Схема усилителя звука своими руками. Как собрать звуковой усилок

Автор admin На чтение 7 мин. Просмотров 2.2k. Опубликовано 15.04.2018

Звуковой диапазон обхватывает частоты от 20 Гц до 20 кГц. Человек с нормальным слухом может воспринимать эти колебания. В системах hi-and полоса воспроизводимых частот может быть расширена от 15 Гц до 40 кГц. Эти системы имеют сложные конструкторские решения. Простые схемы выдающие удовлетворительное качество звучания, можно собрать и собственными силами. Схема усилителя звука, который не сложно сделать своими руками не содержит дефицитных деталей и доступна для повторения. Такая схема может обеспечить полосу частот в пределах 50 Гц-15 кГц при коэффициенте нелинейных искажений не более 0,1% и выдать на низкоомную нагрузку выходную мощность 10-15 ватт. Собрать схему усилителя звука можно как на транзисторах, так и на интегральных микросхемах.

Простая схема усилителя звука

Любой низкочастотный каскад, предназначенный для воспроизведения музыки, состоит из предварительного блока, регуляторов тембра или эквалайзера и оконечного каскада. Если устройство предназначено для работы с несколькими источниками звука, следует предусмотреть селектор входов. Так как уровень сигнала с различных устройств отличатеся друг от друга, то в селекторе учитывается возможность выравнивания входных напряжений за счёт усиления или ограничения. Самым чувствительным является микрофонный вход, а самым «грубым» является вход, предназначенный для подключения линейного выхода магнитолы или тюнера. Принципиальная схема предварительного каскада может быть собрана на транзисторах или операционных усилителях.

Простая схема усилителя звука с регулировками звука и регуляторами тембра реализована на одном транзисторе обратной проводимости. В схеме рекомендуется использовать КТ315 или КТ3102 с любым буквенным индексом. Резистором R8, на коллекторе транзистора, устанавливается напряжение 6 вольт, а резистор R1 можно заменить на постоянный. Его величина подбирается в зависимости от уровня входного сигнала.

Своими руками схему аудио усилителя легко собрать на операционном усилителе, который обладает высоким входным сопротивлением, широкой полосой обработки и малым уровнем собственных шумов.

В этой схеме используется микросхема К1401УД2, которая содержит 4 отдельных узла с общим питанием. На этой микросхеме собирается предварительный канал для стереофонического тракта. 2 ОУ работают в правом канале и 2 в левом. В монофоническом варианте можно использовать только два элемента. Устройство состоит из канала предварительного увеличения уровня с коррекцией входного напряжения и активного трёхполосного регулятора тембра, который работает по низким, средним и высоким частотам. Существенным недостатком предварительных каскадов на операционных схемах сводится к тому, что им требуется двухполярный источник питания, что заметно усложняет конструкцию.

Усилитель мощности звука так же может быть выполнен на различной элементной базе. Чаще всего для этой цели используются комплементарные пары транзисторов разной проводимости или специализированные интегральные микросхемы. Простой каскад собран на маломощных кремниевых транзисторах. Вместо пары КТ315-КТ361 можно использовать пару КТ3102-КТ3107.

Перед подачей питания динамик следует отключить, а вместо резистора R1 поставить цепочку из, соединённых последовательно, постоянного резистора на 33 кОм и потенциометра на 270 кОм. Включить питание и вращая движок потенциометра выставить в контрольной точке указанный ток коллектора. Затем замерить полученное сопротивление цепочки и заменить её на, ближайший по номиналу, постоянный резистор. Далее подбором резистора R3 нужно установить в той же точке половину питающего напряжения. Далее подключается динамик и на вход подаётся низкочастотный сигнал с источника звука. Схема не имеет регулятора громкости и тембра, поэтому к нему можно подключить любой предварительный каскад, имеющий эти функции.

Усилитель звука самодельный

Прежде чем начать выбор схемы блока низкой частоты, нужно выяснить для какой цели он будет использоваться. Одной из популярных моделей является схема для наушников, так как многие бытовые системы не дают хорошей громкости вместе с высоким качеством звучания. Схема двухканального усилителя звука может использоваться для персонального компьютера или автомобильной магнитолы. Это делает возможным слушать музыку в салоне, не мешая окружающим.

Основой устройства является низковольтный операционник. Питание, подаваемое на 2 вывод микросхемы, лежит в диапазоне от 3 до 12 вольт. Есть аналогичные схемы, выполненные на дискретных элементах, но микросхема не требует регулировки и настройки, что имеет значение в транзисторных схемах. Правильно собранный усилитель сразу начинает работать. Усилитель звука для колонок демонстрирует более сложную схему, где отдается характерное внимание качеству звука.

Простая схема усилителя звука изготовленного своими руками

При создании самодельного устройства, радиолюбителю приходится решать много различных задач. Одна из них связана с выходной мощностью, которая ограничивается напряжением питания. Прежде всего, это касается систем для автомобиля, так как они получают питание от бортовой сети. Образцовым вариантом будет приминение отдельных микросхем. Схема полного усилителя звука — это предварительный каскад с эффективными регуляторами тембра и оконечный блок. Предложенная конструкция содержит следующие характеристики:

• Выходная мощность – 20 W X 2
• Полоса частот – 40 – 18 000 Гц
• Коэффициент искажений – 1,0%
• Напряжение питания – 8-18 В

Усилитель звука для колонок схема печатной платы Мощный усилитель на микросхеме собранный своими руками можно использовать в домашних условиях или установить в автомобиле.

