Раскачаем колонки: обзор платы усилителя мощности SAMP-100 на чипе TPA3255

Китайские производители сильно упростили жизнь любителям собирать звуковые устройства самостоятельно. Вариантов готовых плат для создания аудио усилителей великое множество. Но обычно каждая со своими особенностями. Сегодня рассмотрим один из недорогих вариантов плат на чипе TI TPA3255 (мощность до 300 Вт). Плата SAMP-100 (релиз 1.5) с пассивным охлаждением и без регулировки уровня громкости на плате, со сменными операционными усилителями (DIP8) на входе сигнала, выходной фильтр на крупных выводных элементах и есть отдельный выход 5 В для питания периферии (например, плеера). Чуть подробнее о DIY компоненте ниже.

Технические характеристики

Упаковка и комплект

Доставка из Китая в коробочке с маркировкой, что надежнее просто пакета, все доехало в целости. Плата в запаянном антистатическом пакете.

Комплектация включает короткий входной кабель с разъемом jst под пайку на другом конце и подставки под плату (высота 5 мм) с винтами М3.

Внешний вид

Толщина текстолита 1,5 мм, флюс отмыт, алюминиевый радиатор размерами 60х40х20 мм. Подписи разъемов снизу, что не очень удобно, когда плата уже прикручена. Выходные разъемы на колонки/динамики и для подачи однополярного питания на винтовых клеммах.

Надпись о мощности «315+315 Вт» нужно считать скорее рекламной, такой уровень достигается на максимуме питания с 10% искажений, да и встроенная защита отключит усилитель от перегрева.

Измеренная масса 190 г.

Посмотрим на особенности этой реализации на популярном чипе класса D от Texas Instruments:

Двухканальные операционные усилители (установлены в «кроватках») TL072CP, но гарантии их оригинальности нет никакой. Однако, сменить их проще простого. Около разъема для входа сигнала, есть выход 5 В для питания вспомогательных устройств (цифрового регулятора громкости или mp3-модуля) и разъем под клавишу Mute. Рядом преобразователи/стабилизаторы питания AMS1117-5.0 и XL7005A. Есть светодиод индикатор.

Электролиты в питании на напряжение 63 В, в выходном фильтре полипропиленовые пленочные конденсаторы 1 мкФ и крупные индуктивности, а около входного разъема — танталовые конденсаторы (капли).

Под радиатором (от раздавливания микросхему защищают проставки):

Вместо термопасты используется прокладка (как в дисках SSD в кейсах), ее можно заменить на полоску меди.

В работе

Работает усилитель начиная с уровня напряжения 16 В. Потребление без сигнала ~1.5 Вт.

С ростом напряжения — растет максимальная мощность на канал.

Измерения на синусоидальном сигнале 1000 Гц при напряжении питания 48 В показывают выходную мощность около 75 Вт на канал (на нагрузку 4 Ом). КПД 87%. И это довольно немало, учитывая, что форма синусоиды не искажается. Но радиатор при этом сильно греется, и для таких высоких мощностей нужно ставить активное охлаждение, или сработает встроенная тепловая защита.

Беспокоит другое — усилитель с открытым входом или на паузе с сигналом шумит — это слышно если поднести ухо к ВЧ динамику акустики. И осциллограф показывает ВЧ шум на выходе. И дело не в блоке питания, а скорее всего в качестве входных операционных усилителей или разводке входного сигнала. Я ставил другие ОУ и шум стал меньше, и кабель входа сигнала желательно использовать экранированный.

Зато нет щечка в колонках при включении и выключении усилителя (как было у схожей платы SAMP-200 версии 1.2 с парой TPA3255).

Прямоугольный сигнал на большой мощности дается усилителю с трудом:

И в целом это трудная задачка для усилителей мощности.

Тестировал эту плату так же с импульсным БП MP-H250S48 300 Вт (напряжение 48 В):

Это качественный современный блок питания с APFC (корректором коэффициента мощности), с пульсациями всего 100 мВ на максимальной нагрузке и кучей защит, его часто рекомендуют для питания усилителей на TPA3255.

Его характеристики таблицей:

До этого я собирал плату с TPA3255 с БП на 36 В.

Нагрев при фоновом прослушивании музыки (мощность от БП 5-10 Вт) небольшой:

Если не гнаться за уровнем мощности (до 50 Вт) и не «кормить» усилитель синусоидальным сигналом, комплектного пассивного радиатора хватает.

Проверим 5 В выход напряжения с платы:

До 0,5 Вт не дотягивает, это надо учесть, если подключать прожорливый модуль. Например, такой качественный источник модуль может работать нестабильно (хотя в отзывах видел — ставили).

Но для цифрового регулятора громкости (на чипе M62429 WONDOM AA-AA11117) хватает.

Заключение

Плата SAMP-100 для сборки DIY звуковых конструкции бюджетная, поэтому есть вопросы к установленным ОУ, если их заменить на AD827/823 или подобные с высоким коэффициентом нарастания выходного сигнала (не с Алиэкспресс, а например, выпаянные из пром оборудования) звук станет лучше и прозрачней на средних частотах и пропадет ВЧ шум в паузах. В остальном, это неплохая реализация платы усилителя на TPA3255 с хорошим контролем басов и высокой мощности (75 Вт на канал без искажений). Раскрывается с качественным блоком питания. Мне нужна была плата именно с выходом 5 В для цифирного регулятора громкости, но тут он для слаботочных потребителей.

Покупал плату SAMP-100 и импульсный блок питания diymore MP-H250S48 на Али (доставка в центральную часть РФ 12 дней). Если ссылки не видно — отключите блокировщик рекламы в браузере.

Еще варианты плат усилителей класса D другой мощности (от 50 Вт) для самодельных конструкций и блоки питания для них.

Спасибо за просмотр. Удачных покупок!