10 watin audiovahvistin op

Vahvistimet ovat analogisen elektroniikan selkäranka. Niitä käytetään huomattavasti elektroniikkateollisuudessa. Vahvistimia käytetään melkein kaikissa ääniin liittyvissä sovelluksissa.

Tehovahvistin on osa äänielektroniikkaa. Se on suunniteltu maksimoimaan annetun tulosignaalin tehon suuruus. Äänielektroniikassa operatiivinen vahvistin lisää signaalin jännitettä, mutta ei kykene tarjoamaan virtaa, jota tarvitaan kuorman kuljettamiseen.

Tässä opetusohjelmassa rakennamme 10 W: n vahvistimen, johon on kytketty 8 ohmin impedanssikaiutin. Käytämme operatiivista vahvistinta ja kahta ylimääräistä tehotransistoria 10 watin ulostulon toimittamiseen koko lähtökuormalla

Vahvistimien rakennetopologia

Eräässä vahvistin ketju järjestelmä, tehovahvistimen käytetään viimeisessä tai viimeinen vaihe ennen kuorman. Yleensä äänivahvistinjärjestelmä käyttää alla olevaa lohkokaaviossa esitettyä topologiaa

Kuten yllä olevasta lohkokaaviosta näet, tehovahvistin on viimeinen vaihe, joka on kytketty suoraan kuormaan. Yleensä ennen tehovahvistinta signaali korjataan esivahvistimilla ja jänniteohjausvahvistimilla. Joissakin tapauksissa, joissa tarvitaan äänensäätöä, äänensäätöpiiri lisätään ennen tehovahvistinta.

Tunne kuormasi

Audio-vahvistinjärjestelmän tapauksessa vahvistimen kuormitus ja kuorman käyttökapasiteetti ovat tärkeitä näkökohtia rakentamisessa. Päävahvistimen suurin kuormitus on kaiutin. Tehovahvistimen lähtö riippuu kuorman impedanssista, joten väärän kuorman liittäminen voi vaarantaa tehovahvistimen tehokkuuden ja vakauden.

Kaiutin on valtava kuorma, joka toimii induktiivisena ja resistiivisenä kuormana. Tehovahvistin tuottaa vaihtovirtalähdön, minkä vuoksi kaiuttimen impedanssi on kriittinen tekijä oikean virransiirron kannalta.

Impedanssi on elektronisen piirin tai komponentin tehollinen vastus vaihtovirtaa varten, joka syntyy ohmiseen vastukseen ja reaktanssiin liittyvistä yhteisvaikutuksista.

Audioelektroniikassa erityyppisiä kaiuttimia on saatavana eri tehoina ja erilaisilla impedansseilla. Kaiuttimen impedanssi voidaan parhaiten ymmärtää käyttämällä putken sisäisen veden virtauksen suhdetta. Ajattele vain kaiutinta vesiputkena, putken läpi virtaava vesi on vuorotteleva äänisignaali. Jos putkesta tulee halkaisijaltaan suurempi, vesi virtaa helposti putken läpi, veden määrä on suurempi, ja jos pienennämme halkaisijaa, sitä vähemmän vettä virtaa putken läpi, joten veden määrä on alempi. Halkaisija on vastus, jonka ohminen vastus ja reaktanssi tuottavat. Jos putken halkaisija kasvaa, impedanssi on pieni,joten kaiutin voi saada enemmän tehoa ja vahvistin tarjoaa enemmän tehonsiirtotilannetta ja jos impedanssi nousee korkeaksi, vahvistin antaa vähemmän virtaa kaiuttimelle.

Markkinoilla on erilaisia vaihtoehtoja, ja kaiuttimien segmenttejä on yleensä saatavana, yleensä 4 ohmilla, 8 ohmilla, 16 ohmilla ja 32 ohmilla, joista 4 ja 8 ohmin kaiuttimia on saatavana laajalti edullisin hinnoin. Meidän on myös ymmärrettävä, että vahvistin, jonka teho on 5 wattia, 6 wattia tai 10 wattia tai enemmän, on tehollisarvo RMS (Root Mean Square), jonka vahvistin toimittaa tietylle kuormalle jatkuvassa käytössä.

Joten meidän on oltava varovaisia kaiuttimien luokituksen, vahvistimen luokituksen, kaiuttimien tehokkuuden ja impedanssin suhteen.

