Dual Bridge Power AMP - STA540 TDA7266 TDA7297

Dual Bridge Audio Power AMP 是因應我久租在外所設計出來的單電源輸入的音頻功率放大器，
考慮到不能用線性雙電源太過於厚重且龐大不好攜帶，於是找了單電源的主IC來設計，篩選出來的IC功率需要足以應付多種環境，失真不能高，聆聽效果不能犧牲，IC 周邊電路也需要合理。我從最原始的原廠電路實際上電測試，用累積下來的經驗總結來強化它，比如 電源濾波電路 RRS，一開始設計它主要用當前級的穩壓器，後來被我修改成降低 Switching Power 的雜訊，效果不錯，慢慢調整移植到後級上，可當穩壓器兼濾波器，中間經過了幾個複雜的版本，前級穩壓器版本同時有串聯並聯穩壓、恆流源、多級、堆疊、濾波後穩壓；最後勝出的是最簡化也最通用的版本。
電路上的被動零件也都被我進行篩選過，得到的結果也很滿意。

以 3 吋全音域喇叭測試, 靜音時沒有煩人的底噪音，播放音樂聲音清晰明亮，樂器表達力道足夠，人聲清楚，各種聲音分離度相當不錯。電路優化後, 頻寬聽起來更廣而且背景更安靜了。後來我帶到老家以4吋全音域跟落地式被動三頻分音喇叭測試，推力甚至比我預想的好很多，體積縮小，散熱片縮小的情況下還可以很好的推動低音。

總結特點如下:

 - 體積小
 - 發熱量小
 - 待機耗電量小
 - 失真低
 - 雜訊小
 - BTL 橋接輸出，推力好
 - 回授電路在內部，干擾小
 - 輸入靜電放電 ESD 保護
 - 輸出端、電源端 Ringing 抑制

 Main IC
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主放大晶片可選擇 ST 的 TDA7266 、 TDA7297、STA540，PCB 都可兼容。

這系列為 AB 類的 IC 有著失真低，雜音低，輸出推力好的優點，且輸出為 BTL 橋接模式，輸出電壓振幅大，主要差異如下:


放大倍數   : TDA7297 > TDA7266 > STA540    ( 實測 x40, x20, x15.9 )
電壓迴轉率: TDA7297 > TDA7266 > STA540    ( 實測 4.57 V/us, 3.20 V/us, 2.26 V/us )
輸出瓦數   : STA540 > TDA7297 = TDA7266    ( <官方數據 22.5 W, 18 W, 18 W> )
消耗電流   : STA540 > TDA7297 = TDA7266    ( 實測 109 mA, 50 mA, 50 mA )


還有這是我的聆聽體驗：
低頻量感： STA540  > TDA7266 > TDA7297
高音量感： TDA7297 > 7TDA7266 > STA540
均衡性： TDA7266 > STA540 > TDA7297

STA540 則為車用等級，它的輸出級為 Sziklai Pair BJT，值得嘗試看看。 TDA7297 的速度在這之中是最快的，高音表現比其他的好，不過速度快波型有點振鈴現像，相比其它聽起來會比較尖銳。TDA7266 則介於 STA540 與 TDA7297。
這三顆大致上相差不會太遠，主體都一致，只差別在修飾，有地方加分則有其它地方減分
比如我在桌上型全音域喇叭 搭配 STA540 最剛好，有感染力;
不過在立式三路分音大劇院喇叭卻是搭配 TDA7297 最動聽。

Optimization
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 - PCB 類比小訊號接地（AGND）和 電源接地 (PGND) 分離
 - PCB 頂層電源接地佈局、45° 拐角佈線
 - IC 使用低阻抗低電感旁路電容 <Capacitor_Z-F_Plot.html>
 - IC ST 這系列的 本身有輸出短路、過熱、高電感負載、ESD 保護
 - 電晶體 充放電逆電流保護
 - 喇叭輸出端 Snubber Circuit 消除 Ringing
 - 訊號輸入端 使用大交連電容，極低截止頻率
 - 訊號輸入端 ESD 靜電突波保護
 - 訊號輸入端 高頻濾波，抗 Radio frequency 干擾
 - 電源輸入端 使用低阻抗大電容，並增加 Snubber Circuit
 - 電源輸入端 濾波電路 RRS 濾除雜訊與漣波
( RRS 最小工作時輸入輸出壓差只有 1.7 V. 量測筆電變壓器輸出為 19.3V, 經過 RRS 後為17.6V, 符合 IC 的 max Vcc Supply Range: 18V. )

 Measurement
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 - 靜態輸出雜訊
無輸入訊號, 喇叭輸出接腳上示波器，雜訊低於 2mV

 - 靜態接腳雜訊:
STA540 的控制接腳 Pin6 SVR 與 Pin7 ST-BY 雜訊低於 1mV

 - 動態電壓波動:
以 3吋 4 Ohm 單體當負載, 播放低頻, 控制接腳 Pin6 SVR 與 Pin7 ST-BY 波動小於 2mV, IC 電源腳波動小於 20mV

更多測量細節:
-  Dual Bridge Power AMP - STA540 TDA7266 TDA7297 - Measurement Detail

 Setting
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 - 電路板可以使用不同的 IC，
    當使用 TDA7266 or TDA7297時: J1 要連起來;
    使用 STA540時: J1 不接

 - Standby Mode: 啟動的方法為 C1 將電容兩側短路，Standby Mode 時，靜態電流只有 3.2 mA

 注意事項
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- ST STA540 TDA7266 TDA7297 IC 的背面散熱面為接地，而 ST TIP122 背面散熱面為電源正電，裝散熱片或裝機殼時要小心分開，不然電源會短路。至少一個要分開或加隔離片

 

 

 

 

 

Schematic
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PCB Front
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 PCB Back
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Enjoy
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