10 vatų garso stiprintuvas naudojant op

Stiprintuvai yra analoginės elektronikos pagrindas. Jie labai naudojami elektronikos pramonėje. Stiprintuvai naudojami beveik visose su garsu susijusiose programose.

Galios stiprintuvas yra garso elektronikos dalis. Jis skirtas maksimaliai padidinti duoto įvesties signalo galios dydį. Garso elektronikoje operacinis stiprintuvas padidina signalo įtampą, tačiau negali užtikrinti srovės, reikalingos apkrovai valdyti.

Šioje pamokoje sukursime 10 W stiprintuvą, prie kurio prijungtas 8 omų impedansinis garsiakalbis. Mes naudosime operacinį stiprintuvą ir du papildomus galios tranzistorius, kad galėtume perduoti 10 vatų išėjimą per išėjimo apkrovą

Stiprintuvų konstrukcijos topologija

Į stiprintuvo grandinės sistema, maitinimo stiprintuvas yra naudojamas ne paskutinę arba galutiniame etape prieš krūvį. Paprastai garso stiprintuvo sistema naudoja žemiau pateiktą topologiją, parodytą blokinėje diagramoje

Kaip matote aukščiau pateiktoje blokinėje diagramoje, galios stiprintuvas yra paskutinis etapas, tiesiogiai sujungtas su apkrova. Paprastai prieš galios stiprintuvą signalas koreguojamas naudojant išankstinius stiprintuvus ir įtampos valdymo stiprintuvus. Be to, kai kuriais atvejais, kai reikalingas tono valdymas, tono valdymo schema pridedama prieš galios stiprintuvą.

Žinok savo krūvį

Garso stiprintuvo sistemos atveju stiprintuvo apkrova ir apkrovos varomoji galia yra svarbus aspektas statyboje. Pagrindinė galios stiprintuvo apkrova yra garsiakalbis. Galios stiprintuvo išėjimas priklauso nuo apkrovos varžos, todėl netinkamos apkrovos prijungimas gali pakenkti galios stiprintuvo efektyvumui ir stabilumui.

Garsiakalbis yra didžiulė apkrova, kuri veikia kaip indukcinė ir varžinė apkrova. Galios stiprintuvas teikia kintamosios srovės išvestį, todėl garsiakalbio varža yra labai svarbus veiksnys norint tinkamai perduoti energiją.

Varža yra efektyvi kintamosios srovės elektroninės grandinės ar komponento varža, atsirandanti dėl bendro poveikio, susijusio su omine varža ir reaktyvumu.

„Audio electronics“ skirtingi garsiakalbių tipai yra skirtingos galios ir skirtingos impedanso. Garsiakalbio varža gali būti geriausiai suprantama naudojant vandens srauto santykį vamzdžio viduje. Tiesiog pagalvokite, kad garsiakalbis yra vandens vamzdis, o vamzdžiu tekantis vanduo yra kintamasis garso signalas. Dabar, jei vamzdis taps didesnis skersmens, vanduo lengvai tekės per vamzdį, vandens tūris bus didesnis, o jei mes sumažinsime skersmenį, tuo mažiau vandens tekės per vamzdį, taigi vandens tūris bus žemesnis. Skersmuo yra poveikis, kurį sukuria ominis atsparumas ir reaktyvumas. Jei vamzdis bus didesnis skersmens, varža bus maža,todėl garsiakalbis gali gauti daugiau galios, o stiprintuvas suteikia daugiau energijos perdavimo scenarijų, o jei varža padidės, stiprintuvas suteiks mažiau galios garsiakalbiui.

Rinkoje yra įvairių pasirinkimų, taip pat yra skirtingų garsiakalbių segmentų, paprastai su 4 omų, 8 omų, 16 omų ir 32 omų, iš kurių 4 ir 8 omų garsiakalbiai yra plačiai prieinami pigiais tarifais. Be to, turime suprasti, kad 5 W, 6 W ar 10 W ar dar daugiau stiprintuvas yra RMS (Root Mean Square) galia, kurią stiprintuvas teikia tam tikrai apkrovai nuolat veikdamas.

Taigi, turime būti atsargūs kalbėdami apie garsiakalbių reitingą, stiprintuvo reitingą, garsiakalbio efektyvumą ir varža.