Vaaditut komponentit

10 watin vahvistinpiirin rakentamiseen tarvitaan seuraavat komponentit -

Vero-kortti (pisteviivaa tai liitettyä ketään voidaan käyttää)
Juotin
Juotoslanka
Nipper ja Wire stripper -työkalu
Johdot
Alumiininen jäähdytyselementti
12 V: n kisko-kisko virtalähde + 12 V: n GND -12 V -voimaradalla
8 ohmia 10 watin kaiutin
2kpl 4.7k Vastus 1/4 ^th wattia
2 kpl 200R Vastus 1/2 ^th Watt
1kpl 47k vastus
10pF kondensaattori 1kpl
3,2k vastus
.82uF kondensaattori
TIP127-transistori
TIP122-transistori
LF351 IC 8-napaisella IC-kannalla

10 watin äänenvahvistimen piirikaavio ja selitys

Kaavamaisen 10 watin vahvistin on melko yksinkertainen, LF351 vahvistaa signaalin jännite ja kaksi Tehotransistorit antaa tarvittavat tehonvahvistuksen. Virta otetaan suoraan virtalähteestä ja toimitetaan 8 ohmin kaiuttimeen kahden transistorin kautta. Kun sinimuotoinen aalto muuttaa napaisuutta, TIP127 tarjoaa tehovahvistuksen positiivisella huipulla ja TIP 122 tarjoaa tehovahvistuksen negatiivisilla huippusignaaleilla.

Tässä piirissä TIP122 ja TIP 127 ovat kaksi pääkomponenttia. Nämä kaksi transistoria ovat identtiset parit 100 V: n Collector-Emitter -jännitteen kanssa @ 100 mA. Molemmat IC: t tarjoavat tyypillisesti suuren DC-virran vahvistuksen - hFE = 2500.

Yllä olevassa kuvassa näkyy TO-220B-paketti, molemmat transistorit ovat saatavilla tässä paketissa. Tämä paketti on välttämätön täydellisen lämmönsiirron kannalta ja hyödyllinen jäähdytyselementin kanssa. Nämä transistorit ovat esijännitettyjä käyttämällä 200R-vastuksia. Vahvistettu lähtö otetaan TIP122: n ja TIP127: n kollektoriristeyksestä.

10 watin vahvistinpiirin testaus

Tarkistimme piirin ulostuloa proteus-simulointityökaluilla; mitattiin ulostulo virtuaalisessa oskilloskoopissa. Voit tarkistaa koko alla olevan esittelyvideon

Virransyöttömme virtapiiriä +/- 12 V: lla ja syötetään sinimuotoinen tulosignaali. Oskilloskooppi on kytketty lähdön yli kanavan A (keltainen) 8 ohmin kuormitusta vastaan ja tulosignaali on kytketty kanavan B (sininen) poikki.

Tulosignaalin ja vahvistetun lähdön välinen eroero näkyy alla olevassa videossa.

Tarkistimme myös lähtötehon, vahvistimen teho riippuu suuresti useista asioista, kuten aiemmin keskusteltiin. Se riippuu suuresti kaiuttimien impedanssista, kaiuttimien tehokkuudesta, vahvistimen hyötysuhteesta, rakentamisen topologioista, harmonisista kokonaishäiriöistä jne. Emme voineet ottaa huomioon tai laskea kaikkia mahdollisia tekijöitä, jotka luovat riippuvuuksia vahvistimen tehosta. Tosielämän piiri on erilainen kuin simulaatio, koska monia tekijöitä on otettava huomioon tarkistettaessa tai testattaessa lähtöä.

Vahvistimen teholaskenta

Käytimme yksinkertaista kaavaa vahvistimen tehon laskemiseen -

Vahvistimen teho = V ² / R

Yhdistimme AC-monimetrin ulostuloon. Monimittarissa näkyvä vaihtojännite on huippu-huippu-vaihtojännite. Toimitimme hyvin matalataajuisen sinimuotoisen signaalin, joka oli muutama 25-50 Hz. Kuten matalalla taajuudella, vahvistin antaa enemmän virtaa kuormalle ja yleismittari pystyy havaitsemaan vaihtojännitteen oikein.

Yleismittari osoitti + 8,90 V AC. Joten kaavan mukaan tehovahvistimen lähtö 8 ohmin kuormalla on

Vahvistin Teho = 8,90 ² /8 vahvistin Teho = 9,90125 (10W noin)

Muistettavaa 10w-vahvistimen rakentamisen yhteydessä

Tehotransistorit on kytkettävä jäähdytyselementtiin oikein. Suurempi jäähdytyselementti tarjoaa paremman tuloksen. Myös,
Paremman tuloksen saavuttamiseksi on hyvä käyttää ääniluokiteltuja laatikkokondensaattoreita.
Yritä tehdä esivahvistin, tehotransistorin keräimen risteykseen ja loppulähtöjohtoon mahdollisimman lyhyt. Se vähentää melukytkentää ulostulossa. Myös,
Yritä käyttää 8 ohmin korkeamman hyötysuhteen kaiutinta tämän tehovahvistimen kanssa ajamiseen.

Tarkista esittely video alla tähän 10w vahvistin järjestelmä