Усилитель звука для колонок схема печатной платы

Печатная плата для данной схемы выполнена из фольгированного текстолита методом травления. Рисунок печатных дорожек можно нанести асфальтобитумным лаком или другим составом. Травить плату проще всего в растворе хлорного железа. Для того чтобы усилитель звука на микросхеме, сделанный своими руками работал устойчиво, элемент TDA1552Q установаем на радиатор. Для получения хорошего звучания и минимальных искажений конденсаторы С11, 12, 13 и 14 должны быть плёночными. Резисторами R7 и R8 устанавливается максимальный неискажённый сигнал на акустических системах.

Схема аудио усилителя

Интегральные микросхемы постепенно вытесняют транзисторы из схем усилителей низкой частоты. Распространение получили приборы TDA2005-2052. Они выдают достаточную выходную мощность для озвучивания салона автомобиля или жилой комнаты. Простой аудио стерео усилитель звука своими руками можно собрать на одной микросхеме TDA2005.

Конденсаторы С8 и С12 лучше ставить плёночные. Если напряжение питания не превышает 12 В, то все электролитические конденсаторы должны быть на 16 В. При большем напряжении питания рабочее напряжение ёмкостей должно быть увеличено. Собранный своими руками усилитель используется для колонок с сопротивлением от 2 до 4 Ом.

Схема усилителя звукового

В них входят такие решения, когда интегральная микросхема выполнена в оконечном каскаде, а предварительный тракт собирается на транзисторах. Чтобы собрать оконечный аудио усилитель своими руками на микросхеме потребуется небольшое количество деталей. В корпус микросхемы встроены схемы защиты от короткого замыкания, от перегрузки и превышения температуры, поэтому в системе используются только переходные конденсаторы и фильтр питания. Сделать усилитель звука своими руками не сложно на микросхеме 174 серии.

Устройство включает в себя интегральную микросхему и 8 конденсаторов, поэтому печатную плату легко нарисовать самостоятельно.

Самая простая схема усилителя звука

Простейшее устройство состоит из интегральной микросхемы и двух конденсаторов. Один из них разделительный, а второй работает как фильтр по питанию. Устройство не нуждается в наладке и при правильной сборке начинает работать сразу после включения. Схема включения усилителя звука допускает питание от автомобильного аккумулятора.

Схема оконечника выполнена на микросхеме TDA7294. Номинальная мощность, отдаваемая на нагрузку 4 Ом, составляет 70 ватт, а максимальная – 100 ватт. Микросхема применяется для широкополосных акустических систем или сабвуфера. Для получения такой мощности потребуется двухполярный источник питания с напряжением 35 вольт.

Простой усилитель звука своими руками

Собрать своими руками аудио усилитель звука без микросхем можно собрать на любых транзисторах, включая как биполярные, так и полевые. Приминение полевых транзисторов в выходном каскаде предоставило создать устройство, приближающееся по характеристикам к ламповым конструкциям.

Схема владеет следующими характеристиками:

• АЧХ линейна в диапазоне 20 Гц-100 кГц
• Коэффициент искажений на 1 кГц не превышает 0,003%
• Выходная мощность 10 ватт на нагрузке 8 Ом

Для раскачки выходного каскада потребуется напряжение 0,7 вольт, которые должен обеспечить предварительный каскад. Операционный усилитель NE5534 можно заменить отечественным ОУ КР140УД608. Стабилитроны должны быть рассчитаны на напряжение стабилизации 18 вольт. 1N4705 можно заменить двумя последовательно включенными полупроводниками на 9 вольт каждый.

Схема качественного усилителя мощности

   Собрать мощный и качественный транзисторный усилитель мощность, трудно, особенно если мощность усилителя нужна большая. Из-за большого количества комплектующих компонентов, радиолюбители часто используют микросхему. Микросхемные усилители более просты и недороги, но по-моему каждый себя уважающий радиолюбитель должен хоть раз собрать мощный усилитель на транзисторах. Сегодня мы рассмотрим вариант схемы такого усилителя, электросхема достаточно популярна, называется схема Ланзара. 

   Схема усилителя мощности была успешно повторена многими радиолюбителями, из-за своих качественных параметров. Выходной каскад усилителя работает в классе АВ, схема отличается достаточно малым количеством используемых компонентов и сравнительно высокой мощностью. Рисунок печатной платы УНЧ:

   При двухполярном питании 75 вольт, выходная мощность схемы достигает 360-380 ватт на нагрузку 4 ом, при повышении питания, нужно добавить еще одну пару выходных транзисторов, тогда можно получить на выходе 450 ватт чистой мощности, при использовании 4-х пар выходных транзисторов можно получить от схемы 550 ватт! Схема УМЗЧ отлично работает и на нагрузку в 2 ом, но повышать выходное напряжение не стоит, 40 вольт вполне хватит для получения 300 -320 ватт на нагрузку в 2 ом.

   Схема имеет широкий диапазон питяющих напряжений, от 20 до 80 вольт, малое количество деталей, высокие показатели и именно из-за этого схема нашла широкое применение не только радиолюбительских конструкциях, но и в промышленных усилителях. Схему Ланзара очень часто используют в автомобильных усилителях мощности, в этой области схема стала настоящим брендом. Это полностью симметричная схема схема была придумана в 70-х годах и до сих пор не теряет свою славу.

   В этой статье мы поговорили про общее ознакомление со схемой усилителя мощности звука, в дальнейшем мы рассмотрим разновидности схемы и особенности конструкции усилителей такого класса.
Понравилась схема — лайкни!

ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УНЧ

Смотреть ещё схемы усилителей

       УСИЛИТЕЛИ НА ЛАМПАХ          УСИЛИТЕЛИ НА ТРАНЗИСТОРАХ  

   

УСИЛИТЕЛИ НА МИКРОСХЕМАХ          СТАТЬИ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ   

    

cxema.org — Самый качественный усилитель звука

Высокое входное сопротивление и неглубокая ОС — основной секрет теплого лампового звучания. Ни для кого не секрет, что именно на лампах реализуются самые высококачественные и дорогие усилители, которые относятся к разряду HI-End. Давайте поймем, что такое качественный усилитель? Качественным имеет право называться тот усилитель мощности НЧ, который полностью повторяет форму входного сигнала на выходе, не искажая его, разумеется выходной сигнал уже усиленный. В сети можно встретить несколько схем действительно высококачественных усилителей, которые имеют право относится к разряду HI-End и совсем не обязательна ламповая схематика. Для получения максимального качества, нужен усилитель, выходной каскад которого работает в чистом классе А. Максимальная линейность схемы дает минимальное кол-во искажений на выходе, поэтому в строении высококачественных усилителей особое внимание уделяется именно этому фактору. Ламповые схемы хороши, но не всегда доступны даже для самостоятельной сборки, а промышленные ламповые УМЗЧ от брендовых производителей стоят от нескольких тысяч, до нескольких десятков тысяч долларов США — такая цена уж точно не по карману многим.

Возникает вопрос — можно ли аналогичных результатов добиться от транзисторных схем ? ответ будет в конце статьи.

Линейных и сверхлинейных схем усилителей мощности НЧ достаточно много, но схему, которая будет сегодня рассмотрена является ультралинейной схемой высокого качества, которая реализована всего на 4-х транзисторах. Схема была создана в далеком 1969 году, британским инженером-звуковиком Джоном Линсли-Худом (John Linsley-Hood). Автор является создателем еще нескольких высококачественных схем, в частности класса А. Некоторые знатоки называют этот усилитель самым качественным среди транзисторных УНЧ и я в этом убедился еще год назад.

Первая версия такого усилителя была представлена на нашем сайте. Удачная попытка реализации схемы заставила создать двухканальный УНЧ по этой же схеме, собрать все в корпусе и использовать для личных нужд.

Особенности схемы

Не смотря на простоту, схема имеет несколько особенностей. Правильный режим работы может нарушиться из-за неправильной разводки платы, неудачного расположения компонентов, неправильное питание и т.п..

Именно питание — особо важный фактор — крайне не советую питать данный усилитель от всевозможных блоков питания, оптимальный вариант аккумулятор или блок питания с параллельно включенным аккумулятором.

Мощность усилителя составляет 10 ватт с питанием 16 Вольт на нагрузку 4 Ом. Саму схему можно приспособить для головок 4, 8 и 16 Ом.

Мною была создана стереофоническая версия усилителя, оба канала расположены на одной плате.

 Поскольку оригинальных транзисторов схемы не удалось найти, пришлось использовать аналоги. Вся база — отечественная. Первый транзистор (где собственно формируется звук) поставил германиевый, на слух он звучит лучше. Можно использовать любые П-Н-П германиевые транзисторы малой мощности МП25 и ему подобные. Транзистор при желании можно заменить на КТ361 или не менее шумные.

Второй — предназначен для раскачки выходного каскада, поставил КТ801 (раздобыл достаточно трудно.

В самом выходном каскаде поставил мощные биполярные ключи обратной проводимости — КТ803 именно с ними получил несомненно высокое качество звучание, хотя экспериментировал со многими транзисторами — КТ805, 819 , 808, даже поставил мощные составные — КТ827, с ним мощность на много выше, но звук не сравниться с КТ803, хотя это лишь мое субъективное мнение.

Входной конденсатор с емкостью 0,1-0,33мкФ, нужно использовать пленочные конденсаторы с минимальной утечкой, желательно от известных производителей, тоже самое и с выходным электролитическим конденсатором.

Если схема рассчитана под нагрузку 4 Ом, то не стоит повышать напряжение питания выше 16-18 Вольт.

Звуковой регулятор решил не поставить, он в свою очередь тоже оказывает влияние на звук, но параллельно входу и минусу желательно поставить резистор 47к.

Сама плата — макетная. С платой пришлось долго повозиться, поскольку линии дорожек тоже оказывали некое влияние на качество звука в целом. Этот усилитель имеет очень широкий диапазон воспроизводимых частот, от 30 Гц до 1мГц.

Настройка — проще простого. Для этого нужно переменным резистором добиться половины питающего напряжения на выходе. Для более точной настройки стоит использовать многооборотный переменный резистор. Один шуп мультиметра присоединяем с минусом питания, другой ставим к линии выхода, т.е к плюсу электролита на выходе, таким образом, медленно вращая переменник добиваемся половины питания на выходе.

Ток покоя усилителя составляет 0,5-0,7А и это вполне нормально для класса А. КПД схемы — не более 25%, вся основная мощность источника питания превращается в ненужное тепло, которое выделяется транзисторами выходного каскада, поэтому им нужно интенсивное охлаждение, возможно понадобиться и кулер.

Все электролитические конденсаторы подбираются на 25 Вольт, хотя можно и на 16.

О звучании.

Ну, что тут сказать, чище звука еще не слышал, даже от некоторых ламповых усилителей, максимальная детальность каждой ноты, кажется, что играет живой оркестр, божественно чистый — и этим все сказано. Однозначно, эта схема может звучать лучше, чем многие ламповые усилители. Без подачи сигнала на вход из акустики нет никаких писков и шумов, даже очень тихих, а любой известный мне усилитель не способен на такой. Сравнивал звук с LM1875, с тда 2030, даже с STK412-010 и схемой ланзара — линсли худ на много лучше и чище.

