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Es ist nicht schwer zu erkennen, dass unter den Audio-Enthusiasten viele auch Elektronik-Enthusiasten sind, die Verstärker, Vorverstärker, Lautsprecher und all die anderen Geräte und Komponenten entwerfen, reparieren und bauen, die das Abspielen und die Wiedergabe von Musik möglich machen. Während sich Audioverstärker, die auf diskreten Bauelementen basieren, nach wie vor großer Beliebtheit erfreuen, sollten Audioverstärker, die eine einfachere Designlösung in Form eines monolithischen integrierten Schaltkreises verwenden, nämlich den TDA7294, nicht übersehen werden – wir werfen einen Blick auf einige Audioverstärkerdesigns, die auf diesem IC basieren!
TDA7294 - Allgemeine Eigenschaften der Schaltung
Der TDA7294 ist ein hochinnovativer Hochleistungs-Audioverstärker-IC in D-MOS-Technologie, der von dem berühmten europäischen Unternehmen SGS-THOMSON STMicroelectronics in den 1990er Jahren eingeführt wurde . Das raffinierte Design dieses Verstärkers beseitigt die rauen, kalten und harten Obertöne, die von früheren Generationen linearer integrierter Leistungsverstärker und der Dickschicht-Integration bekannt sind, und wird häufig in HI-FI-Anwendungen wie Heimkinos, aktiven Soundsystemen usw. eingesetzt. Das Design dieses Chips kombiniert die Vorteile einer bipolaren Signalverarbeitungsschaltung und eines Leistungs-MOSFETs. Der Chip zeichnet sich durch erhöhte Robustheit gegenüber höheren Versorgungsspannungen, geringes Rauschen, geringe Verzerrung und hohe Audioqualität aus. Der Schaltkreis verfügt außerdem über einen Standby-, Kurzschluss- und Überhitzungsschutz, was zu einer deutlich verbesserten Leistung führt.
Die wichtigsten Parameter dieses integrierten Verstärkers sind:
- VS (Versorgungsspannung) ±10～±40V (maximale Spannung ohne Signal ±50V);
- Io ( Ausgangs-Spitzenstrom) 10A;
- Po (kontinuierliche RMS-Ausgangsleistung) 70W bei VS=±35 und Z=8 Ω; 70W bei ±27V und Z = 4Ω; 100W bei VS=±38V und Z = 8Ω und 100W bei VS=±29V und Z = 4Ω.
Die Standby- und Mute-Schaltung reduziert das durch das Ein- und Ausschalten des Geräts verursachte Rauschen vollständig und verhindert die Überhitzung der Lautsprecherschutzschaltung, den Kurzschlussstromschutz und andere Funktionen, die seine Leistung hervorragend machen. Dieses Gerät ist für Heimkino und Hi-Fi-Verstärker geeignet.
TDA7294 - OCL-Schaltung
Das Schaltbild der OCL-Verstärkerschaltung ist in Abbildung 1 dargestellt. Die Schaltung ist ein zweikanaliger 70-W-Leistungsverstärker, der aus zwei TDA7294-Schaltungen besteht. Die Schaltung enthält mehr als ein Dutzend externer Komponenten, die für den ordnungsgemäßen Betrieb erforderlich sind. Bei einer Versorgungsspannung von ±35 V können wir eine kontinuierliche Ausgangsleistung von 70 W an einer 8-Ohm-Last erreichen. Diese Schaltung eignet sich sehr gut für den Betrieb von Lautsprechern in einem Raum von bis zu 30 m2. Wenn die Impedanz der Lautsprecher weniger als 8 Ohm beträgt, muss die Versorgungsspannung der Schaltung entsprechend reduziert werden.
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TDA7294 - BTL-Chip
Die BTL-Schaltung ist in Abbildung 2 dargestellt. Sie verwendet zwei TDA7294 Schaltungen, die in einer Brückentopologie arbeiten. Die Ausgangsleistung einer solchen Schaltung kann über 150W erreichen. Sie ist gut für kleine Konzertsäle geeignet. Für den Stereobetrieb werden insgesamt vier TDA7294 Chips benötigt. Wenn die Versorgungsspannung ±25 V beträgt, kann eine kontinuierliche Ausgangsleistung von 150 W an einer 8-Ohm-Last erreicht werden. Wenn die Versorgungsspannung ±35 V beträgt, können Sie eine Dauerausgangsleistung von 180 W an einer 16-Ohm-Last erzielen. Wenn Sie den TDA7294 als BTL-Leistungsverstärker verwenden, darf die Last nicht kleiner als 8 Ohm sein.
TDA7294 Konstantstrom-Verstärker
Diese Leistungsverstärkerschaltung des TDA7294 unterscheidet sich geringfügig von den beiden vorherigen Designs. Seine Rückkopplungsschaltung umfasst Stromabtastung, Spannungssummierung und Gegenkopplung. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Konstantspannungsverstärker hat der Konstantstromverstärker die folgenden Vorteile:
- Der Ausgangsstrom der Endstufe hängt nicht von der Lastimpedanz ab. Selbst wenn die Last kurzgeschlossen wird, führt dies nicht zu einer Überhitzung des Verstärkers.
- Die Ausgangsleistung steigt mit zunehmender Lastimpedanz. Eine Erhöhung der Lautsprecherlast innerhalb einer bestimmten Leistungsreserve kann die Basskraft und die Hochfrequenzauflösung des ursprünglichen Musiksignals sicherstellen.
- Die Kraft, die auf die Schwingspule eines Lautsprechers einwirkt, hängt ausschließlich vom Strom ab. Die Verwendung von flüssigkeitsgesteuerten Schwingungen zur Förderung des Lautsprechers muss schneller sein als spannungsgesteuerte Schwingungen, damit die Eingangs- und Ausgangsimpedanz des Lautsprechervibrationssystems leicht angepasst werden kann.
- Die DC-Leistungsverstärkerschaltung ist eigentlich eine gesteuerte Stromquelle, die durch die Eingangsspannung gesteuert wird. Ihr interner Rückkopplungskreis implementiert die Stromabtastung, summiert die negative Rückkopplungsspannung und hat eine hohe Eingangs- und Ausgangsimpedanz. Die Eingangsimpedanz ist hoch, genau das, was die Verstärkerschaltung mit einer konstanten Spannung der Vorstufe benötigt, was von Vorteil ist, um die Signalspannung ohne Verluste an den Eingang des Leistungsverstärkers zu leiten. Die hohe Ausgangsimpedanz kann durch den Widerstand des Shunts R5 verringert werden, was die Zuführung des Ausgangssignalstroms zur Last begünstigt. In Abbildung 3 ist die Versorgungsspannung auf ±35V eingestellt und ihre Vergrößerung wird durch das Verhältnis zwischen dem Lautsprecher und R6 bestimmt.
TDA7294 - nicht nur zum Musikhören!
Die in diesem Artikel vorgestellten Beispielschaltungen, die auf dem TDA7294-Chip basieren, liefern eine sehr gute Klangqualität, egal ob Sie Musik hören oder Filme sehen. Die Anwendungsmöglichkeiten dieser Schaltung sind jedoch noch lange nicht erschöpft. Sie kann auch erfolgreich in Verstärkern eingesetzt werden, die für die Verstärkung von elektrischen Musikinstrumenten wie Gitarren, Synthesizern und vielen anderen entwickelt wurden. Die Schaltung kann sowohl mit Festkörper- als auch mit Röhrenvorverstärkern verwendet werden – letztere werden in den Gitarrenverstärkern der Valvestate-Serie von Marshall eingesetzt.
