診断ツールTDA1562Qを備えたAFパワーアンプ。参照データ

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説明されているマイクロ回路は、3 オームの負荷で最大 70 W の最大出力電力を備えたブリッジモノフォニック信号増幅器 4H で、自動車および家庭用音響再生機器での使用を目的としています。

構造的には、アンプは 17 本の硬質錫メッキリード線を備えた DBS17P プラスチックケースに収納されています (図 1)。

診断ツール付きAFパワーアンプTDA1562Q

筐体の背面側は金属製の放熱板となっています。この側では、超小型回路がデバイスの巨大な金属壁に取り付けられており、事前に接合面が熱伝導性ペーストで覆われています。本体の重さはわずか10gです。

このマイクロ回路により、必要な外部コンポーネントを最小限に抑え、ユニポーラ電源から電力を供給する高出力パワーのアンプを構築することができます。

アンプが動作電源電圧に接続されている場合、「オン」、「ミュート」、「スタンバイ」の XNUMX つのモードのいずれかになります。「オン」動作モードでは、マイクロ回路は入力信号を増幅し、設定された電力を負荷に放出し、同時に対応する電流 (最大数十アンペア) を消費します。

サイレントモードでは、入力信号はアンプの出力を通過しませんが、強力な出力ステージはオンのままになります。このため、アンプは大量の電流を消費しますが、ほぼ瞬時に「オン」モードに切り替えることができます。

「スタンバイモード」では、アンプのほぼすべてのコンポーネントの電源がオフになり、電源からの消費電流は無視できるほどになります (通常は数マイクロアンペア)。「スタンバイモード」から「オン」モードへの切り替え時間は 50 ミリ秒を超えません。

あるモードから別のモードへの切り替えは、マイクロ回路のモード選択入力に制御電圧を印加することによって実現されます。

このアンプは非常に低い自己雑音レベルと低い高調波歪みを備えています。

アンプの簡略化された機能図とその接続のための典型的な回路を図に示します。 2.

（クリックして拡大）

出力電力が 18 W を超えない場合、アンプはクラス B モードで動作します入力信号レベルがさらに増加すると、外部に大容量酸化物を備えた昇圧ユニットが組み込まれているため、アンプの内部電源電圧が増加します機能図に示すように、マイクロ回路のピン 3,5 と 13 に接続されたコンデンサ。アンプはクラス H モードに切り替わり、出力電力は 15 W に増加します。マイクロ回路のクリスタルが 70°C の温度まで加熱すると、内蔵温度センサーがアンプをクラス B モードに切り替え、出力電力は 120 W を超えません。

マイクロ回路の電源電圧 U が 7 V に低下すると、アンプは自動的に「サイレント」モードに切り替わります。その後電源電圧が 9 V に上昇すると、アンプは「オン」モードに戻ります。

この超小型回路には、出力導体の相互短絡や、正の電源線と共通線への短絡に対する保護ユニットも内蔵されています。

マイクロ回路のピン配置: ピン。 1 - 非反転 3H 信号入力。ヴィヴ。 2 - 3H 信号の反転入力。ヴィヴ。 3および5 - 回路に従ってアンプの上アームの電源コンデンサを接続するための端子。ヴィヴ。 4 - 動作モードを切り替える（選択する）ための制御信号入力。ヴィヴ。 6および12 - コモンワイヤ端子、電源のマイナス端子。ヴィヴ。 7 - 3H 信号の直接出力。ヴィヴ。 8 - 診断ユニット信号出力。ヴィヴ。 9および10 - 電源のプラス端子。ヴィヴ。 11 - 3H 信号の反転出力。ヴィヴ。 13および15 - 図に従ってアンプの下アームの昇圧コンデンサを接続するための端子：ピン。 14 - 内部基準電圧源の制御出力: ピン。 16 - アンプ状態制御信号入力。指示信号出力。ヴィヴ。 17 - 信号コモン線の出力。