В дальнейшем планируется собрать стильный корпус для этого усилителя, но об этом в другой раз.

Печатная плата

С уважением — АКА КАСЬЯН

СХЕМА УСИЛИТЕЛЯ ЗВУКА

   Думаю каждый начинающий радиолюбитель хочет собрать самодельный усилитель звука. У меня такое желание также было. И я его не оставил без осуществления. Как-то сидя за столиком с другом-радиолюбителем, листаючи страницы его личной тетради, заметил интересную схемку. Эта схема оказалать усилителем звука на 10Вт. Питание от 5 до 16 вольт. Схема была довольно-таки простой, и я сразу пошёл домой и принялся за её сборку.

   На изготовление платы ушли считаные минуты. Плату изготовил методом лазерного утюга, вытравил в хлорном железе. Осталось только найти и припаять радиодетали. Микросхему и все детали нашёл в старом нерабочем телевизоре. Микросхема в ТВ стоит на плате перед динамиком. Аккуратно поразрывав дорожки, выпаял микросхему. Её отечественный аналог — К174УН14. Это если вы будуту распаивать советский телевизор. Все остальные детали были тоже отпаянны там. Начал паять. Всё припаяв, сразу проверил пайку — всё было отлично. Главное, не забудьте поставить микросхему на радиатор. Проверить так и не терпелось, взял аккумулятор на 12в и подключил — заработало сразу. Схема усилителя ЗЧ выдаёт точных 10 ватт. Звучит музыка вполне качественно, никаких помех. Сам усилитель на плате выглядит так:

   Печатную плату нарисовал в программе layout 6.0. Плата очень удобная и экономичная. Но главное: никогда не путайте + и -, лишитесь микросхемы сразу! Печатная плата в виде изображения, так как я решил,что так проще распечатать и даже у кого нет layout 6.0, то сможете так же её открыть. 

   Таких усилителей делал 6 экземпляров. Времени на его изготовление уходит немного и запускается сразу без проблем. 

   Пять из них работало на ура, а один из них не хотел заводиться, как потом выяснилось из-за сгоревшей микросхемы, в которой и виновато путание + с -. Если хотите качественную работу, следите за своими руками. Так я спалил 3 микросхемы.

   УЗЧ закрепил в пластиковый корпус. Поставил динамик тот-же, что стоял в телевизоре. При желании можно снабдить усилитель темброблоком. Желаю успехов при сборке — Max.

Схема шестиканального усилителя звука для ПК, DVD » Страница 3 » Паятель.Ру

Схем полного усилителя НЧ с блоком питания, электронным индикатором уровня, коммутатором входов практически не встречается. В этой статье я постараюсь в меру своих способностей и возможностей восполнить этот пробел. Данный шестиканальный усилитель рассчитан на работу с сигналами, поступающими от звуковой карты и DVD проигрывателя.

Усилители мощности

Усилитель мощности состоит из 5 одинаковых блоков выходной мощностью 22 ватта на канал собранных по типовой схеме (рис. 3) и одного низкочастотного УМНЧ для канала сабвуфера с выходной мощностью 40 ватт (рис. 4). Схема последнего также не имеет особенностей за исключением номиналов нескольких деталей.

Рис.3
В несколько раз по сравнению с типовой увеличена ёмкость конденсаторов С11, С13 (даже параллельно подключены дополнительные конденсаторы). Это позволило снизить нижнюю граничную частоту усилителя до 20 Гц. Уменьшение ёмкости этих конденсаторов приведёт не к сужению полосы пропускания усилителя, а к уменьшению выходной мощности примерно до 10 ватт и к очень резкому увеличению искажений в самой низкочастотной области (и не только) при попытке увеличить мощность усилителя свыше этого значения.

Все детали этого усилителя, за исключением конденсаторов С11-С14 установлены на печатной плате размером 80×45 мм.

Детали 22-ваттных усилителей (рис. 4) размещены навесным способом ввиду предельной простоты схемы. Требуется только обеспечить минимально возможную длину соединительных проводов. Питание всех усилителей мощности подводится медными проводами с сечением проводящей жилы не менее 1 мм2 виду большого потребляемого тока.

Рис.4
Такое же требование предъявляется к проводам, подключающим акустические системы. На рис. 4 показана только схема двух каналов. Для канала 5 используется только половина микросхемы. Незадействованные выводы никуда не подключены. Одноимённые выводы питания и управления всех каналов соединены параллельно.

Усилитель, собранный по данной схеме совершенно не имеет склонности к самовозбуждению. Но если вследствие крайне неудачного монтажа это явление происходит, то между выходами каналов (например, между выводами 4 и 6 микросхемы) следует включить стандартные цепочки из последовательно соединённых двухомных резисторов любой мощности и конденсатора типа МБМ ёмкостью 0,05 мкФ. Самовозбуждение может произойти и из-за слишком длинных соединительных проводов к АС (более 5…6 метров).

Переключатель входов

Данный блок предназначен для предварительной фильтрации высокочастотных помех наводимых на выходы звуковой карты от узлов компьютера и переключения источников сигнала. Частоты импульсных токов в компьютерах имеют очень широкий спектр и достигают нескольких гигагерц. На таких частотах провода длиной всего лишь несколько сантиметров играют роль эффективной антенны.

Так как звуковые карты практически не экранированы, то всё это удовольствие по соединительным кабелям легко попадает на входы усилителя НЧ. На переходах транзисторов эти помехи детектируются и в таком виде уже могут стать слышимыми, что и выявляется легко на практике.

