Меню

Плата цифрового усилителя мощности tpa3116

Мини-усилитель класса D на TPA3116 с Bluetooth 5, USB и Aux за копейки!

Сегодня я немного расскажу про китайский мини-усилитель класса D на довольно удачной микросхеме TPA3116. Делать обзоры на музыкальные устройства – дело неблагодарное, но я попробую. Классу усилителей D практически сразу навесили обидный ярлык «цифровой усилитель», по сути же правильнее называть его импульсным. В основе работы лежит принцип Широтно-Импульсной Модуляции сигнала (ШИМ). Главный плюс усилителей класса D – энергоэффективность (90% и более) и большой прирост КПД. Например, для получения на выходе усилителя класса AB мощности 100-150Вт, усилитель должен иметь радиатор, занимающий одну-две стенки корпуса, усилитель же класса D обойдется алюминиевым радиатором размером с коробок спичек. Размер платы также уменьшается в несколько раз, а также, как следствие – меньшая себестоимость устройства.

Однако, у усилителей класса D имеются и слабые места, не позволившие им полностью завладеть сегментом HIFI. Наличие высокочастотного генератора в микросхеме может вызывать электромагнитные помехи, которые негативно влияют на звучание устройства. Высокий КПД усилителей класса D также стал причиной зависимости качества звучания от качества блока питания. Если в импульсном блоке питания не будет достаточного количества фильтров, часть шумов обязательно проникнет в колонки и испортит всё позитивное впечатление от звучания.

Предназначение микросхем TPA3116:

  • Саундбары
  • Телевизоры
  • Бытовое аудио

Характеристики:

  • Bluetooth 5.0
  • Функция OTG
  • Hi-Fi звук
  • система подавления шумов
  • bluetooth: 5.0, расстояние до 12м
  • Входы: 3.5mm AUX, bluetooth, USB,
  • RCA, TF карта памяти
  • Выходы: Banana Speaker Jacks
  • Чип усилителя: TPA3116
  • Мощность: 100Вт, 50Втx2 Max (24V/4Ω)
  • Сопротивление колонок: 4Ω-16Ω
  • Частотный диапазон: 20Hz-20KHz(±1dB)
  • SNR: ≥98dB
  • Питание: DC9V-24V
  • Размеры: 110x90x50mm
  • Вес: 160гр

Комплектность:

  • Усилитель
  • Инструкция

Такова теория. Что же можно ожидать от небольшой китайской коробочки за $15-20?

Многие могут сказать, что это не класс D, это класс «Г». Современные усилители класса D выдают звучание не хуже класса АВ, но в данном же случае мы имеем «ну такую себе» микросхему выдающую, если и не аудиофильский, то хотя бы HiFi звук. Или, как сказал один скептик «Для китайской коробочки за $20 шатать колонки от музыкального центра в гараже, студенческой общаге, на даче или в мастерской – будет самое то, дешево и сердито. Для прослушивания музыки на нормальной акустике в подготовленном помещении – вот уж увольте.»

Итак, тест я проводил на колонках музыкальной системы Sony RX99 (это одна из топовых моделей от Sony конца 90-х и начала 2000-х годов). Возможно, это не совсем корректно, сравнивать устройства из разных ценовых сегментов, но всё познаётся в сравнении, а звук от RX99 я знаю очень хорошо.

Для чистоты эксперимента, верхние дополнительные surround-колонки были отключены, композиции воспроизводились через плеер Poweramp (эквалайзеры в плеере и у Sony RX99 выставлены в ноль).

Flac воспроизводить не стал, разница в звуке слышна и для обычных композиций Mp3 (у кого «есть уши», конечно).

При включении усилитель выдает щелчок на колонки.

Первое, чем удивил усилитель – отсутствие посторонних помех в колонках при использовании двух блоков питания. Первый – на 12В 3А (обычный китайский «ширпотреб», который когда-то покупал для светодиодной ленты). Второй – уже специально приобретенный с переключателем вольтажа от 9 до 24В и 3А (кстати, очень удобный девайс).

Оба блока запитали усилитель и 100-ваттные колонки от Сони. Единственное – рекомендую для такого усилителя брать блоки питания с силой тока в 5-6 А (будет меньше искажений на выходе на большой громкости).

Колонки можно комфортно слушать на громкости 10-15 делений – этого достаточно для звучания в обычной комнате около 15-20 квадратов (максимальное значение громкости — 30).

При увеличении громкости более 20-ти, слышны искажения звука и колонки начинают просто, что называется «орать». При 12-ти вольтовом блоке питания звук более грязный на большой громкости, по сравнению с 24 вольтами.