インテリジェントな電力制御の要件を満たすために、アンプのステータスの診断および制御/表示ユニットがチップに組み込まれています。診断ユニットは、負荷回路の緊急事態とアンプの過負荷について通知します。信号がノードの出力 (ピン 8) に表示され、そのレベルと性質は簡単に判断できます。負荷に何が起こったのか - 電源線のXNUMXつに短絡したか、端子が短絡したか、または断線があった。この信号は、マイクロコントローラーによって処理された後、アンプの適切な入力に適用され、アンプがセーフモードになります。

制御/ステータス表示ユニットには、入力と出力の両方として機能する外部ピン - 16 が XNUMX つだけあります。入力によりアンプの状態を制御できます。ハイレベルのコマンド信号は、クリスタルの温度に関係なく、アンプをクラス H モード (昇圧オン) に切り替えます。平均的なコマンド信号レベルでは、クリスタルの温度に関係なく、アンプはクラス B モードに切り替わります。低レベルのコマンドにより、アンプはただちにサイレンスモードになります。アンプは遅延なく「サイレント」モードから「オン」モードに切り替わり、入力信号が「ゼロ」を通過した瞬間に増幅クラスがBからH、またはその逆に変化します。

この入力に制御電圧が印加されていない場合は出力となり、出力信号からアンプの現在の状態を判断できます。出力電圧は、低、中、高の 120 つの個別のレベルを取ることができます。レベルが低いということは、それを示しています。アンプがサイレントモードになっていること。中 - 「オン」モードでクラス B で動作し、温度センサーからの信号によって電圧ブーストがオフになります (温度が 120°C を超える)。高 - アンプはクラス H で動作します。クリスタル温度は 34°C 未満です。増幅器のＢ級からＨ級への切り替えは、入力信号３４が「ゼロ」を通過する瞬間に起こる。

主な技術的特徴

定格供給電圧、V ...... 14,4
消費電流。 ma。モードで負荷が切断されている
「オン」と「沈黙」......110... 150
代表値……110
「スタンバイモード」での消費電流、uA ...... 1 ... 50
代表値……1
電圧利得、dB ...... 25 ... 27
代表値……26
出力電力、W 以上、非線形歪み率 10% のクラス H モード....60
代表値……70
0.5％...... 45
代表値……55
出力電力、W 以上、非線形歪み率 10% のクラス B モード....16
代表値……20
非線形ひずみ率 (代表値)、%、出力 1 W の場合....0,03
20W……0,06
動的歪み検出器がトリガーされる非線形歪み係数の値 (標準)、%......10
20 Hz ～ 20 kHz の周波数帯域における自己雑音の最大電圧 μV......150
「オン」および「サイレント」モードでの電源電圧リップル抑制の深さ、dB、それ以上......60
代表値……70
入力の差動入力抵抗 3H、kΩ以上......90
代表値……150
モード選択入力のスイッチング電圧。 B、アンプを「サイレンス」モードから「スタンバイ」モードに切り替えるには、少なくとも......1
「スタンバイ」モードからの「沈黙」、もう……2
「オン」モードからの「サイレンス」……3.3
サイレントモードを「オン」にする」、それ以上......4,2
「スタンバイ」モードから「サイレンス」モードへ、およびモード選択入力に戻るスイッチング電圧の電気ヒステリシス、mV (標準値)....200
「オン」モードから「サイレント」モードへ、およびモード選択入力に戻るスイッチング電圧の電気ヒステリシス、mV (標準値)....200
モード選択入力での消費電流、μA、以下...20
モード選択入力時の「スタンバイモード」から「オン」モードへの切り替え時間、ms......50
「オン」モードの入力 34 でのコモンモード除去比、dB、それ以上......70
代表値……80
「Silence」モードでの入力 34 での入力信号の減衰係数、dB、それ以上......80
代表値……90
制御・表示部入力（14,4ピン）におけるハイレベル指令信号（16V）の流入電流、mA以下……4
制御・表示ユニットの入力におけるローレベル指令信号の流れる電流、mA、以下....0,4
制御/表示ユニットの入力で「サイレント」モードから「オン」モードに切り替えるためのしきい値電圧、V、それ以上...2
制御/表示ユニットの入力におけるクラス B モードから「サイレンス」モードに切り替えるためのしきい値電圧、V 以上....1
「サイレント」モードから「オン」モード、クラス B、および制御/表示ユニットの入力に戻るスイッチング電圧の電気ヒステリシス、mV (標準値)....200
制御/表示ユニットの入力におけるクラス B モードから H モードへの切り替えのしきい値電圧、V、それ以上...4.2
制御/表示ユニットの入力におけるクラス H モードからクラス B モードへの切り替えのしきい値電圧、V 以上......3,3
モード B からクラス H モードへ、および制御/表示ユニットの入力に戻るスイッチング電圧の電気ヒステリシス、mV (標準値)....200
「静音」モードでの制御/表示ユニット出力の出力電流、mA以上....2,2
「サイレンス」モード（低出力レベル）における制御/表示ユニットの出力の電圧、V、それ以上、出力電流 2,2 mA....0,5
クラスBモードにおける制御・表示ユニットの任意方向の出力電流、μA以上......15
クラス B モードでの制御/表示ユニットの出力の電圧 (平均出力レベル)、出力電流 15 μA での V
最小 …… 2
最大……3
クラスHモードにおける制御・指示部出力の漏れ電流 μA以上……140
クラス H モード (高出力レベル) での制御/表示ユニットの出力の電圧、V 以上、出力電流 140 μA....Upit - 2,5
センサーがトリガーされるケース温度。 °С......120