Все простые усилители (и не только) не имеют каких либо входных фильтров. Такое упрощение приводит к значительному ухудшению качества звука за счёт проникновения напряжения выше названных помех на вход усилителя мощности и последующего воспроизведения их громкоговорителями.

Входной фильтр данного блока задерживает сигналы с частотами выше 10 МГц. Не следует упрощать фильтр, перенеся подключения дросселей после прохождения сигнала через контакты реле. Часть наиболее высокочастотных помех благодаря паразитным ёмкостям и индуктивностям монтажа и контактов реле без труда проникает на вход усилителя НЧ.

Поэтому в качестве конденсаторов С11, С12, С21, С22 и т. д. советую применять проходные конденсаторы. Входные разъёмы (количество зависит от исполнения) рекомендую закрыть экраном, изготовленном из тонкой лужёной жести. В стенке этого экрана просверлены отверстия в которых пайкой закреплены все проходные конденсаторы.

Как работает усилитель звука (УНЧ) на транзисторе

Рубрика: Статьи обо всем Опубликовано 12.04.2020   ·   Комментарии: 1   ·   На чтение: 9 мин   ·   Просмотры:

Post Views: 902

Транзистор — это полупроводниковый прибор, который позволяет генерировать, создавать и усиливать электрические колебания. С помощью него можно усилить любой электрический сигнал. Разберем типовую. схему включения биполярного n-p-n транзистора.

Разбор схемы

Это моно-усилитель мощности звуковой частоты.

Транзистор VT1 является главным элементом в схеме усилителя. Поэтому схема называется транзисторный УНЧ (усилитель низкой частоты).

В данном случае используется n-p-n транзистор. Он включен по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Эта схема позволяет выжить максимум из транзистора. Она усиливает и напряжение, и ток одновременно. Итого максимальная мощность.

Как именно определяется схема включения? Входящий сигнал подается на базу и эмиттер, а выходящий снимается с коллектора и эмиттера. То есть, по сути, общий контакт эмиттер. Поэтому схема называется с общим эмиттером. Эмиттер – это силовая часть транзистора, которая позволяет усилить сигнал по максимуму.

Данная схема имеет один каскад усиления.

Что такое каскад

Каскад – это по сути этап усиления, который не зависит от другого. Бывают и двухкаскадные усилители. То есть, например, в схеме есть два транзистора. Один работает как предусилитель, и передает усиленный сигнал на вход второго. Поэтому схема называется двухкаскадной. Они не зависят друг от друга, но первый каскад передает сигнал на второй, что позволяет увеличить мощность сигнала.

Как питаемся схема

От качества питания зависит и качество усиления. С какими бы выдающимися характеристиками не был транзистор, если питание плохо отфильтровано или недостаточное, то усиление будет советующего качества.

На клеммы Х3 и Х4 подключается питание 6 В.

Эта схема может питаться и от аккумулятора. Однако, несмотря на то, что аккумулятор – это источник с минимальным шумом, у аккумулятора тоже есть свое сопротивление.

И чтобы оно не мешало и не влияло на работу усилителя, нужен сглаживающий и накопительный конденсатор.

Электролитический конденсатор С3 накапливает энергию источника питания, что позволяет улучшить качество усиления. Чем выше емкость – тем лучше. Естественно, у такого правила есть ограничения. Если поставить слишком большую емкость, то будет большая нагрузка на источник питания.

К тому же, электролитические конденсаторы должны разряжаться после выключения. Тем более, есть предел для увеличения емкости для схемы. Если в эту схему подключить конденсатор емкостью 1 фарад (1 000 000 мкФ), то уровень шума на выходе усилителя будет такой же, как и при 1000 мкФ. Это связано с тем, что у транзистора так же есть и свои «шумы», отсутствие экранировки на входе, динамические искажения и другие параметры.

Во время проектирования схемы все эти параметры рассчитываются. Здесь в схеме у конденсатора С3 емкость 47 микрофарад – этого достаточно для нашего транзистора, поскольку у него не большая мощность, которую он может выдать. Можно поставить и большую емкость, например, 1000 микрофарад. Главное не нежно ставить конденсатор с меньшим пределом по напряжению. Если поставить конденсатор менее 6 В (питание схемы), то конденсатор начнет нагреваться и даже может взорваться.

Вход усилителя

Вход усилителя – это клеммы Х1 и Х2.

Х2 это минус входа, а Х1 – плюс. Так как схема на один канал, то УНЧ называется моно.

Можно подключить как левый канал, так и правый и оба сразу.

Фильтрация входного сигнала

Электролитический конденсатор С1 позволяет отделить постоянную составляющую входящего сигнала от переменной.

По-простому, он пропускает только переменный сигналю. Если сигнала нет, или вход усилителя замкнут, то без этого конденсатора транзистор может перейти в режим насыщения (максимальное усиление), и на выходе появится неприятный хрип.

Не путайте этот эффект со свистом. Свист – это влияние положительной обратной связи, а в данном случае будет режим насыщения из-за короткого замыкания на входе. И на выходе усилителя будет слышен именно хрип, а не свит или звук.

Емкость конденсатора подобрана под частоту звукового сигнала. Звук начинается от 20 Гц и до 16 кГц.

Рабочая точка и смещение базы

Для того, чтобы транзистор не искажал входной сигнал, нужно его для начала чуть-чуть приоткрыть.

Это можно сделать при помощи делителя напряжения из двух резисторов R1 и R2. Этот делитель напряжения позволяет приоткрыть транзистор VT1 для того, чтобы входной сигнал не тратил свою электрическую энергию на его открытие.

