Amplificator audio de 10 wați folosind op

Amplificatoarele sunt coloana vertebrală a electronicii analogice. Acestea sunt utilizate pe scară largă în domeniul industriei electronice. Amplificatoarele sunt utilizate aproape în toate aplicațiile legate de audio.

Amplificatorul de putere este partea electronică a sunetului. Este proiectat pentru a maximiza magnitudinea puterii semnalului de intrare dat. În electronica sunetului, amplificatorul operațional crește tensiunea semnalului, dar nu poate furniza curentul, care este necesar pentru a conduce o sarcină.

În acest tutorial, vom construi un amplificator de 10W cu un difuzor de impedanță de 8 Ohmi conectat la acesta. Vom folosi un amplificator operațional și doi tranzistori de putere suplimentari pentru a livra ieșirea de 10 wați peste sarcina de ieșire

Topologie de construcție pentru amplificatoare

Într-un sistem de lanț al amplificatorului, amplificatorul de putere este utilizat în ultima sau ultima etapă înainte de încărcare. În general, sistemul amplificatorului de sunet utilizează topologia de mai jos, prezentată în diagrama bloc

După cum puteți vedea în diagrama bloc de mai sus, Amplificatorul de putere este ultima etapă care este conectată direct la sarcină. În general, înainte de amplificatorul de putere, semnalul este corectat folosind amplificatoare pre și amplificatoare de comandă de tensiune. De asemenea, în unele cazuri, în care este necesar controlul tonului, circuitele de control al tonului sunt adăugate înainte de amplificatorul de putere.

Cunoaște-ți sarcina

În cazul sistemului amplificator audio, sarcina și capacitatea de conducere a amplificatorului sunt un aspect important în construcție. Sarcina majoră pentru un amplificator de putere este difuzorul puternic. Ieșirea amplificatorului de putere depinde de impedanța de încărcare, astfel încât conectarea unei sarcini necorespunzătoare ar putea compromite eficiența amplificatorului de putere, precum și stabilitatea.

Difuzorul puternic este o sarcină uriașă care acționează ca o sarcină inductivă și rezistivă. Amplificatorul de putere oferă ieșire de curent alternativ, datorită acestui fapt impedanța difuzorului este un factor critic pentru transferul adecvat de putere.

Impedanța este rezistența efectivă a unui circuit electronic sau a unei componente pentru curent alternativ, care rezultă din efectele combinate legate de rezistența ohmică și reactanța.

În electronica audio, diferite tipuri de difuzoare sunt disponibile în puteri diferite cu impedanță diferită. Impedanța difuzorului poate fi înțeleasă cel mai bine folosind relația dintre fluxul de apă în interiorul unei țevi. Gândiți-vă doar la difuzor ca la o conductă de apă, apa care curge prin conductă este semnalul audio alternativ. Acum, dacă conducta a devenit mai mare în diametru, apa va curge cu ușurință prin conductă, volumul de apă va fi mai mare și, dacă scădem diametrul, cu atât va curge mai puțină apă prin conductă, deci volumul de apă va fi inferior. Diametrul este efectul creat de rezistența ohmică și reactanța. Dacă conducta devine mai mare în diametru, impedanța va fi scăzută,astfel încât difuzorul poate obține mai multă putere și amplificatorul oferă mai multe scenarii de transfer de putere și dacă impedanța crește, atunci amplificatorul va oferi mai puțină putere difuzorului.

Există diferite opțiuni, precum și diferite segmente de difuzoare sunt disponibile pe piață, în general cu 4 ohmi, 8 ohmi, 16 ohmi și 32 ohmi, dintre care difuzoarele de 4 și 8 ohmi sunt disponibile pe scară largă la tarife ieftine. De asemenea, trebuie să înțelegem că un amplificator cu 5 wați, 6 wați sau 10 wați sau chiar mai mult este puterea RMS (Root Mean Square), livrată de amplificator la o sarcină specifică în funcționare continuă.

Deci, trebuie să fim atenți la evaluarea difuzoarelor, a amplificatorului, eficiența difuzoarelor și impedanța.

