TPA3116D2 производится в корпусе HTSSOP, который рассчитан для поверхностного монтажа на плату (DAD). Количество выводов у рассматриваемого устройства — 32. Расположение контактов (вид сверху) и их назначение представлено ниже.
Основные характеристики
Согласно datasheet, tpa3116d2 рассчитан на работу с внешними динамическими головками на 100 Вт с нагрузкой 2 Ом в монорежиме. Также способна обеспечить выходную мощность на два канала (2×50 Вт) на 4 Ом – мостовая схема. Стоит учитывать, что данные значения можно получить только при подаче на плату напряжения от блока питания на 24 В с током на 6 А. На двух микросхемах можно собрать современный стерео усилитель на 100 Вт класса D. При этом на каждый канал будет использоваться по одному устройству. Такие изделия сильно греются при работе, поэтому для них в обязательном порядке применяется радиатор.
Максимальные параметры
Рассматриваемое устройство характеризуется низким уровнем нелинейных искажений (<0,1%) и высоким значением отношения сигнал/шум (102 дБ) на выходе. Оснащено встроенной защитой от короткого замыкания, перегрева, превышения предельного значения постоянного тока, повышенного и пониженного напряжения.
Предельные значения основных эксплуатационных характеристик tpa3116d2:
- выходная мощность (PO):
- 2×50 Вт (стерео); 1×100 Вт (моно);
- максимальное питание (VCC) до +30 В;
- напряжение на аудиовходах (VI) от -0.3 до 6.3 В;
- коэффициент нелинейных искажений (THD) < 0.1%;
- частота ШИМ — до 1,2 МГц;
- температура: рабочая (ТА) от -40 до +85 oC; кристалла (ТJ) от -40 до +150 oC; хранения (Тstg) от -40 до+120 oC.
Несмотря на то, что рассматриваемое изделие имеет механизмы защиты не рекомендуется превышать указанные параметры.
Готовые модули
Усилитель на базе tpa3116d2 является очень популярным решением во многих схемах повышения мощности аудиосигнала. На разных форумах ведутся непримиримые споры о его качестве звучания и сравнение с другими подобными микросхемами. В интернет-магазинах можно найти большое количество разнообразных, относительно недорогих и уже готовых к использованию модулей на его основе. Особенно интересны изделия с встроенным темброблоком на борту.
Обзор готовых плат
Небольшой обзор на tpa3116 d2 можно посмотреть в видеоролике. В нём протестированы возможности по максимальной мощности и частотные характеристики. Чтобы начать прослушивать музыку достаточно подключить плату к блоку питания, источник звука и внешние динамики. Найти в продаже модуль стереоусилителя 2×50вт на tpa3116d2 не составит особого труда. Цена таких плат начинается с 700 рублей, в зависимости от назначения и дополнительного функционала. Перед применением желательно проверить наличие термопласты между радиатором и усилителем.
Модуль в авто
Для применения tpa3116d2 в автомобиле потребуется доработка. Так как бортовой сеть машины рассчитана на 12-14 В, то максимальная выходная мощность усиления не превысит 15-20 Вт и вряд ли устроит автолюбителя. При попытке повысить это значение путём увеличения громкости — появляются шумы и искажения, что естественно не приемлемо для прослушивания музыки. Для решение данной проблемы как минимум потребуется дополнительный преобразователь напряжения с 12 до 24 В, который иногда в разы дороже самой микросхемы. Вариант усилителя с уже установленным на плате повышающим инвертором представлен в следующем видеоролике.
Усилитель tpa3116d2 заслужил положительные отзывы по своей работе, так как является недорогим и практичным устройством прекрасно выполняющий свои задачи. Скачать даташит можно по ссылке. Если у вас остались вопросы или предложения пишите их в комментариях.
