2 年前的烂尾 TDA2003 功放, 上周看了坛友的帖子, 翻出来, 弄好了.

hellodoraemo · 发表于 2019-7-13 20:19:13

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本帖最后由 hellodoraemo 于 2019-7-13 20:25 编辑

最早一次制作 TDA2003 是 2009 年的时候吧,

网上抄来的图, 瞎搞一气, 当时只知道输出耦合电容大一些低频会好一些.
最早做的那个 TDA2003 功放找不到了, 照片也找不到了...

前年翻抽屉翻到 TDA2003, 就想重新做一次, 设计得好一些, 看看能有什么表现.
于是就开干了. 接下来的 7 张图片是前年拍摄的.

首先确定电路

这张是 ST 给的电路

TDA2003 数据手册原理图.png

原图输入耦合电容用的 10 μF, 我感觉没必要用这么大, 因为TDA2003的典型输入阻抗是 150 kΩ, 最小值也有 70 kΩ.
如果按照输入阻抗 70 kΩ, 20 Hz 电压衰减一半的情况计算的话, 输入耦合电容只需要 113.682 nF.
为了不让输入耦合电容拖低频的后腿, 这里我用了 4.7 μF 25 V.
由于输入阻抗太大, 还在信号经过输入耦合之前加了一个 2.2 kΩ 的电阻.

原图输出耦合用的 1000 μF, 来看看 4 Ω 负载下在多少赫兹会衰减一半电压:
4 Ω = 1 / (2·π·f·0.001 F), 解得 f = 39.789 Hz.
于是我把 1000 μF 的电容换成了 2200 μF. 这时候衰减一半电压的频率就到 20 Hz 以下了.

更重要的是负反馈, 原图给出的 220 Ω / 2.2 Ω 使得放大倍数达到 101, 太恐怖了.
最后取了 100 Ω / 9.1 Ω, 放大倍数不到 12.

不过 9.1 Ω 比 2.2 Ω 大了不少, 可能有自激危险, 但实际制作中好像没遇到.

另外由于没有 1 Ω 电阻, 如贝尔网络当中的 1 Ω 换成了 1.2 Ω,
还更改了滤波电容取值, 去掉了带宽限制阻容等等.

最后使用的电路是这样的

TDA2003 实际制作原理图.png

接下来是制作 PCB

那时候还喜欢用松香防腐, 搞得乱七八糟

然后是给散热器钻孔攻丝

IC 装上去试试看位置合不合适

然后把 IC 和 3.5 mm 耳机插座插上 PCB 看看

挺合适的
接下来就把元件全部焊上去了
这是当年的成品

焊好以后测试半天, 总是不正常.
静态电流很大, 14 V 供电的时候单个 IC 静态电流超过 150 mA, IC 发热比较明显,

而且也不出声, 不知道是怎么回事.
开始以为是输入部位加的 2.2 kΩ 电阻影响了 IC 内部的电压偏置, 后来一想经过电容隔离根本不会影响啊.
最后没耐心了, 把它丢一边...

_____ 2 年后_____

上周看到坛友关于 TDA2003 的求助帖,
想到自己还有一个没有搞定的 TDA2003 功放, 就把它翻出来继续折腾了.

最后折腾半天发现是如贝尔网络的阻容接在了信号经过输出耦合之前...
换到输出耦合之后, 异常症状就没有了.
不过现在静态电流还是有点大, 14 V 供电下, 两个 IC 一共有 150 mA 的样子, 超过了数据手册中的最高值,

可能是因为我这个 TDA2003 不是 ST 原装的关系吧...

因为电容没了, 原本焊在这个功放上的 7 个 2200 μF 25 V 的红宝石电容被我拆走 3 个用在其他地方了
于是, 补了 3 个 1000 μF 50 V 的电容上去
最后把乱七八糟的线焊上去测试一下就成了下面这个样子.
下面这 4 张照片是今天拍摄的.

松香一烧就焦黑焦黑的... 哈哈...
不过最终声音正常了, 还是不错的.

使用 13.8 V 的开关电源, 接上一对 8 Ω 的音箱, 播放 100 Hz 的正弦波,

测得听不出谐波失真时的最大输出电压是 3.340 V RMS.
算下功率, 也就是 1.394 W RMS, 2.788 W PEAK.
保持这个状态把 100 Hz 正弦波换成别的歌曲试听, 音量已经足够大了.

如果把负载换成 4 Ω 甚至 2 Ω 的扬声器, 功率会大不少.

令人满意的地方就是, 不插音频线, 这个功放几乎没有噪声输出, 信噪比还是可以的.
我也没再把耳机接到功放输出去听了, 用耳机应该是可以听到一些噪声的.

其实很多功放性能还是可以的, 只不过它们比较老, 设计的电压增益都很高, 把现在可以输出音频的设备接上去, 还没开一点声音, 它们就过载失真了.

如果在合理范围内降低增益, 这些功放性能还是不错的.

