Circuit amplificator audio de 25 wați folosind tda2040

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 audio. Este conceput 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 25W folosind IC amplificator de putere TDA2040 cu un difuzor de impedanță de 4 Ohmi conectat la acesta.

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.

Construcția unui amplificator simplu de 25W

În tutorialele noastre anterioare, am realizat un amplificator de 10 wați folosind amplificator op și tranzistor de putere. Dar pentru acest tutorial, vom construi un amplificator de putere de 25W care va conduce un difuzor de impedanță de 4 Ohmi. Pentru aceasta vom folosi un amplificator de putere specific IC. Am selectat IC-ul amplificatorului de putere TDA2040.

În imaginea de mai sus, este afișat TDA2040. Este disponibil în majoritatea magazinelor online generice, precum și pe eBay. Pachetul se numește pachet „ Pentawatt ” cu 5 pini de ieșire. Diagrama pinout este destul de simplă și disponibilă în foaia tehnică,

Tabul este conectat la pinul 3 sau la –Vs (sursă de alimentare negativă). Ca să nu mai vorbim, Heatsink-ul conectat cu fila are, de asemenea, aceeași conexiune.

Dacă verificăm fișa tehnică, putem vedea și caracteristicile acestui amplificator de putere IC

Caracteristicile IC sunt destul de bune. Oferă protecție la scurtcircuit la masă. De asemenea, protecția termică va oferi caracteristici suplimentare de siguranță datorită unei condiții de suprasarcină. După cum putem vedea, TDA2040 este capabil să furnizeze o ieșire de 25W la o sarcină de 4 ohmi dacă este conectată o sursă de alimentare divizată cu ieșire de +/- 17V. În acest caz, THD (Distorsiunea armonică totală) va fi de 0,5%. În aceeași configurație, dacă obținem o putere de 30 W, THD va deveni 10%.

De asemenea, există un alt grafic în foaia tehnică care oferă relația dintre tensiunea de alimentare și puterea de ieșire.

Dacă vedem graficul, putem obține o putere de ieșire mai mare de 26W dacă utilizăm o sursă de alimentare divizată cu o ieșire mai mare de 15V. Deci, să facem amplificatorul de putere să funcționeze cu difuzor de impedanță de 4 ohmi la 25 Watt fără a compromite THD.

Componente necesare

Pentru a construi circuitul avem nevoie de următoarele componente-

1. Placă Vero (punctată sau conectată se poate folosi oricine)
2. Ciocan de lipit
3. Sârmă de lipit
4. Unealtă de decupare și sârmă
5. Fire
6. Radiator din aluminiu
7. Alimentare de la șină la șină de 17V cu linie de alimentare + 17V GND -17V
8. Difuzor de 4 ohmi de 25 wați
9. 4.7R Rezistor 1/2 Watt
10. 680R Rezistor 1/4 ^mii Watt
11. Rezistor de 22k
12. Rezistor de 10k
13. Condensator 100nF /.1uF 4buc
14. Condensator 22uF
15. TDA2040

Schema și explicația circuitului amplificatorului audio de 25 wați

Schema amplificatorului audio de 25 wați este destul de simplă; TDA2040 amplifică semnalul și oferă o putere de 25 Watt RMS la difuzorul de 4 ohmi. C4 și C5 utilizate ca condensator de filtrare de decuplare. C1 și R1 acționează ca un filtru. R2, R3 și C2 furnizează feedback-ul necesar amplificatorului de putere. R4 și C3 sunt circuitul snubber pentru a fixa feedback-ul de la sarcina inductivă (difuzor puternic).

Testarea circuitului amplificatorului de 25 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 +/- 17V și este furnizat semnalul sinusoidal de intrare. Osciloscopul este conectat la ieșire la o sarcină de 4 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 videoclip: -

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 + 10,1V AC. Deci, conform formulei, ieșirea amplificatorului de putere la o sarcină de 4 Ohmi este

Amplificator Wattage = 10,1 cu ² / cu 4 Amplificator Wattage = 25,50 (25W aproximativ)

Lucruri de reținut în timp ce construiți un amplificator de 25w

La construirea circuitului, amplificatorul de putere TDA2040 trebuie conectat 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.

Este întotdeauna o alegere bună să utilizați PCB pentru aplicații audio. Cel mai bun mod de a construi PCB este să faceți referire la liniile directoare ale producătorului IC. Există un proiect de referință PCB furnizat în fișa tehnică a TDA2040.

În imaginea de mai sus, este prezentat un circuit de probă cu aspectul PCB. Este mai bine să rămâneți cu aspectul de referință și este într-un raport 1: 1. Va reduce cuplajul de zgomot în ieșire.

De asemenea, încercați să utilizați difuzor de 4 Ohmi cu o eficiență mai mare, cu o putere corespunzătoare pentru a conduce cu acest amplificator de putere.