Reikalingi komponentai

Norėdami sukurti 10 vatų stiprintuvo grandinę, mums reikia šių komponentų:

1. „Vero“ lenta (gali būti naudojamas taškuotas ar prijungtas bet kas)
2. Lituoklis
3. Litavimo viela
4. „Nipper“ ir „Wire stripper“ įrankis
5. Laidai
6. Aliuminio radiatorius
7. 12 V bėgių-bėgių maitinimas su + 12 V GND -12 V maitinimo bėgiais
8. 8 omų 10 vatų garsiakalbis
9. 2vnt 4.7k rezistorius 1/4 ^th vatas
10. 2vnt 200R rezistorių 02/01 ^-oji Watt
11. 1vnt 47k rezistorius
12. 10pF kondensatorius 1vnt
13. 3,2k rezistorius
14. .82uF kondensatorius
15. TIP127 tranzistorius
16. TIP122 tranzistorius
17. LF351 IC su 8 kontaktų IC pagrindu

10 vatų garso stiprintuvo grandinės schema ir paaiškinimas

10 vatų stiprintuvo schema yra gana paprasta, Lf351 sustiprina signalo įtampą ir du Klistronų suteikti būtiną maitinimo amplifikacija. Maitinimas tiesiogiai paimamas iš maitinimo šaltinio ir per du tranzistorius tiekiamas į 8 omų garsiakalbį. Kai sinusoidinė banga keičia poliškumą, TIP127 suteikia galios stiprinimą teigiamoje smailėje, o TIP 122 - galios stiprinimą esant neigiamiems smailių signalams.

Šioje grandinėje TIP122 ir TIP 127 yra du pagrindiniai komponentai. Šie du tranzistoriai yra identiškos poros su 100 V kolektoriaus-spinduolio palaikomąja įtampa @ 100 mA. Abiejuose IC paprastai būna didelis nuolatinės srovės padidėjimas - hFE = 2500.

Ankstesniame paveikslėlyje parodytas TO-220B paketas, abu tranzistoriai yra prieinami šiame pakete. Šis paketas yra būtinas tobulam šilumos perdavimui ir naudingas, kad tilptų prie radiatoriaus. Šie tranzistoriai yra šališki naudojant 200R rezistorius. Sustiprinta išvestis imama iš kolektoriaus TIP122 ir TIP127 sankryžos.

10 vatų stiprintuvo grandinės testavimas

Mes naudojome proteus modeliavimo įrankius, kad patikrintume grandinės išvestį; matavome išėjimą virtualiame osciloskope. Galite patikrinti visą žemiau pateiktą demonstracinį vaizdo įrašą

Mes maitiname grandinę naudodami + / - 12 V ir pateikiamas sinusinis įvesties signalas. Osciloskopas yra prijungtas per išvestį prieš 8 omų apkrovą kanale A (geltonas), o įvesties signalas yra prijungtas prie kanalo B (mėlynas).

Išvesties skirtumą tarp įvesties signalo ir sustiprintos išvesties galime pamatyti toliau pateiktame vaizdo įraše.

Be to, mes patikrinome išėjimo galią, stiprintuvo galia labai priklauso nuo kelių dalykų, kaip aptarta anksčiau. Tai labai priklauso nuo garsiakalbio impedanso, garsiakalbio efektyvumo, stiprintuvo efektyvumo, konstrukcijos topologijų, visų harmoninių iškraipymų ir kt. Mes negalėjome apsvarstyti ar apskaičiuoti visų galimų veiksnių, kurie sukuria stiprintuvo galios priklausomybę. Tikrojo gyvenimo grandinė skiriasi nuo modeliavimo, nes tikrinant ar tikrinant išvestį reikia atsižvelgti į daugelį veiksnių.

Stiprintuvo galios apskaičiavimas

Norėdami apskaičiuoti stiprintuvo galią, naudojome paprastą formulę -

Stiprintuvo galia = V ² / R

Mes išėjime sujungėme kintamosios srovės kelių metrų skaitiklį. Kintama įtampa, rodoma keliuose matuokliuose, yra kintamosios ir kintamosios įtampos. Mes teikėme labai žemo dažnio sinusoidinį signalą, kurio dažnis yra 25-50Hz. Kaip ir žemo dažnio atveju, stiprintuvas į apkrovą tieks daugiau srovės, o multimetras galės tinkamai aptikti kintamosios srovės įtampą.

Multimetras rodė + 8.90V AC. Taigi pagal formulę galios stiprintuvo išėjimas esant 8 omų apkrovai yra

Stiprintuvas galia vatais = 8.90 ² /8 stiprintuvas galia vatais = 9,90125 (10W apytiksliai)

Dalykai, kuriuos reikia atsiminti statant 10w stiprintuvą

• Maitinimo tranzistoriai turi būti tinkamai prijungti prie radiatoriaus. Didesnis radiatorius suteikia geresnį rezultatą. Be to,
• Geresniam rezultatui pasiekti naudinga naudoti garso klasės reitingo dėžutės tipo kondensatorius.
• Pabandykite padaryti kuo trumpesnį išankstinį stiprintuvą, maitinimo tranzistoriaus kolektoriaus mazgą ir galutinį išėjimo pėdsaką. Tai sumažins triukšmo sujungimą išėjime. Be to,
• Pabandykite naudoti 8 omų didesnio efektyvumo garsiakalbį, kad galėtumėte vairuoti su šiuo galios stiprintuvu.

Patikrinkite žemiau pateiktą šios 10 W stiprintuvo sistemos demonstracinį vaizdo įrašą