Single IC Stereo Verstärker

Single Chip Verstärker Schaltung, der Aufbau geschah ohne geplante Anwendung aus Spaß an der Freude um das Muster zu verarbeiten.
I built up a small stero IC amplifier just for fun - question was: what shall I do with the sample?


Dieser IC liefert zwei Stereokanäle mit jeweils typisch 3 Watt oder ca. 7 Watt als Mono Brückenverstärker. Die Schaltung ist sowohl am Eingang als auch am Ausgang AC-coupled. Verwendet werden solche IC's häufig z.B. in kleinen Fernsehern, Radios, PC Lautsprechern, überall da wo mit geringen Aufwand an Schaltungstechnik ein komplettes Mini Stereosystem für zwei Lautsprecher benötigt wird. Die hier gezeigte Leiterplatte übersteigt in ihrem bestückten Umfang den vom Hersteller vorgegebenen Umfang an externer Schaltung bereits deutlich. Normalerweise begnügt sich der IC bereits mit kleineren Kapazitäten. Auch der Kühlkörper ist vergleichsweise reichlich dimensioniert.

The IC can be operated either in a two channel stereo mode or in an bridged mono configuration. Such small IC are used for example in smaller TV's, radios or external computer loudspeekers or monitors. The shown PCB consists of more parts compared to the nominal minimal part-count schematic, also the heat sink is big for the power loss. The amplifier operates at approximately 12-15V and has a typical power of 2*3W (4 Ohm) and 7W (8 ohm) mono bridged. Both, input and output are AC-coupled, input with foil capacitors, output via DC-biased electrolytic capacitors.  IC has some protection features.




Solch ein Layout zu erstellen ist nicht so viel Arbeit, man macht es mal schnell einfach nebenher, aber trotzdem erfordert es die Konzentration für eine anständige Arbeit. Die meisten Verbindungen sind auf der Unterseite, die Oberseite ist durchgehend mit Masse gefüllt.

Doing such a layout takes not much time and is an simple work to do, but needs still your concentration doing a satisfied works. Intelligent part placing takes most time. Most wires routed on bottom layer, top layer filled GND.


Messergebnisse

Stereo Mode Connected:

wollen wir doch mal sehen was dieser Verstärker uns messtechnisch liefert, alle Messungen an 8 Ohm. Gemessen wurde nur im Überflug, an einer detailierten Messung war ich nicht interessiert.
lets have a look for the measurements. All photos taken with 8 ohms load and approximately 12V power. I was not interested in an detailed measurement.


 
Kanal liefert eine maximale verzerrungsfreie Ausgangsspannung von ca. 6V bei einer Versorgung von 12V. Im rechten Bild das Clipping Verhalten, Verstärker am Eingang überfahren.
left - maximum clipping free output voltage       right - to much input voltage, output clips



 
Das linke Bild zeigt die maximale Ausgangsspannung bei der unteren -3dB Grenzfrequenz sie liegt hier bei ca. 37 Hertz. Wollte man die untere Grenzfrequenz verringern ist einfach die Zeitkonstante der Eingangsbeschaltung zu verändern. Das rechte Bild zeigt die höchste mögliche Frequenz 40 kHz bei der der Sinus am Oszilloskop noch unverzerrt aussieht.
left - max. lower -3dB corner frequency 37 Hz      right - max. upper -3dB corner frequency 40 kHz


 
Bei hohen Frequenzen nimmt die Anzahl der Oberwellen im Sinus enorm zu.
Under high input frequencies, output harmonics increase enormously.
left -  I guess some even order harmonics    right - increased odd order harmonics.


 
Rechteckantwort bei 30 kHz, rechts zusätzlich mit 470nF Folie parallel. Der Ausgang ist bei kleineren Kapazitäten erstaunlich stabil gegenüber kapazitiver Belastung.
left - 30 kHz square wave response   right - addional with a parallel 470nF MKT foil capacitor.
stable output with small caps, needs a lot of capacitance to force such a ringing.



Spektrale Messung, der Klirrfaktor liegt ohne es jetzt zu rechnen in der Größenordnung von 0.1% für dieses 2 kHz Signal bei 8 Ohm.
Spectrum analysis indicates around 0.1%, conforms with the datasheet.



bei kleineren Belastungen sind deutlich weniger harmonische Anteile vorhanden.
Under a small load only remarkable less higher order harmonics, second order dominates.




Bridge Mode Connected:

Alle Messungen im Brückenmodus wieder mit 8 Ohm Last - mono brigde mode, all measurements with 8 ohm



 
links die maximal mögliche Ausgangsspannung an 8 Ohm maximal 4 Watt bei 2 kHz - rechts maximale Frequenz, bei der Verzerrungen sichtbar werden ca. 50 kHz.
left - maximum clipping free output voltage      right - maximum visible distortion free around 50 kHz.


 
links das höherfrequente Verhalten bei 333 kHz - rechts die Rechteckantwort bei 100 kHz.
left - behaviour at 333 kHz            right - square wave response at 100 kHz




Im gebrückten Modus sind die Verzerrungen höher als im Zweikanal Stereo Mode, die ungeradzahligen Harmonischen dominieren.
Increased harmonics in the bridged mode compared to the single ended mode, dominted by increased odd order harmonics.

Nice part, easy to design with these categorie of IC's. I'll use it in the lab as LF AC-supply and wait for the day connecting two small loudspeakers.


www.amplifier.cd

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