Читайте также:  Как можно увеличить мощность движка

Сравнение звучания пользователи могут послушать сами в моем видеообзоре внизу этой статьи.

По моим ощущениям, низкие частоты подрезаны, а также присутствует завал высоких частот.

До звучания Sony RX99 явно не дотягивает, по мягкости и панораме звука — бас более плоский, «картонный» что ли, при увеличении громкости становится более «деревянным» и грубо лупит по ушам (мягкости не ждите).

Высокие частоты также завалены, мало того, что их меньше в принципе по сравнению со звуком от Sony, так еще и ощущается некая резкость и грязноватость в звучании.

В то же время детализация в звучании присутствует, «каши» нет, все четко прописано, хорошо звучат духовые и вообще классические инструменты.

Чем-то мне звучание напомнило звучание бумбоксов – громко, звонко, четко, но как по мне, бас подрезан и высоких маловато.

Темброблок бы в этой коробочке явно не помешал бы, можно было бы немного «подтянуть» недостающие частоты.

В целом, коробочка своей цены стоит, сверх компактная, легкая, ее легко можно взять куда угодно и подключить любые колонки.

Но, естественно, это не вполне аудиофильское устройство, а, скорее, портативный вариант для полевых условий.

Флэшки читает в формате FAT32 (NTFS не видит), и, естественно, как и у большинства китайских устройств, читающих USB, недостаток остаётся прежним – отсутствие режима перемешивания композиций при воспроизведении.

Bluetooth коннектится без проблем.

Внутренности, кому интересно, под спойлером:

Видеообзор

Выводы

Усилители класса D являются хорошей альтернативой бюджетных HI-FI. При малом бюджете мы получаем приемлемые параметры, как говорится «хороший и недорогой». Если энергопотребление не вызывает нареканий, то звучание по-прежнему остается вопросом обсуждаемым. Класс D в чистом виде дает максимально качественный, но нейтральный, как бы «неокрашенный» звук. Такое звучание придется по вкусу далеко не всем, а конкретно вряд ли порадует пользователей, привыкшим к прослушиванию ламповой ретро-техники. Не исключено, что аудиофилы и люди «с ушами» заявят, что таким вещам место только в мусорке. В целом же, если производитель не сэкономил на ключевых элементах микросхемы, усилитель максимально приближён к совершенству. Всё остальное — дело вкуса.

Конкретно данный усилитель выдает стандартный бытовой звук, не лишенный детализации инструментов, который даже можно назвать неплохим и вполне можно слушать те же mp3 или аудиофайлы с телефона. Несомненным плюсом является его универсальность (подключить к нему можно всё, что угодно), компактность и портативность. Если же вы человек с «ушами» и слышите разницу между mp3 и Flac звучанием, то, естественно, Вам понадобится устройство «посерьёзнее». Ибо всё познаётся в сравнении.

Ну что ж, на этом всё, друзья, спасибо за внимание и всем удачных покупок в интернете!

Источник



Обзор и тестирование усилителя на TPA3116D2 из китая.

Добрый день! Сегодня посмотрим что можно получить от усилителя который стоит 350 рублей и стоит ли оно того. Много фоток, и текста, поехали!

УНЧ я выбирал достаточно тщательно, так как для себя. Поэтому выбор был в первую очередь не по отзывам а по даташиту. В общем неплохо и сюда ссылку на него выложить — http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tpa3116d2.pdf

Как мы видим все очень даже неплохо, 50 ватт от 24 вольт. Высокая частота шим контроллера. Вторая важная страница, это КНИ, это те искажения которые усилитель будет вносить в музыку. Или в синусоиду. Не секрет что многие китайцы пишут мощность при 10% искажениях. Звучит это адски)))

Графики

Китайцы себе не изменяют, мы видим что на отметке 50 вт график улетает вверх. Ну да нам не максимум выжимать, на пределе усилитель гонять так или иначе не стоит, есть риск перегрева микросхемы. Кстати обратите внимание что от 12 вольт мощность будет всего около 10 ватт.

Читайте также:  Как определить суммарную потребляемую мощность

На этом с теорией покончим, посмотрим на усилитель, внешний вид:

Обзор и тестирование усилителя на TPA3116D2 из китая.

Обзор и тестирование усилителя на TPA3116D2 из китая.

Флюююс(

Аж 3 аудиовхода, два разъемы, один под джек. По сути для установки даже паяльник не нужен. Все более чем просто. Радиатор держится на клее, болтов я не увидел. Общее качество сборки невелико, дросссели шатаются на своих местах. Если использовать в авто однозначно надо их крепить герметиком или чем то аналогичным. как и радиатор.

