TBA820 Verstärker-IC für Ihre Audioprojekte

Inhaltsverzeichnis

Mit dem TBA820 NF-Signale verstärken und über Lautsprecher wiedergeben

Sind Sie auf der Suche nach einem leistungsstarken, zuverlässigen und einfach zu integrierenden Verstärker-IC? Vielleicht ist dann ist die integrierte Schaltung TBA820 genau das Richtige für Sie.

Ähnlich wie das IC LM386 ist auch der Verstärkerbaustein TBA820 universell einsetzbar, und er kostet nur wenige Cent. Er bietet sogar eine höhere Ausgangsleistung als der in diesem Beitrag vorgestellte LM386. Bei einem Testaufbau auf meinem Steckboard brachte es das kleine achtpolige IC auf eine beträchtliche Lautstärke.

Sogar ein größerer Lautsprecher ließ sich problemlos ansteuern, und das, ohne gleich verzerrte und schaurige Töne zu liefern.

Ganz so einfach war es allerdings nicht. Als ich das erste Mal einen TBA820-Verstärker aufbauen wollte, stand ich vor einigen Problemen. Ich dachte sogar schon, die von mir bestellten Verstärkerbauteile (aus Fernost) wären „Ausschussware“, also defekt.

Wie es dazu kam und wie es dann doch noch klappte mit dem Verstärkeraufbau, können Sie in diesem Blogbeitrag lesen.

Hier sind einige Eigenschaften und Vorteile des TBA820:

Die niedrige Mindestbetriebsspannung von nur 3 Volt macht ihn ideal für batteriebetriebene Geräte und Anwendungen.
Auch die geringe Leistungsaufnahme ist vor allem für batteriebetriebene Geräte von Vorteil.
Das IC hat einen geringen Ruhestromverbrauch, was seine Effizienz verbessert.
Es sind nur wenige externe Bauteile erforderlich, was das Schaltungsdesign vereinfacht.
Die gute Ripple-Unterdrückung (Erklärung siehe unten) hilft dabei, Störgeräusche zu minimieren.
Das TBA820-Verstärker-IC bietet eine klare Audioausgabe und damit einen guten Klang.

Die Ausgangsleistung variiert je nach Betriebsspannung und Last:

2 W bei 12 V und 8 Ohm
1,6 W bei 9 V und 4 Ohm
1,2 W bei 9 V und 8 Ohm

TBA820-Verstärkeraufbau mit Startschwierigkeiten

Was macht man, wenn man so ein Verstärker-IC (oder ein anderes IC) in Betrieb nehmen möchte?

Man sucht sich das Schaltbild und baut die Schaltung auf. Ich griff auf die Standardschaltung zurück, die im Datenblatt des TBA820 zu finden ist. Hier ist sie:

Quelle: Datenblatt des TBA820

Ich entschied mich für die Schaltung rechts in der Abbildung, da ich den Lautsprecher wie auch das Eingangssignal gegen Masse schalten wollte. Wie Sie im Schaltbild sehen können, ist der Elektrolytkondensator C6 mit 47 µF nicht unbedingt notwendig. Dass ich den Elektrolytkondensator zwischen Pin 5 und 7 mit 100 µF ebenfalls besser weglassen sollte, wusste ich zu diesem Zeitpunkt aber noch nicht.

Die Bauteile sind ja schnell zusammengesucht, wenn man ein gut ausgestattetes Bauteilesortiment sein Eigen nennt. Es sind Standardbauteile, die Sie auch in der Bauteileliste weiter unten finden, zumindest die in meiner Schaltung eingesetzten.

Ich baute also die Schaltung zunächst wie im Schaltbild im Datenblatt angegeben auf und schloss den TBA820-Verstärker an eine Spannungsquelle mit 9 Volt Ausgangsspannung und an ein Kassettendeck als Signalquelle an (Line-out über Cinch).

Der Lautsprecher hatte eine Impedanz von 8 Ohm.

An den Verstärkereingang schaltete ich noch ein Potentiometer mit 10 Kiloohm, um den Signalpegel einstellen zu können.

Nach dem Einschalten war erst einmal kaum etwas zu hören – außer einem leisen und verzerrten Ton.

Zuerst dachte ich natürlich, was wahrscheinlich jeder nun denken würde.

Ich vermutete einen Fehler baum Aufbau der Schaltung. Auch ein schlechter Kontakt an einem der Bauteile im Steckboard konnte die Ursache sein. Das ist leider einer der Nachteile bei der Verwendung solcher Steckplatinen – und wahrscheinlich auch der Grund, warum viele Elektroniker diese Steckplatinen nicht mögen.

Aber auch mehrere Überprüfungen brachten keinen Fehler hervor. Der Aufbau war genau nach Schaltbild erfolgt, sodass der Verstärker eigentlich funktionieren sollte.

Ich verwendete zum Einstellen des Verstärkungsfaktors auch andere Widerstandswerte für Rf (an Pin 2). Auch der Kapazitätswert des Kondensators mit der Bezeichnung CB zwischen Pin 1 und 5 des ICs wurde probeweise verändert. Aber auch das brachte keine nennenswerte Verbesserung.