Ток, который протекает через R1 и R2 поступает на базу транзистора VT1, который потом уходит через эмиттер, тем самым его открывая. Это называется базовое смещение транзистора, то есть его открытие. Напряжение смещения определяет рабочую точку. В данном случае усилитель А класса.

Как определяется класс усилителя

Класс усилителя определяется его рабочей точкой. Рабочая точка выбирается с помощью вольтамперной характеристики транзистора. Чем выше напряжение подается на вход транзистора, тем больше ток, тем выше рабочая точка.

Например, точка по центру это А класс.

А класс самый качественный из усилителей. Он усиливает как положительные, так и отрицательные полуволны входного сигнала. В то же время, у этого класса есть существенный недостаток. Это ограничение мощности и снижение энергоэффективности. Дело в том, что пока на вход УНЧ не поступает входной сигнал, он работает все время, пока он включен.

Получается, что при это расходуется лишняя электроэнергия. Поэтому, еще рабочая точка называется точкой покоя, когда усилитель не усиливает входной сигнал.

Также от рабочей точки зависит и чувствительность усилителя.

Еще есть B класс, AB и D. Они отличаются друг от друга по эффективности усиления и наличию искажений. Все зависит от используемой схемы.

Например. D класс вообще не открывает транзистор, однако с точки зрения энергоэффективности – это самый лучший выбор. Транзистор в покое не потребляет ничего, он включается только при подаче входного сигнала. И при этом если на вход подается аналоговый звуковой сигнал, то он искажается. Такой класс не подойдет для схемы, которую разбираем в этой статье.

Поэтому, схемотехники и инженеры изобрели цифровые усилители. У них аналоговый сигнал преобразовывается в цифровой, и только потом подается на вход усилителя. Транзистор не искажает входной цифрой сигнал. После усиления сигнал снова преобразовывается в аналоговый с наименьшими потерями и искажениями.

А режим АВ применяется в схемах, где есть несколько транзисторов, которые работают на свои полуволны. Есть схемы, где один транзистор усиливает только положительные полуволны, а второй только отрицательные. Такие усилители называются двухтактными.

Стабилизация работы схемы

Когда полупроводник нагревается, его сопротивление уменьшается. Транзистор сделан из полупроводника, и соответственно его p-n переходы тоже.

При работе схемы УНЧ ток течет через транзистор, и он нагревается. Обычно вся мощность рассеивается на коллекторе. И тем не менее, характеристики транзистора резко меняются, поскольку сопротивление его p-n переходом резко снижается по мере повышения температуры.

Чтобы стабилизировать работу транзистора, нужно сбалансировать его сопротивление другим источником. Это можно сделать при помощи дополнительного сопротивления.

Когда сопротивление транзистора VT1 уменьшается, резистор R3 забирает часть напряжения на себя и не позволяет увеличить ток в цепи.

Благодаря этому транзистор:

• не закрывается;
• не переходит в режим насыщения;
• не искажает сигнал;
• и не перегревается.

Это называется термостабилизация работы усилителя.

А чтобы в нормальном режиме работы, когда VT1 не нагревается, резистор R3 не уменьшал мощность схемы, в цепь включен шунтирующий электролитический конденсатор C2. Через него переменная составляющая входного сигнала проходит без потерь.

Выход усилителя

На выход к усилителю можно подключить как другой усилитель, который усилит сигнал еще больше, так и динамическую головку.
Динамическая головка — это обычный динамик. Он воспроизведёт звук с выхода транзистора VT1.

Однако и тут есть много нюансов.

Самое важное касается согласование сопротивления нагрузки и сопротивления усилителя.

Если сопротивление выхода транзистора намного больше, чем у динамической головки, то он не сможет передать всю мощность. Как минимум большая часть напряжения останется на его контактах.

Для данной схемы нужен динамик с сопротивлением около 1 кОм.

Если поставить меньше, например, на 4 Ома, то и половина мощности не воспроизведется, а коллектор VT1 начнет еще сильнее нагреваться.

Согласование сопротивлений входа, выхода и нагрузки усилителя рассчитывается на этапе проектирования схемы. Поэтому не следует их нарушать.

Как протекает ток по схеме

В начальный момент времени, при подключении питания, электролитический конденсатор С3 заряжается, и начинят питать коллектор и эмиттер транзистора VT1. А также ток проходит через делитель напряжения.

Делитель напряжения R1, R2 смещает базу VT1. Начинает течь ток смещения база-эмиттер (Б-Э), тем самым устанавливается рабочая точка УНЧ.

Когда входной сигнал поступает на клемму Х1, он проходит С1 и через делитель поступает на базу VT1 и частично уходит через эмиттер.

Входной сигнал притягивается коллектором VT1 и тем самым усиливается.

Та часть переменного сигнала, которая перешла на эмиттер транзистора, усиливается эмиттерными током. Он свободно проходит через С2, который в паре с R3 стабилизирует режим работы усилителя от перегрева и искажений.

В итоге входной сигнал усиленный коллекторно-эмиттерным (К-Э) током VT1 поступает на выход, то есть на динамическую головку BF1.

От чего зависит мощность схемы

У этой схемы есть ограничения. Можно поменять VT1 КТ315 на более мощный, у которого коэффициент усиления будет выше, но этот лимит усиления не бесконечный.

В первую очередь, все зависит от используемого транзистора. Если поменять его на более мощный, то и усиление будет выше. Но следует помнить, что чем мощнее транзистор, тем мощнее нужен входной сигнал. К тому же, придется сделать перерасчет всех компонентов. И подключать предусилитель, собирать схему блока питания, а это уже будет совсем другая схема.