Проверять усилитель будем на нагрузку, она из нескольких мощных резисторов сопротивлением в 4 ома. Так как именно в эту нагрузку усилитель выдает больше всего мощности.

Выдержит 60 вт

Также нам потребуется генератор и осциллограф. И источник питания с запасом по току. Тестировать я буду только 1 канал, я не думаю что второй окажется неисправным) Вот в таких условиях проходит эксперимент, порядок это точно не про меня!Творческий хаос

Творческий хаос

Начнем с 12 вольт, самое типовое питание, я не совру если скажу что источник 12 вольт есть в каждом доме. А вот 24 уже придется поискать.

Обзор и тестирование усилителя на TPA3116D2 из китая.

Это преимущество д класса, без сигнала он не потребляет практически ничего.

Регулятор громкости выкручиваем на максимум, чтобы не ослаблять сигнал. Регулировка амплитуды и частоты будет проходить с генератора. Фотки будут выложены парами, данные с генератора и с оциллографа.

Обзор и тестирование усилителя на TPA3116D2 из китая.

Обзор и тестирование усилителя на TPA3116D2 из китая.

Тестируем не на классическом килогерце, а на трех. Потому что вот))) Должно же быть хоть какое то разнообразие.

Обзор и тестирование усилителя на TPA3116D2 из китая.

Обзор и тестирование усилителя на TPA3116D2 из китая.

Это максимум чистого сигнала. 11,5 ватт. Даже немного лучше чем в даташите. Но возможно это потому что 1 канал. Тем не менее, очень хорошо! дальше предел:

Обзор и тестирование усилителя на TPA3116D2 из китая.

Обзор и тестирование усилителя на TPA3116D2 из китая.

Это уже будет слышно. Обратите внимание что клиппинг при напряжении 0,42 вольта. То есть от обычного источника сигнала с 0 дб на выходе вы не сможете прибавить громкость более чем наполовину хода регулятора на плате. Ну да и не рассчитан он на это, его номинальное питание 24 вольта. Кстати нагрев радиатора невелик. Оно и логично, микросхема не выдает всю заявленную мощность.

Обзор и тестирование усилителя на TPA3116D2 из китая.

Ток хх опять невелик, значит греться не будет. Проверяем так же.

Обзор и тестирование усилителя на TPA3116D2 из китая.

Обзор и тестирование усилителя на TPA3116D2 из китая.

Обратите внимание что там где был клиппинг при 12 вольт от 24 вполне красивая синусоида. И предлагаю не тянуть и навалить максимум:

Обзор и тестирование усилителя на TPA3116D2 из китая.

Обзор и тестирование усилителя на TPA3116D2 из китая.

Обзор и тестирование усилителя на TPA3116D2 из китая.

Все хорошо, синус чист, дальше уже идет клиппинг но долго гонять не получилось идет ощутимый нагрев как микросхемы усилителя так и нагрузки. Усилитель не рассчитан на синус все таки. Мощность — 44 ватта. Сходится с графиками производителя. А вот от источника потребление 60 ватт. То есть на максималке в оба канала на микросхеме будет 30 ватт. Надо ли говорить что родной радиатор столько не рассеит?) Ладно, признаю, есть еще нагрев других деталей, дросселя например. Но все равно много. Производитель обещает кпд больше 90%. А у нас 73% Еще немного и классический аб класс догонит. Так что если планируете навалить радиатор надо менять.

И еще один момент нам осталось уточнить — ачх усилителя. Какой смысл гнаться за мощностью если звук плохой? Дальше будет много фоток, ориентируемся на амплитуду синуса. Прогоним от 10 герц до 30 килогерц. ВЧ больное место Д класса, чтобы «отрисовать» синус на вч нужна большая частота ШИМ контроллера. Напряжение питания также снизим. До 14 вольт, именно столько на заведенном авто, а я так думаю что очень многие рассматривают такой унч для установки в авто.мплитуда 4 вольта..

Источник

Характеристики усилителя TPA3116D2 (класс D)

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.

Читайте также:  Полная полезная мощность график

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.

  1. Цоколевка
  2. Основные характеристики
  3. Максимальные параметры
  4. Готовые модули
  5. Обзор готовых плат
  6. Модуль в авто

Цоколевка

цоколевка tpa3116d2

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 ( o C; кристалла (ТJ) от -40 до +150 o C; хранения (Тstg) от -40 до+120 o C.

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.

Источник