動作制限

供給電圧、V......8...18
制御/表示ユニットの入力 (ピン 16) での信号電圧、V、最大....Up、
最小 …… 0
周期的 (正弦波) 出力信号による出力パルス電流の最大振幅 A....8
インパルス……10
最大消費電力、W ...... 60
熱抵抗結晶-ヒートシンクプレート、°С/ W ...... 1,5
熱抵抗水晶 - 環境。 ℃/W......40
結晶の最高温度。 °С......150
温度動作範囲、°С......- 55 ... + 150

さまざまなモードでのアンプの動作を、図に示す簡略化したタイミング図で示します。 3.

診断ツール付きAFパワーアンプTDA1562Q

最初の瞬間 to までに、電源電圧 Up がアンプに印加され、ハイレベル信号 Uin control/ind が制御/表示ユニットの入力 (ピン 16) に印加されます。

t の時点で、モード選択入力 (ピン 4) は、アンプが「オン」モードに切り替わったことに対応するハイレベル信号を受け取りました。基準電圧源は動作モードになり始めます (ピン 14 の電圧が増加します)。時間 t2 における特定のしきい値電圧で、アンプがオンになり、3H Umax XNUMXH の電圧が負荷の両端に現れます。アンプはクラス H モードで動作します。

t3 の時点で、制御/表示ユニットの入力アンプがクラス B モードに切り替わり、3H 入力信号の電圧が重大なレベルを持つ場合、出力信号の制限が直ちに発生します。

t5 の時点で、アンプをクラス H モードに戻すコマンドが制御/表示ユニットの入力に送信されます。信号 34 が「ゼロ」を通過する最初の遷移 (U の瞬間) で、この切り替えが発生します。時刻 t7 ～ t8 では、アンプは「サイレンス」モードにあり、このモードへの移行と初期状態への復帰は両方とも、「ゼロ」を通過する遷移を待たずにコマンドと同期して行われます。

t9 ～ t12 の期間では、アンプは同じ「Silence」モードに切り替わりますが、制御入力 (ピン 4) に信号 Uper.mode が入力されます。米。図３は、この場合、３Ｈ信号が「ゼロ」を通過する瞬間（瞬間ｔ１０およびｔ１２）でスイッチングが発生することを示している。