У транзисторов есть ряд параметров, которые влияют на схему. Это коэффициент усиления по току (h31э), напряжению, мощности. А также важный параметр — это рассеиваемая мощность на коллекторе. С повышением мощности потребуется радиатор для отвода тепла.

Как собрать схему

Схему можно собрать на текстолите или на макетной плате. Перейдите по ссылке на эту статью, в ней подробнее описывается процесс сборки и проверки схемы.

Используйте качественные детали и хороший припой. Она рабочая. Это вообще классическая схема включения биполярного транзистора с общим эмиттером.

Также на сайте есть и другие схемы усилителей, которые не сложны в сборке и не дорогие по стоимости деталей.

Как проверить работу схемы

Достаточно прикоснуться до входа УНЧ отверткой, и на выходе послышаться треск. Это переменная наводка, которая усилится схемой.

Post Views: 902

Усилитель мощности звуковой частоты на LME49811 | Микросхема

Интегральная микросхема LME49811 представляет собой высоковольтный усилитель мощности звуковой частоты. В LME49811 встроена функция теплового отключения при достижении температурного порога в 150°C. Выходная мощность УМЗЧ на 8-ми омную нагрузку составляет 500 ватт. Достаточно большую роль в этом играет напряжение питание, которое может колебаться в широком диапазоне от ±20 до ±100 вольт. Отлично подходит для сабвуферных каналов аудиосистем. Собранная схема может прекрасно дополнить звуковой усилитель мощности на LM4702, чьим моно вариантом собственно и является. Или взята в общий архив схем радиолюбителей, которые требовательны к выходной мощности собираемых усилителей мощности звуковой частоты. Принципиальная электрическая схема представлена ниже.

Внешний вид микросхемы LME49811, распиновка и назначение выводов:

Выходное напряжение при коэффициенте гармоник 0.05% и диапазоне воспроизводимых частот от 20 до 20000 Гц составляет 68 вольт. При выходном напряжении в 30 В коэффициент гармоник от 0.00035% до 0.001%. Судя по сведениям, полученным из datasheet, ток покоя составляет всего 24 мА. Компенсационный конденсатор (Cc) является одним из самых важнейших внешних компонентов в приведенной схеме усилителя мощности звуковой частоты. Конденсатор должен быть размещён как можно ближе к LME49811. Серебряный тип слюды даст хороший результат. Можно поэкспериментировать, подобрав другой номинал вместо указанного на схеме в 30 пФ.

Обсуждайте в социальных сетях и микроблогах

Метки: УНЧ

Радиолюбителей интересуют электрические схемы:

LM3875 — усилитель мощности звуковой частоты
Усилитель мощности звуковой частоты на LM3876

USB 5V аудиоусилитель для динамиков ПК

Аудиоусилители, которые предназначены для работы с питанием 5 В от USB-разъема, например USB-порта компьютера, называются USB-усилителями.

В этой статье мы узнаем, как построить простую схему усилителя мощностью 3 Вт, которая может получать питание непосредственно от USB-порта компьютера с напряжением 5 В для управления динамиком на 8 Ом и мощностью 3 Вт. Вы можете построить пару таких схем и использовать их для создания стереовыхода на пару динамиков на 8 Ом.

Обратите внимание, что TDA2822 IC сейчас устарела. , поэтому выбор схемы, использующей эту IC для обсуждаемого проекта, может быть не очень хорошей идеей.Однако нынешний дизайн основан на IC LM4871, которая широко доступна, давайте изучим основные функции и работу этой IC

Основные характеристики

• IC работает без использования каких-либо конденсаторов связи, конденсаторов начальной загрузки или демпфирующих конденсаторов.
• Он демонстрирует исключительную стабильность благодаря Unity Gain.
• Поставляется с упаковкой WSON, VSSOP, SOIC или PDIP.
• Позволяет установить внешнюю сеть управления усилением.

Важные характеристики:

• IC LM4871D предназначен для работы с громкоговорителями с номинальным сопротивлением 3 Ом или 4 Ом при мощности 3 Вт.
• Все остальные версии серии предназначены для ручки 1.5 Вт с динамиком 8 Ом.
• Микросхемы имеют внутренний ток отключения, установленный на уровне 0,6 мкА, обычно
• Диапазон рабочего напряжения составляет от 2,0 В до 5,5 В, что идеально подходит для работы с питанием ПК от USB.
• Максимальный общий коэффициент гармонических искажений при нагрузке на динамик 8 Ом на частоте 1 кГц составляет около 0,5%

Технические характеристики выводов и упаковка

На следующем изображении показаны детали расположения выводов ИС, доступных моделей корпусов и компоновки:

5V USB Работа схемы усилителя

Список деталей

Все резисторы 1/4 Вт или 1/8 Вт, 1% MFR или SMD

• 20 K = 2 шт.
• 100 K = 1 шт. (Rpu)

Конденсаторы

• 0.39 мкФ керамический = 1 шт.
• 1 мкФ / 16 В Тантал = 2 шт.

Полупроводник

IC LM4871 = 1 шт. Пользователь может настроить усилитель несколькими указанными способами.

Коэффициент усиления первого усилителя можно регулировать извне, в то время как второй усилитель имеет внутреннюю разводку с инвертирующим единичным усилением.

Коэффициент усиления с обратной связью для первого усилителя может быть определен соответствующим выбором значений отношения Rf / Ri, в то время как то же самое было зафиксировано для второго усилителя внутри через пару резисторов 40 кОм.