Hatte ich defekte TBA820-Bauteine erwischt? Als mehrere Überprüfungen der Schaltung erfolglos blieben, zog ich sogar das in Erwägung. (So etwas ist tatsächlich schon vorgekommen.)

Außerdem probierte ich vier weitere ICs dieses Typs aus – jedoch mit gleichem Ergebnis.

Als ich dann aber ein IC mit der Bezeichnung KA2201 (dieses hat die gleiche Anschlussbelegung) in das Steckboard einsetzte und trotzdem keine Veränderung feststellen konnte, musste ich auch eine fehlerhafte Serie ausschließen.

Warum der Verstärker schließlich doch noch funktionierte

Mehr oder weniger durch einen dummen Zufall kam es dann doch zu einem Ergebnis.

Der Elektrolytkondensator zwischen Pin 7 und 5 löste sich bei der Fehlersuche aus seinen Steckverbindungen, dabei wurde auf einmal der Ton aus dem Lautsprecher lauter und war auch nicht mehr so verzerrt wie zuvor.

Mit dem Widerstand zwischen Pin 2 und Masse konnte der Verstärkungsfaktor an den Ausgangspegel des Kassettendecks angepasst werden, was die Wiedergabe nochmals verbesserte.

Das Ergebnis:

Der an den TBA820 angeschlossene Lautsprecher mit einer Impedanz von 8 Ohm lieferte trotz der relativ geringen Ausgangsleistung eine ordentliche Lautstärke.

Der Kondensator mit der Bezeichnung CB im Schaltbild aus dem Datenblatt für das TBA820-IC dient dazu, die obere Grenzfrequenz zu begrenzen, etwa für Schaltungen, die hauptsächlich Signale im Bereich der Sprachfrequenzen wiederzugeben. Das kann zum Beispiel dann sinnvoll sein, wenn das Verstärker-IC für Funkanwendungen oder Ähnliches zum Einsatz kommt.

Bei einem Kapazitätswert von 680 pF beträgt sie 7.000 Hz, bei 220 pF 20.000 Hz.

Je kleiner der Kapazitätswert, desto höher also die obere Grenzfrequenz, was eine größere Bandbreite der Verstärkung ermöglicht.

Weil der TBA820-Verstärker zur Musikwiedergabe genutzt werden sollte, entschied ich mich für den breiteren Frequenzgang und den Kondensator mit einer Kapazität von 220 pF.

Aber eines blieb dennoch unklar an der ganzen Sache:

Warum funktioniert der Verstärkerbaustein nicht korrekt bei angeschlossenem Elektrolytkondensator zwischen Pin 5 und 7?

Als auch nach einigen Versuchen mit unterschiedlichen Bausteinen (sogar ein IC KA2201 habe ich ausprobiert) das Ergebnis das gleiche blieb, dass der Verstärker nur ohne den Elektrolytkondensator zwischen Pin 5 und 7 einwandfrei funktioniert.

Der Pin 7 ist ein sogenannter Bootstrap-Anschluss. Mehr dazu in der folgenden Erklärung:

Kurz zur Bootstrap-Schaltung

Die Bootstrap-Schaltung in Audioverstärkern sorgt dafür, dass auch bei hohen Ausgangsspannungen genügend Strom zur Ansteuerung der Transistoren fließt. Sie erhöht die Spannungsdifferenz zur Ansteuerung der Endstufentransistoren und verbessert damit die Ausgangsleistung des Verstärkers, indem sie den Spannungsabfall am Widerstand durch die Aufladung eines Kondensators kompensiert. So kann der Verstärker effizienter arbeiten und eine höhere Leistung erzielen. Mehr zum Thema Bootstrap-Schaltung können Sie demnächst in einem anderen Beitrag nachlesen.

Bauteile für den TBA820-Verstärker

Hier sind die Bauteile, die ich für den hier gezeigten IC-Verstärker verwendet habe. Neben dem Steckboard, der Spannungsquelle, und einigen Verbindungselementen sind das die unten genannten Bauteile, die problemlos im Elektronik-Bauteilehandel zu bekommen sein dürften. Doch zunächst sehen Sie das Schaltbild der von mir aufgebauten Verstärkerschaltung mit dem TBA820.

Im Schaltbild ist der Kondensator zwischen Pin 5 und 7 noch eingezeichnet, wenn ich ihn in der Schaltung auch weggelassen habe. Hier ist die Bauteileliste:

TBA820 IC
Widerstand 1 Ohm
Widerstand 68 Ohm
Widerstand 100 Ohm
Widerstand 10 Kiloohm
2 Kondensatoren 100 nF
Kondensator 220 pF
Elektrolytkondensator 47 µF
Elektrolytkondensator 100 µF
Elektrolytkondensator 470 µF
Elektrolytkondensator 1000 µF
Lautsprecher 8 Ohm

Erklärung zur Ripple-Unterdrückung:
Die Restwelligkeitsunterdrückung ist die Fähigkeit eines Verstärkers, trotz Wechselstromschwankungen in der Stromversorgung eine genaue Ausgangsspannung beizubehalten.