12 V: n äänenvahvistin, joka käyttää tip35c: tä - luokan vahvistin

Kaiuttimet ovat raskaita kuormia, ja ne edellyttävät yleensä suurta virtaa, joka saadaan ulkoisesta piiristä. Tämä johtuu siitä, että joskus tuotettu äänentoisto, sanotaanpa mikrofonista tai kitaran äänikäämeistä, ei tuota suurivirtaista suurta amplitudilähtöä, joten kaiuttimen käyttö ei ole sopivaa. Siksi meillä on jotain, jota kutsutaan äänivahvistimiksi. Vahvistimia on monia luokkia, ja olemme aiemmin rakentaneet paljon äänivahvistinpiirejä pienistä 10 W: n vahvistimista raskaaseen 100 W: n tehovahvistimeen. Tiedämme myös, että elektroniikassa on useita vahvistintyyppejä, joitain yleisiä nimiä, joita olet saattanut kohdata, ovat puskurivahvistin, esivahvistin ja tehovahvistin.

Ero puskurivahvistimen, esivahvistimen ja tehovahvistimen välillä:

Puskuri vahvistin tuottaa saman signaalin täsmälleen sama amplitudi heikosta äänilähteestä, kun taas esi-vahvistin vahvistaa signaalin paljon suurempi jännite syöttö lähteestä. Esivahvistimen lähtö lähetetään edelleen tehovahvistimeen. Tehovahvistimen lähde nykyisen kuormaan riippuen tulosignaalin amplitudi. Siten tehovahvistin on elektroninen laite, joka tuottaa tarvittavan tehon (jännite x virta) kaiuttimeen.

Tässä projektissa ajetaan kaiutinta yksinkertaisella ja edullisella tehovahvistimella, tehovahvistinpiiriin käytämme TIP35C-tehotransistoria.

Tarvittavat komponentit

Tähän Audio Power Amplifier -projektiin vaaditaan seuraavat komponentit -

TIP35C Tehotransistori.
Jäähdytyselementti mallille TIP35C.
1k vastus.
470uF 25V kondensaattori.
Äänituloliitin (vaaditusta tulolähdeliittimestä riippuen).
Leipälauta.
12 V: n virtalähde
Kaiutin

Piirikaavio luokan A vahvistimelle käyttäen TIP35C: tä

TIP35C-audiovahvistimen kytkentäkaavio on esitetty alla.

TIP35C-audiovahvistimen toiminta

Transistori toimii vahvistimena vahvistamalla tulosignaalia. Jos DC-esijännitettä syötetään transistorin emitteri-pohja-liitoksen yli, transistori pysyy eteenpäin esijännitetyssä tilassa, joka voidaan ylläpitää riippumatta signaalin napaisuudesta. Tämä on luokan A vahvistin. Siksi transistori on aina esijännitetty ON-tilassa. Siten tulosignaalin koko jakson aikana transistori tuottaa minimaalisen vääristymän lähtösignaalin maksimiamplitudissa.

Koska luokan A vahvistin vaatii suuren kuormavirran käyttämistä, transistorin nimellisarvon on oltava riittävä kompensoimaan korkea kollektorivirta. Kuorma eli kaiutin on kytketty keräimen yli. Siksi transistorilla on oltava suuri kollektorivirta. TIP35C toimittaa tämän onnistuneesti, koska se on 100 V: n tehotransistori yhdessä 25 A: n kollektorivirran kanssa. Edellä mainitun piirin suurin haittapuoli on kuitenkin tehovahvistimen yleinen hyötysuhde. Koska piiri on luokan A vahvistimen perusrakenne, melkein suuri määrä virtaa menetetään lämpöhäviönä tehotransistorin TIP35C yli. Suuren jäähdytyselementin liittäminen on pakollista lämmön haihtumisen huomioon ottamiseksi. Piirin muuntotehokkuus on alhainen.

TIP35C: n yksityiskohtainen tappi-kaavio on esitetty alla olevassa kuvassa

Vastusta R1 käytetään kantavastuksena, joka tarjoaa riittävän kantavirran transistorin ohjaamiseksi kyllästyspisteessä. 470uF-kondensaattori C1 on piirin olennainen osa. Tämä johtuu siitä, että kondensaattori palvelee kahta tarkoitusta. Ensinnäkin kondensaattori eristää alustaa tulolähteellä niin, että perusjännite tai -virta ei voi vaikuttaa äänilähteeseen, ja toinen tarkoitus on toimia DC-estokondensaattorina tulolähteestä. Kondensaattori estää DC: n ja kulkee vain AC: n läpi. Tätä palvelee tehokkaasti 470uF-kondensaattori ja se sallii vain AC-taajuuden kulkemisen.

Virtalähde on kytketty sarjaan kaiuttimen kanssa. Transistori hankkii kaiuttimen GND: llä. Siksi pienet muutokset alustassa voivat manipuloida kuormitusta eli kaiutinta.

Testataan 12 V: n tehovahvistinta

Piiri on rakennettu leipälautaan. Leipälautani kokoonpano näyttää tältä alla. Kuten näette, piiri vaatii paljon vähemmän ulkoisia komponentteja ja on siten helppo rakentaa

Piiri testataan 9 watin kaiuttimella, joka on esitetty alla olevassa kuvassa

Oikean kaiuttimen valitseminen on tärkeää kaikille vahvistimille. Huono suorituskykyinen kaiutin voi pilata hyvin rakennetun vahvistimen. Joten jokaiselle, joka rakentaa äänikohtaista sovellusta, jossa kaiutin on päätie, varmista, että sinulla on hyvin toimiva kaiutin. Tämän tehovahvistinpiirin testaamiseen käytetään yllä olevaa kaiutinta. Tämä kaiutin on yli 60 vuotta vanha ja se on korjattu vanhasta putkivahvistimesta. Olen kuitenkin rekonstruoinut tämän kaiuttimen melkein kolme vuotta sitten. Se on 4 ohmin kaiutin, joka voi tuottaa melkein 9 watin tehon ja kaiuttimen halkaisija on halkaisijaltaan 6 tuumaa.

Seuraava asia on äänitulo. Äänitulo annetaan matkapuhelimella. Koska matkapuhelimessa on jo sisäänrakennettu esivahvistin, voidaan katsoa, että testaus tehdään perusesivahvistimella ennen tehovahvistinta testausvaiheen aikana. Piiri toimi melko hyvin ja lähtöteho on melko hyvä. Täydellinen testausvideo on tämän sivun alaosassa.

Johtopäätös

Se on perustyyppinen luokan A tehovahvistinpiiri, jossa on 12 V: n tulo ja joka käyttää vähintään kolmea komponenttia. Se ei kuitenkaan ole yhtä hyvä kuin markkinoilla oleva perinteinen tehovahvistin. Parannuksia voidaan tehdä edelleen ja yleistä suorituskykyä voidaan parantaa.

Piirin lisäparannukset

Piiriä voidaan parantaa edelleen lisäämällä täydentävä PNP-tehotransistori ja konfiguroimalla piiri työntövetovahvistimeksi. Tällaisessa tapauksessa ylimääräisiä suodatin- tai transistoripohjaisia esivahvistimia voidaan käyttää kompensoimaan piirille tarvittava amplitudijännite. Lisäksi taajuuskorjainpiiri voidaan lisätä myös oikeaan BASS-, MID- ja TREBLE-suorituskykyyn.