HQ modifikacija za TDA7294 – HiFi Audio Amplifier 5Hz – 200Khz

Kao mali odmor od SDR-a (verzija 2 uskoro), uzeo sam da napravim simpatican audio pojacivac baziran na ST-ovom IC TDA7294. Ovaj IC po specifikaciji ima jako dobre karakteristike i veliku izlaznu snagu od cak 100W. Naznacena snaga se odnosi na “muzicku snagu” dok je realna RMS snaga oko 50W sa THD < 0.1%. Sve u svemu podosta snage za jedan IC sto je fino ako zelite da napravite bas dobar audio pojacivac za kucnu upotrebu. Ovaj tekst opisuje kako modifikovati originalnu shemu u svrhu dobijanja jos boljih karakteristika.

Pojacivacki modul je skopljen po specificnoj shemi (iskreno nigde nisam video takvu implementaciju) koju mi je predlozio “veliki mag” za elektroniku i moj kolega Macola (KG). Posto ovaj IC predstavlja jedan snazni operacioni pojacivac, shema je koncipirana da tako i radi tj kao DC pojacivac sto znaci da radi od 0Hz i prakticno do nekih 200KHz sto je vise nego dovoljno za kvalitetno audio pojacalo. Obizrom da radi kao DC pojacivac, ovako modifikovana shema moze da se koristi i kao npr driver za jednosmerne motore kod CNC i slicnih masina. Posto ipak pravimo audio pojacivac, ulazni signal je doveden preko “velikog” blok (nikako elektrolit) kondenzatora od 4,7µF/63V cime smo prakticno odeskli donji frekventni opseg da pocinje od nekih 5Hz. Ovo je i dalje jako dobar paramater koji ce kao rezultat da proizvede veoma prijatan bass u zvucnicima.

Glavna modifikacija sheme (pricamo o modifikaciji osnovne sheme iz data sheet-a za ovaj IC na prvoj strani) se svodi na to da je  C2 elektrolit izbacen i umesto R2 680Ω otpornika sa invertujuceg ulaza (nozica 2) postavljen 1KΩ prema masi. C2/R2 su u osnovnoj shemi sluzili da se oslobodimo DC offseta na izlazu. Obzirom da elektrolitski kondenzatori sami po sebi nisu savrseni tj i oni pate kao akumulatorkse baterije od tkz “memorijskog” efekta (pojava koja se javlja kada npr ispraznite totalno elektrolit i posle nekog vremena na njemu se opet pojavi potencijal), ukljanjanjem ovog kondenzatora smo postigli za nekoliko decimala bolju totalnu harmonicku distorziju (THD) pri maloj snazi.

Kao “side efekat” ove modifikacije, postoji opasnost da se na izlazu pojavi jednosmerni napon (zbog pada napona na samim provodnicima usled prolaska struje mirovanja) sto moze biti veoma opasno za zvucnike. Da bi resili i ovaj problem, primenjen je metod razvodjenja mase po principu “zvezde” (inace stara “caka” kod audio pojacivaca). Ovo prakticno znaci da se SVE mase koje su potrebne za IC i ostale R/C komponente (oko 10-ak zica) razvode kao POSEBNE zice i na kraju spojene/zaletovane BUKVALNO u jednu jedinu tacku. Zice za masu koje idu ka IC/R/C mogu da budu relativno manjeg preseka (ja sam koristio zicu iz UTP kabla), dok je za masu od zvucnika, izlaz iz IC, srednji izvod od transformatora i samo napajenje IC-a potreban veci presek (reda 1mm i vise). Takodje, +/- zice za IC se sa druge strane trebaju zaletovati opet BUKBALNO na izvode ispravljackih elektrolita. Na ovaj nacin smo anulirali pad napona na samim provodnicima (verujte mi nije bezazlen ako se ovako ne radi), smanjili eventualne probleme oko “brujanja” i obezbedili “skoro apsolutni” nulti potencial na invertujucim/ne-invertujucim ulazima IC-a. Rezultat ovakvog pristupa je DC offset na izlazu iz pojacivaca od svega nekoliko mili volti.

Sledecih par modifikacija se svodi na “smirivanje” pojacivaca tj zastita od samo-oscilovanja. U ovu svrhu se paralelno postavlja kondenzator od 100pF zaletovan na same cinch ulazne konektore. Takodje je potrebno postaviti prigusnicu izmedju izlaza od IC nozica 14 i samog zvucnika. Prigusnica se pravi sa zicom preseka 1mm, 10 zavoja, namotanih na telu otpornika 10Ω/2W.

Posto sam pravio prakticno “slave” pojacalo, funkcija za MUTE i STAND-BY mi nisu bile potrebne tako da sam R4 i R5 ulazne krajeve spojio na “logicku jedinicu”. Originalna dokumentacija je malo zbunjujuca vezano za maksimalni ulazni napon ovih izvoda pa nisam hteo da rizikujem i logicku jedinicu sam napravio sa zener diodom 4.7V spojenu redno preko otpornika 2.2KΩ 2W na +Vs.

Sto se tice hladjenja, i tu sam naprvio malu modifikaciju. Konkretno, nisam koristio predvidjenu rupicu za pricvrscivanje IC-a na hladnjak, nego sam urezao dve rupe u telo hladnjaka i metalnom plocicom preko IC-a snazno pricvrstio. Posto je neophodno da se metalno telo IC-a izoluje od mase (na telu je -Vs) neophodno je koristiti liskun izolator i to sve “podmazati” termo provodnom pastom. Kao sto se moze videti na slici, iskorisceni su hladnjaci od starih Atlon procesora. Ja nisam koristio ventilatore (tako sam dimenzionisao snagu) ali za vece snage su verovatno potrebni. Dodatno za takve ventilatore bi trebalo obezbediti 12V napajanje (dodatni izvodi na glavnom transformatoru) i eventualno mali termo regulacioni sklop (da ne proizvode buku i skupljaju prasinu pri malom opterecenju).

Za isprvljac su korisceni 2 x 10.000µF/63V i grez od 25A. Grez jeste malo predimenzionisan (bio je neznatno skuplji od 5A-skog) ali se zato moze mnogo lakse ohladiti. Transformator u mom slucaju je 100VA sa 2 x 22V/ 2.27A u sekundaru. Sa ovakvim  transformatorm se dobija +/- 30V jednosmernog napona.

I na kraju sta da vam kazem, pojacalce radi fantasticno! :). Probao sam ga na raznim zvucnim kutijama, izmedju ostalog i na veoma “indukciono teskim” 4Ω EV kutijama od 800W (profi zvucnici za razglas) i do nivoa snage za koji sam projektovao pojacalo, radi veoma cisto sto ukazuje na veliki dumping faktor ovakvog pojacivaca. Shum mirovanja kao ni brujanja skoro da nema.

Originalna dokumentacija za TDA7294 sa ne-modifikovanom shemom ovde.

[es] forum tema u vezi ove modifikacije ovde.

PDF verzija sheme macola-hq-mods-tda7294.pdf

73 de YU3MA