Навіщо воно потрібно - інвертуйте включення? Тут дві причини: по-перше позбутися електролітичного конденсатора в ланцюзі ООС, який на звук недобре впливає; по-друге послабити вплив неідеальної вхідного діфкаскада мікросхеми (в ньому сигнал ООС віднімається з вхідного сигналу і якщо діфкаскада поганий, то і ООС працює погано). В інтегральному виконанні диференційний підсилювач насправді виходить дуже хорошим: через те, що транзистори, розташовані на кристалі на відстані 0,05 ... 0,2 мм один від одного мають практично однакові характеристики, і через те, що можна не боятися використовувати гарну схему на двадцяти транзисторах. Проте, навіть з таким діфкаскада інвертуйте включення дозволить вичавити максимум з якості звучання, позбувшись всіх його похибок взагалі.
Схема підсилювача підходить для будь-якої з мікросхем, як TDA7294, так і TDA7293:
Дуже важливо! Резистор поділу земель R10 може погіршити роботу підсилювача, якщо він неправильного опору! Постоянка на виході, нестійка робота, підвищений шум - ознаки неправильного опору. Найбільш часті проблеми - поганий контакт в пайку; неправильний резистор (1кОм замість 1 Ом). Досить часто трапляється, що на резисторі написано 1,5 Ома, а реальний опір у нього не таке. Або при пайку перегріли. Резистор можна замінити перемичкою, це погіршить звучання зовсім-зовсім крапельку (а якщо пощастить, то ніяк не погіршить, але стежте за земляними петлями в підсилювачі в цілому!), Але якщо опір велике, або погана пайка - це буде набагато гірше.
Підсилювач вийшов просто клас (вичавив з мікросхеми все, що можна)! Всі електроліти шунтовані плівковими конденсаторами, що поліпшують їх роботу на високих частотах. Вхідний фільтр R1С1 послаблює вплив високочастотних перешкод (які є завжди і всюди!), А вихідна ланцюжок R9С4 підвищує стійкість підсилювача при роботі на реальне навантаження. Тип мікросхеми (TDA7293 або TDA7294) вибирається установкою перемички, що йде від конденсаторів С5С6.
Чому я рекомендую мікросхему TDA7293? Тому, що вона трохи краще, ніж TDA7294. Крім того, що у неї більше допустима напруга живлення і вихідна потужність, у неї складніша схема, що дає більші можливості. Наприклад, спеціальний підсилювач для вольтодобавки, який відключає цю ланцюг від виходу і знижує спотворення. Ще дуже корисна ланцюг - кліп-детектор, що дає інформацію про перевантаження, коли на слух її ще не помітно.
Важливий момент: вхідний конденсатор С2 задає нижню робочу частоту підсилювача за рівнем -3 дБ. Вибирайте таку, як хочете. Хоч 5 Гц! Але пам'ятайте, що таку частоти не відтворить жодна колонка. І якщо на колонки подати дуже низькі частоти навіть невеликої величини (а вони є в реальному сигналі, особливо йде з LP-плеєра вінілових пластинок), то колонки будуть перевантажуватися і створювати великі спотворення. Так що С2 працює як сабсонік-фільтр, обрізаючи ті частоти, які вже не відтворюються. Зазвичай вхідний конденсатор налаштовується на частоту в 2 ... 3 рази нижча за реальну нижньої робочої частоти колонок.
Кілька слів з приводу Т-образної ООС. Якби я заробляв на цьому гроші, я б розповів, яка це чарівна ООС, який чудовий звук вона дає, і як її потрібно правильно заклинати (опівночі у комори з ковалем. Пардон, це, здається, з іншої опери!). Т-подібна ООС - це така ж зворотний зв'язок. як і будь-яка інша, в ній немає нічого незвичайного. І її застосування тут не самоціль - вона дозволяє в даному конкретному випадку отримати трохи кращі параметри підсилювача, ніж "звичайна". Насправді, ідея проста. У инвертирующем підсилювачі вхідний опір визначається резистором R2 (ланцюг R1C1 я відкидаю для простоти, та й впливає вона дуже мало). Якби ООС була звичайною, то резисторів R4, R5 небуло б, а правий по схемі виведення R3 був би підключений до виходу підсилювача. Тоді коефіцієнт посилення Ку = R3 / R2. Оскільки Ку = 25 ... 30, то для його отримання треба було б або зменшувати R2, а значить і вхідний опору (тобто помітно навантажувати джерело сигналу), або сильно підвищувати R3. Але при великому значенні R3 виникає багато поганого: лізуть перешкоди, починає впливати вологість і запиленість повітря (якщо плата не залита лаком), впливає ємність монтажу та прилеглих предметів. А робити посилення менше, ніж 20 ... 25 разів не можна - мікросхема може порушуватися, тому що вона скоригована саме під таке посилення.