電源電圧を 7 V に下げると (t13)、アンプはただちに「サイレント」モードに入り、電源電圧が上昇して 9 V に達するとすぐに (t14) 遅延なく「オン」モードに戻ります。 t15 の時点で、アンプは「スタンバイモード」に切り替わります。

マイクロ回路のピン 16 が制御/表示ユニットの出力として使用される場合、アンプがオンになった瞬間 (t1)、出力信号がこの出力に現れます。 control/ind、低レベル、「Silence」モードに対応。アンプが動作し始めるとすぐに（t2）。ピン 16 では、マイクロ回路結晶が加熱される温度 (120 °C 未満またはそれ以上) に応じて、高または中レベルのいずれかが表示されます (点線で表示)。

アンプの切り替えとピン 16 の出力レベルの変化は、3H 信号が「ゼロ」を通過する瞬間 (t4、t0、t10、t12) で発生します。例外は、ピン 7 の信号レベルが変化しないまま「サイレント」モードに素早く移行して戻る (t8、t16) 場合と、電源電圧が低下する場合 (t13、t14) です。

診断ユニットは、アンプの出力回路を監視するように設計されています。負荷の緊急事態に関する情報は 8 ピン (オープンコレクタ出力) に送信されます。この出力における U 信号の簡略図を図に示します。 4.

診断ツール付きAFパワーアンプTDA1562Q

通常モードでは、ピン 8 は High (t0 - t2) です。時間 t0 ～ t1 の間にアンプの出力に音声信号 Uout が存在しないことは、モード選択入力への「Silence」コマンドの適用によって説明されます。

アンプの出力段に過負荷が発生し、その結果信号が制限されると、動的歪み検出器が動作し、診断ユニットの出力に狭い低レベルのパルス (t2 ～ 13) が表示されます。この信号は入力電子減衰器 (図 2 の図には示されていません) に供給され、歪みがなくなるまで 3H 入力信号の振幅が減少します。

8 つまたは別の出力線が正の電源線または共通線に短絡すると、この出力線の電圧がなくなり、ピン 0,6 で高レベルが低レベル (約 4 V) に置き換わります (t20)。緊急回路を除去した後、アンプ出力の電圧は約 5 ms (tXNUMX) 後に自動的に回復します。

アンプの出力端子を互いに短絡すると、診断ユニットの出力に、周期 50 ms (t20 ～ t6) の一連の短い (7 μs) ハイレベルパルスが現れます。

アンプをスタンバイモードからサイレントモードまたはオンモードに切り替えた直後に、内蔵の負荷検出器が負荷が接続されているかどうかを確認します。この時点で負荷抵抗が 100 オームを超えている場合。次に、負荷検出器がアンプを強制的に「サイレンス」モードにし、この時点のピン 8 にはローレベルがあります (図 4 では、これは時間間隔 t0 - t1 の点線で示されています)。

米。図５は、熱保護システムの動作を示している。クリスタル温度が 5°C を超えない場合、アンプはクラス H モードで動作できます (出力オーディオ信号 Uout.zh の振幅の時間依存性のグラフの実線)。この場合、診断ユニットの出力と制御/表示ユニットの出力の両方が高レベルになります。

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クリスタル温度が 120°C に上昇すると、温度センサーがアンプを強制的にクラス B モードに切り替え、制御/表示ユニットの出力の高レベルが中レベルに変化します。

何らかの理由でクリスタル温度が 145°C まで上昇し続ける場合、熱保護ユニットは診断ユニットが高出力レベルを低出力レベルに変更する信号を生成し、次のことを警告します。結晶温度が WITH の最大許容値 150° に近づいています。この電圧降下を利用して、入力信号またはアンプ自体をオフにすることができます。

最高温度に達したら、マイクロ回路への損傷を避けるために入力信号レベルをゼロに下げる必要があります (温度 160°C の場合)。

著者: V.チュドノフ

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