Фильтр для усилителя PAM8403

В статье я не буду открывать никакой Америки. Однако, представленную ниже информацию в нужном контексте в Интернете я не нашел и решил это исправить.

История вот в чем. Есть у меня некоторое количество модулей усилителей класса D на базе микросхем PAM8403. Это, наверное, самая популярная и дешевая микросхема усилителей, которая применяется в море DIY самоделок. Но звучит она, мягко говоря, так себе. Тем не менее, у меня есть предложение, как сделать её лучше.

Причиной этих мыслей стало применение такой микросхемы в качестве колонки, которая подключена к моему компу и я слушаю через неё музычку. Городить что-то сложнее нет желания, но страдать от звука тоже не хочется. С предисловием закончили, переходим к практике.

Для начала, давайте подключим к усилителю динамик 8 Ом 1 Вт и посмотрим на сигнал на выходе. Тут важно помнить, что микросхема имеет мостовую схему выхода, поэтому нельзя соединять минус выхода и землю. Все измерения я проводил на реальном динамике, а не на резистивной нагрузке.

Вы видите синус 1 кГц? Вот и я не вижу, а он есть. Понятное дело, что это D класс и "китайцы", в силу удешевления и простоты, не стали заморачиваться с выходными фильтрами, чтобы подавлять ВЧ импульсы, и просто написали в описании микросхемы:

The new filterless architecture allows the device to drive the speaker directly, requiring no low-pass output filters, thus saving system cost and PCB area.

Оно-то как бы работает, но что-то из ушей вытекает все-таки... Собственно, предлагаемая мной доработка представляет собой LC фильтр по следующей топологии. Я использую только один канал, если вы хотите такое для стерео, то надо собрать два таких фильтра.

Берем две индуктивности и пару конденсаторов. Значение индуктивности должно быть от 10 до 50 мкГн, конденсаторы должны быть от 0.22 до 1 мкФ. В моем случае я раздобыл пару колец T94-2 и намотал на них около 47 витков проводом от витой пары, что должно было дать примерно 20 мкГн, конденсаторы по 0.47 мкФ. Как-то так это выглядит.

А теперь немного измерений. Сначала спектр с шагом 1 кГц и 10 кГц при выключенном входном сигнале. Шаг по амплитуде (вертикали) 20 дБ.

А теперь синус в 1 кГц. Шаг по частоте и амплитуде аналогичен предыдущим картинкам.

Фильтр уменьшает уровень шума на 20 дБ.

Теперь подаем немного шума, дабы примерно понять АЧХ получившегося фильтра. Здесь шаг по частоте 5 кГц, по амплитуде по прежнему 20 дБ.

Получился спад примерно на 23 кГц, что меня вполне устраивает. Хотя, тут, безусловно, существует влияние цепей аудиовыхода компьютера. Ну и помните мнимый синус в 1 кГц? Теперь он выглядит так.

Теперь мой мозг не вытекает от высокочастотного шума из колонки. При питании от USB советую добавить еще по питанию LC фильтр. Но не переборщите с емкостью конденсатора, иначе чего-нибудь да сгорит. И еще совет. Подавайте звук на усилитель через переменный резистор. Лучше держать громкость на компьютере на высоком уровне и регулировать её резистором. Таким образом вы увеличите соотношение сигнал-шум и уменьшите цифровой шум, который в любом случае будет проникать в сигнал. У меня получилась следующая схема подключения.

Надеюсь, статья будет кому-нибудь полезна. Крепкого всем здоровья. И слушайте музыку, а не усилители.

Калькулятор простых фильтров: http://sim.okawa-denshi.jp/en/Fkeisan.htm

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

• УНЧ