TS4871 NF stereo ojačevalnik

AX elektronika d.o.o.
Avtor: Jurij Mikeln
E-pošta: stik@svet-el.si

Velikokrat smo že napisali, da živimo v času, ko so na voljo izjemne elektronske komponente po izjemno nizkih cenah. Tako je gradnja elektronskih vezij precej poenostavljena in tudi poceni.

Tokrat vam predstavljamo NF stereo ojačevalnik v izjemno majhnem ohišju, ki je primeren za res miniaturne naprave in za reprodukcijo na majhnih zvočnikih. Ena takšnih aplikacij je recimo zvočnik za uSDX radijsko postajo, ki smo jo predstavili na RIS2022 konferenci in tudi v naši reviji (SE306).

Problem v uSDX postaji je v tem, da vgrajeni zvočnik ne nudi neke normalne reprodukcije. Ali je reprodukcija sicer dobra – pa je zelo tiha. Ali pa je glasna – pa zelo popačena. Vse to zaradi vgrajenega majhnega zvočnika in morda tudi minimaliziranega načrtovanja vezja. Moramo vedeti da 32 Ohmski zvočnik krmili mikrokontroler ATMega328!

Ne glede na to je uSDX izjemna radijska postaja, saj omogoča delovanje na 5 področjih in na vseh načinih modulacije (SSB, AM, FM).

Ko sem torej želel rešiti problem slabe reprodukcije, sem pri iskanju ustreznega ojačevalnika naletel na TS4871, ki se nahaja v majhnem ohišju (Mini SO8) dimenzij 2,8×2,8 mm. Torej idealno za vgradnjo v uSDX. Za uporabo v uSDX nisem potreboval stereo ojačevalnika, zato sem uporabil mostično vezavo in z njo pridobil nekaj mW izhodne moči, pa tudi vezje se je poenostavilo. Preden pa predstavim shemo ojačevalnika, pa si najprej poglejmo tehnične karakteristike TS4871 ojačevalnika.

Tehnične karakteristike TS4871
Proizvajalec TS4871 je podjetje STM, ki ga sicer bolj poznamo po mikrokontrolerjih. Seveda je STM veliko podjetje in proizvaja še marsikaj drugega, kot mikrokontrolerje. TS4871 je na voljo v dveh ohišjih, SO8 in MiniSO8.

Lastnosti:

• Delovna napetost VCC = 2,5 V do 5,5 V
• 1 W izhodna moč @ VCC = 5 V, THD = 1 %, f = 1 kHz, na 8 Ω bremenu
• Izjemno nizka poraba v načinu pripravljenosti (10 nA)
• 75 dB PSRR @ 217 Hz od 5 V do 2,6 V
• Zelo nizko popačenje (0,1 %)

TS4871 je avdio močnostni ojačevalnik, ki lahko zagotavlja 1 W neprekinjene izhodne moči RMS v 8 Ω bremenu pri napetosti 5 V. Ta avdio ojačevalnik se ponaša z 0,1-odstotno stopnjo popačenja (THD) pri napajanju s 5 V za Pout = 250 mW RMS. Zunanji nadzor načina pripravljenosti zmanjša napajalni tok na manj kot 10 nA. Zagotovljena je tudi notranja zaščita pred toplotno preobremenitvijo. TS4871 je bil zasnovan za visokokakovostne zvočne aplikacije, kot so mobilni telefoni, in za zmanjšanje števila zunanjih komponent. Stabilni ojačevalnik je mogoče konfigurirati z zunanjimi upori za nastavitev ojačenja.

Tipična vezava je prikazana na sliki 3.

Ker sem, kot omenjeno na začetku, potreboval samo mono izvedbo, sem se odločil, da za svojo aplikacijo uporabim malce drugačno shemo, ki jo vidite na sliki 4.

Tiskano vezje je dvostransko in ustrezno majhno glede na zahteve, da ga vgradim v uSDX ali kakšno drugo napravo.

Seveda so vse komponente v SMD ohišjih, ker želimo, da je TIV čim manjši. Nisem izbiral najmanjših SMD elementov, ker ni za to nobene potrebe. Pa tudi samo spajkanje tega TIV ni prav posebej zahtevno. Seveda je potrebno uporabiti vsaj naglavno lupo, ali stereo mikroskop. Če pa vam oči služijo za gledanje od blizu, pa niti tega ne potrebujete.

Testiranje
Izdelan ojačevalnik bo ustrezno delal takoj, brez nekih nastavitev. To je bil tudi namen, da je gradnja enostavna. Izhodnih karakteristik nisem meril. Na »uho« opravljene »meritve« so pokazale, da je reprodukcija dovolj glasna in ustreza zahtevam. Ojačevalnik se ne greje pretirano, če pa ga napajamo iz baterij, bi bilo za razmisliti o tem, da ojačevalnik postavimo v režim spanja tako, da R1 odklopimo od napajanja.

Zaključek
TS4871 je zanimiv in predvsem majhen stereo NF ojačevalnik, ki vam bo prišel prav v tistih primerih, ko potrebujete do 1W izhodne moči in ko imate zelo malo prostora v napravi, kjer naj bi se nahajal NF ojačevalnik. Jaz sem to potreboval za uSDX radijsko postajo, ki ima svoje »težave« pri reprodukciji.

Ojačevalnik lepo deluje in verno ojači signal, vendar mi problema v uSDX ni rešil. Problem reprodukcije uSDX se nahaja v samem principu konstrukcije in obdelave signalov. Namreč ATMega328 obdeluje vhodni signal in na svojem izhodu reproducira sprejeti NF signal, ki se na slušalkah sliši zelo spodobno. Ko pa ta signal reproduciram na NF ojačevalniku, zadeva prične »zvoniti« zaradi fizične bližine elementov (in morda še česa). Tako tega ojačevalnika nisem vgradil v svojo radijsko postajo, ga bom pa uporabil v naslednjem projektu, kjer bom potreboval NF ojačevalnik.

Tiskana vezja bodo za naše bralce na voljo v Virtualni trgovini.

https://svet-el.si