Для того, щоб і потрібне посилення отримати, і опір резистора не збільшувати і додаються R4 і R5, які утворюють дільник і послаблюють сигнал ООС перед подачею його на R3. Тепер R3 повинен обробити (послабити) слабший сигнал, а значить не повинен бути таким великим. Ось і виходить Т-обраності схема: резистори R3, R4, R5 на вигляд утворюють перевернуту букву Т. Недолік цієї схеми - трохи більше вихідна постійна напруга зсуву, тому що тепер глибина ООС по постійному струму не 100%, як в "звичайному" ООС , а трохи меньнше. Наскільки це погано? Приблизно в двох десятках екземплярів підсилювача воно було на рівні 60 ... 160 мВ. Це означає, що на колонки припаде до 1 ... 6 милливатт потужності постійного струму. Вам страшно? Мені нема!
Отже, в порівнянні з "звичайним" інвертуючим включенням ми отримали "правильну" величину вхідного опору і позбулися високоомних резисторів. У порівнянні з поширеною Неінвертуючий схемою ми позбулися електролітичного конденсатора в ланцюзі сигналу і від неідеальності вхідного диференціального підсилювача.
Деякий час по тому (приблизно через рік, після виготовлення кількох десятків таких підсилювачів), я придумав як трохи поліпшити цю схему. Насправді в цій схемі покращувати і нічого - все і так дуже добре. Але завжди хочеться зробити систему хоч трохи, але краще. Це дуже невелика доробка і на слух зміни в звучанні абсолютно непомітно. Але все ж я пропоную зробити це, тому що з такою доопрацюванням мікросхема буде трохи краще працювати. Що покращиться:
1. Чи покращаться перехідні процеси в мікросхемі.
2. Збільшиться стійкість при роботі на важку навантаження.
3. Мікросхему стане важче перевантажити по швидкості наростання. Тепер (спільно з ланцюжком R1C1) ніякої реальний сигнал не викличе динамічних спотворень - ми від них застраховані абсолютно! (Але це не означає, що тепер можна буде напускати в підсилювач купу перешкод!)
Вся доробка зводиться до установки невеликого керамічного конденсатора на 47 пикофарад (допустимо від 33 до 68 пФ) паралельно резистору R3 в ланцюзі ООС. На схемі це конденсатор Сх. Про якість конденсатора годі й бесспокоіться - такі конденсатори зазвичай роблять з хорошого діелектрика і спотворень вони не вносять. Цей конденсатор збільшує глибину ООС і лінійність мікросхеми на найвищих частотах (вище 20 кГц). На слух абсолютно непомітно, але працювати буде трохи краще, що приємно усвідомлювати. Ось як змінюються амплітуди гармонік і Кг при посиленні синусоїди 15 кГц.
Тут інтермодуляція на частоті 1 кГц не змінилася (ще б пак, конденсатор починає працювати на частотах вище 50 кГц), а ось на частотах 35 ... 38 кГц зменшилася більш ніж удвічі. Це означає, що в реальному мнногочастотном музичному сигналі високочастотні продукти Інтермодуляції будуть саму крапельку менше впливати на звук (мається на увазі взаємодію цих ось частот 35 ... 38 кГц з сигналом). В результаті отримуємо зменшення перевантаження мікросхеми високими частотами.
Зверніть увагу - і без конденсатора підсилювач демонструє відмінні параметри. Але завжди хочеться самого-самого, ось я цей конденсатор і додав.
Важливе доповнення. У инвертирующей схемі немає сенсу включати режим Mute, оскільки він замикає на землю неінвертуючий вхід, який тут і так заземлений. Управління харчуванням проводиться режимом StdBy, см. Режими Mute і StandBy в мікросхемі TDA7294 (7293). І тут є маленький мерзенний нюанс - включення цього режиму супроводжується невеликими перешкодами на виході мікросхеми (чомусь коли включений Mute їх немає). Тому ємність конденсатора С3, що задає тривалість включення / вимикання краще не збільшувати (також як і опору резисторів R6, R7) - тоді перешкоди будуть нетривалими і малопомітними.
Зовнішній вигляд підсилювача: компоновка і розводка плати дуже-предуже гарна і правильна (практично ідеальна).
Вхід максимально віддалений від виходу і з обох сторін "прикритий" земляними провідниками (тобто практично екранований). Вся силова земля з'єднується в одній точці (в яку підводиться харчування). А до неї через резистор поділу землі підключена сигнальна земля. Широкі і короткі доріжки мають мізерне опір і індуктивність (особливо це важливо для провідників харчування). Крім того вони добре тримають важкі деталі.
У платі є кілька "зайвих" отворів, щоб можна було встановлювати конденсатори різних габаритів. При монтажі спочатку встановлюються перемички, причому при установці мікросхеми НЕ замкніть її висновки з перемичкою!
Додатковий конденсатор Сх припаивается на плату зі зворотного боку, при цьому він не повинен торкатися корпусом доріжки або пайки:
Звучання підсилювача - просто чудове! Це максимум, що можна з неї вичавити, а мікросхема-то - непогана!