Componente necesare

Pentru a construi circuitul amplificatorului de 10 wați avem nevoie de următoarele componente-

Placă Vero (punctată sau conectată se poate folosi oricine)
Ciocan de lipit
Sârmă de lipit
Unealtă de decupare și sârmă
Fire
Radiator din aluminiu
Sursă de alimentare de la șină la șină de 12V cu linie de alimentare + 12V GND -12V
Difuzor de 8 ohmi de 10 wați
2buc 4.7K Rezistor 1/4 ^mii Watt
2pcs 200R Rezistor 1/2 ^th Watt
1buc rezistor de 47k
10pF condensator 1 buc
Rezistor 3.2k
Condensator.82uF
TIP127 Tranzistor
TIP122 Tranzistor
LF351 IC cu baza IC cu 8 pini

Schema și explicația circuitului amplificatorului audio de 10 wați

Schematică pentru 10 wați amplificator este destul de simplă, LF351 amplifică tensiunea de semnal și două tranzistoare de putere oferi amplificarea puterii necesare. Puterea este preluată direct de la sursa de alimentare și furnizată difuzorului puternic de 8 ohmi prin intermediul a două tranzistoare. Pe măsură ce unda sinusoidală schimbă polaritatea, TIP127 asigură amplificarea puterii pe vârf pozitiv, iar TIP 122 asigură amplificarea puterii pe semnalele de vârf negative.

În acest circuit, TIP122 și TIP 127 sunt două componente majore. Acei doi tranzistori sunt perechi identice cu tensiunea de susținere a colectorului-emițătorului de 100V @ 100 mA. Ambele circuite integrate oferă un câștig de curent continuu ridicat - hFE = 2500 de obicei.

În imaginea de mai sus, este prezentat pachetul TO-220B, ambele tranzistoare sunt disponibile în acest pachet. Acest pachet este esențial pentru un transfer de căldură perfect și util pentru a se potrivi cu un radiator. Acești tranzistori sunt polarizați folosind rezistențele 200R. Ieșirea amplificată este preluată de la joncțiunea colectorului TIP122 și TIP127.

Testarea circuitului amplificatorului de 10 wați

Am folosit instrumente de simulare proteus pentru a verifica ieșirea circuitului; am măsurat ieșirea în osciloscopul virtual. Puteți verifica videoclipul demonstrativ complet prezentat mai jos

Alimentăm circuitul folosind + / - 12V și este furnizat semnalul sinusoidal de intrare. Osciloscopul este conectat la ieșire la o sarcină de 8 ohmi pe canalul A (galben), iar semnalul de intrare este conectat la canalul B (albastru).

Putem vedea diferența de ieșire între semnalul de intrare și ieșirea amplificată în videoclipul de mai jos.

De asemenea, am verificat puterea de ieșire, puterea amplificatorului este foarte dependentă de mai multe lucruri, așa cum s-a discutat anterior. Depinde în mare măsură de impedanța difuzoarelor, eficiența difuzoarelor, eficiența amplificatorului, topologiile de construcție, distorsiunile armonice totale etc. Circuitul real este diferit de simulare, deoarece sunt necesari mulți factori care trebuie luați în considerare în timpul verificării sau testării ieșirii.

Calculul puterii amplificatorului

Am folosit o formulă simplă pentru a calcula puterea amplificatorului -

Putere amplificator = V ² / R

Am conectat un multimetru de curent alternativ la ieșire. Tensiunea alternativă afișată în multimetru este tensiunea alternativă de vârf la vârf. Am furnizat semnal sinusoidal de frecvență foarte joasă de câțiva 25-50Hz. La fel ca în frecvența joasă, amplificatorul va furniza mai mult curent sarcinii, iar multimetrul va putea detecta corect tensiunea de curent alternativ.

Multimetrul a arătat + 8,90 V c.a. Deci, conform formulei, ieșirea amplificatorului de putere la o sarcină de 8 Ohmi este

Amplificator Wattage = 8,90 cu ² /8 Amplificator Wattage = 9.90125 (10W aproximativ)

Lucruri de reținut în timp ce construiți un amplificator de 10 w

Tranzistoarele de putere trebuie să fie conectate corespunzător la radiator. Radiatorul mai mare oferă un rezultat mai bun. De asemenea,
Este bine să folosiți condensatori de tip casetă de calitate audio pentru un rezultat mai bun.
Încercați să faceți preamplificatorul, la joncțiunea colectorului de tranzistor de putere și la urma finală de ieșire, cât mai scurt posibil. Va reduce cuplajul de zgomot în ieșire. De asemenea,
Încercați să utilizați difuzor de 8 Ohmi cu eficiență mai mare pentru a conduce cu acest amplificator de putere.

Verificați videoclipul demonstrativ de mai jos pentru acest sistem de amplificator de 10 w