还有很多功放 IC 因为其廉价, 总和品质差的扬声器用在一起,

结果它们为无数的破烂扬声器背了"垃圾音质"的黑锅.
下回想讲其中之一——TDA2822M.
编辑这个帖子的时候, 我正在使用它哦. 哈哈

____ THE END ____

ar_zxy · 发表于 2019-7-13 20:35:26

PCB上画九宫格方便手工布线，你这个直接划上去有点伤板子。我用铅笔画，完工后一擦就没了，如果板上没有很多脚的IC，线距2.5就可以，打孔可以很整齐。有直插IC的话，可以打印2.54的格子。

hellodoraemo · 发表于 2019-7-13 20:39:46

ar_zxy 发表于 2019-7-13 20:35
PCB上画九宫格方便手工布线，你这个直接划上去有点伤板子。我用铅笔画，完工后一擦就没了，如果板上没有很 ...

我以前也用铅笔, 但是不如直接用螺丝刀在上面一条条划出来精确哈哈
我是直接用钢尺英制的那一面画的, 每一小格边长大约1/10英寸

邓穿石 · 发表于 2019-7-13 23:03:17

谢谢分享
功放的布线的确非常讲究，不起眼的地方就可能影响很大。

apple5050 · 发表于 2019-7-14 11:08:40

以前用7*9万能板做过一个，效果不错。发热量也不太大，用的散热片就是稍微大一点的三极管的常用散热片。

603599910 · 发表于 2019-7-15 13:27:28

电源电压是13.8V.中点电压为6.9V,反馈网络为100+9.1欧姆,直流负载电流为6.9/109.1=0.063A(:shocked:我没有速按错吧), 静态反馈网络直流负载63ma,加上贝尔消振交流网络以及IC静态维持电流总150ma是有机会的.原不工作怀疑为消振电路接在输出电容之前这个原因个人不认可, C5的交流作用无论接不接输出电容都不足以影响IC工作状态, 有C5在消振网络也不至于影响IC的直流工作状态.
IC反馈接这么低阻的网络我还是第一次见,之前都是设计在百K级别,有机会我也来试试低阻网络的效果. 输入接地用2.2K会影响非功放IC输出的音源,一般设备RCA接口只是运放输出,部分还是串联了电阻限幅.楼主的功放能那么纯净就是因为强大的低阻特性,包括限制放大倍数,在整个低阻环路控制下效果确实会好.

hellodoraemo · 发表于 2019-7-18 10:10:11

603599910 发表于 2019-7-15 13:27
电源电压是13.8V.中点电压为6.9V,反馈网络为100+9.1欧姆,直流负载电流为6.9/109.1=0.063A(我没有 ...

是啊, 这就是 TDA2003 神奇的地方
它的2脚兼具 SVR 功能, 470 μF 的电容和原 2.2 Ω 的电阻共同承担, 数据手册说电阻变大或电容变小都有自激风险.

fenovo · 发表于 2019-7-18 12:09:02

hellodoraemo 发表于 2019-7-18 10:10
是啊, 这就是 TDA2003 神奇的地方
它的2脚兼具 SVR 功能, 470 μF 的电容和原 2.2 Ω 的电阻共同承担, 数 ...

原电路印错，应为
R1=220K
R2=2.1K

IC反馈选50倍，效果很好。
R1 100K
R2 2K

静态电流10几毫安,不发热.
如贝尔网络1-4 Ω均可,等同或小于喇叭阻抗.
好奇IC罗丝怎上的,设计应为罗丝刀留个道.

fenovo · 发表于 2019-7-18 13:26:42

本帖最后由 fenovo 于 2019-7-18 13:40 编辑

负反馈电阻取值太小，等于并联一个负载，静态电流能不大吗？而且容易自激，跟IC是否原装没关系。

hellodoraemo · 发表于 2019-7-19 09:03:41

fenovo 发表于 2019-7-18 12:09
原电路印错，应为
R1=220K
R2=2.1K

ST 自家给出的数据手册里的图不至于出错. 负反馈的电阻不能取那么大, 因为 2 脚兼具 SVR 功能.

hellodoraemo · 发表于 2019-7-19 09:04:46

fenovo 发表于 2019-7-18 13:26
负反馈电阻取值太小，等于并联一个负载，静态电流能不大吗？而且容易自激，跟IC是否原装没关系。

这个的确没错, 我算了下, 我的取值确实比数据手册里原先设计的取值产生的电流大了 20 mA 左右.

fenovo · 发表于 2019-7-19 10:59:23

SVR 功能是啥功能，求解。

hellodoraemo · 发表于 2019-7-22 14:18:19

fenovo 发表于 2019-7-19 10:59
SVR 功能是啥功能，求解。

Supply Voltage Rejection
电源电压抑制吧

junyee · 发表于 2019-7-26 16:34:12

很期待下一期对 2822 的介绍.

2822 是一款很被人带偏见看待的IC.
初识她是在21世纪初风靡的口袋磁带机上. 由于喇叭要做薄,音质非常的差.

后来曾经做过一个2822电路,驱动两个喇叭,当时还是很意外的.

后来玩的 4871 , 8002 都没有那种意外惊喜.
不过现在是数字功放的天下了...
还有所谓的G类.