Мы видим, что выход усилителя №1 сконфигурирован как вход усилителя №2, что позволяет обоим усилителям генерировать сигналы с одинаковыми значениями, хотя они могут быть сдвинуты по фазе на 180 градусов.

В результате дифференциальное усиление ИС будет AVD = 2 * (Rf / Ri).

Обычно для любого усилителя установка «мостового режима» может быть реализована путем дифференцированного управления подключенной нагрузкой через пару выходов Vo1 и Vo2.

Усилитель, настроенный в мостовом режиме, будет иметь другой принцип работы в отличие от традиционных несимметричных усилителей, у которых один конец нагрузки соединен с линией заземления.

Мостовая схема работает с большей эффективностью по сравнению с несимметричным усилителем, так как нагрузка или громкоговоритель переключаются двухтактным образом, что обеспечивает двойной размах напряжения для каждого импульса с переменной частотой.

Это фактически позволяет громкоговорителю производить в 4 раза больше мощности, чем односторонняя версия при идентичных обстоятельствах или характеристиках.

Возможность достижения такой повышенной мощности позволяет усилителю работать без каскада ограничения тока и, следовательно, без нежелательного ограничения.

Дополнительным преимуществом дифференциального мостового выхода является отсутствие чистого постоянного тока через подключенный громкоговоритель. Это происходит потому, что VO1 и VO1 смещены при одинаковых уровнях напряжения, то есть VDD / 2 в данном случае.Это позволяет усилителю работать без выходного разделительного конденсатора, который в противном случае становится обязательным в несимметричных усилителях.

Общие сведения о работе компонентов и технических характеристиках

Ri — это инвертирующий входной резистор, который используется для установки коэффициента усиления замкнутого контура вместе с Rf. Кроме того, этот резистор также реализует функцию фильтра верхних частот с Ci при fC = 1 / (2π RiCi).

Ci образует входной разделительный конденсатор, предназначенный для блокировки постоянного тока и обеспечения передачи звуковой частоты переменного тока на входных контактах.Этот конденсатор также позволяет использовать фильтр верхних частот вместе с Ri при fC = 1 / (2π RiCi).

Rf становится сопротивлением обратной связи, которое фиксирует усиление замкнутого контура с помощью Ri.

CS действует как шунтирующий конденсатор источника питания и обеспечивает фильтрацию пульсаций для источника питания.

Cb позиционируется как конденсатор шунтирующего контакта, и этот конденсатор обеспечивает фильтрацию для полупитания

Абсолютные максимальные характеристики

Максимально допустимые номинальные значения для этой схемы объясняются ниже:

• Максимальное напряжение питания 6 В, типичное рабочее напряжение составляет 5В
• Минимальный и максимальный допустимые уровни температуры -65 и 150 градусов Цельсия соответственно.
• Входной музыкальный сигнал от USB может быть в диапазоне от -0,3 В до 5,3 В.
• Максимальная рассеиваемая мощность ограничена внутренними средствами, поэтому не нужно беспокоиться об этой проблеме.

Электрические характеристики:

В dd означает напряжение питания, которое обычно находится в пределах от 2 до 5,5 В.

I dd — это ток покоя, потребляемый ИС от входного источника питания, и он может находиться в диапазоне от 6,5 мА до 10 мА

I sd — это символ тока отключения, когда потенциал контакта № 1 становится равным Vdd , запускается отключение, в результате чего потребление падает до 0.6uA

В os относится к выходному напряжению смещения и инициируется, когда Vin = 0 В, и обычно может составлять 5 В и 50 мВ в ограниченном режиме.

P 0 — выходная мощность и составляет около 3 Вт при нагрузке на динамик 8 Ом.

THD + N указывает общее гармоническое искажение, которое находится в пределах от 0,13 до 0,25% в диапазоне частот от 20 Гц до 20 кГц. .

PSRR дает нам коэффициент отклонения источника питания для Vdd при типичном напряжении 5 В, который составляет около 60 дБ.

Изображение прототипа USB-усилителя 5 В:

Рекомендация по компоновке печатной платы:

Оригинальная статья: www.ti.com/lit/ds/symlink/lm4871.pdf

Аудиоусилитель класса B | Аналоговые интегральные схемы

ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ

• Четыре батареи по 6 В
• Сдвоенный операционный усилитель, рекомендуется модель TL082 (каталожный номер Radio Shack 276-1715)
• Один силовой транзистор NPN в корпусе TO-220 — (каталог Radio Shack № 276-2020 или аналог)
• Один силовой транзистор PNP в корпусе TO-220 (каталог Radio Shack № 276-2027 или аналог)
• Один переключающий диод 1N914 (каталожный номер Radio Shack 276-1620)
• Один конденсатор, электролитический 47 мкФ, 35 Вт постоянного тока (каталог Radio Shack № 272-1015 или аналог)
• Два конденсатора, 0.22 мкФ, неполяризованный (каталог Radio Shack № 272-1070)
• Один потенциометр 10 кОм, линейный конус (каталог Radio Shack № 271-1715)

Обязательно используйте операционный усилитель с высокой скоростью нарастания . По этой причине избегайте LM741 или LM1458.

Чем ближе подходят два транзистора, тем лучше. Если возможно, попробуйте получить транзисторы TIP41 и TIP42, которые близко соответствуют силовым транзисторам NPN и PNP с номинальной мощностью рассеяния 65 Вт каждый.Если вы не можете получить транзистор TIP41 NPN, TIP3055 (доступный в Radio Shack) является хорошей заменой. Не используйте очень большие (например, корпус TO-3) силовые транзисторы, поскольку операционный усилитель может иметь проблемы с подачей достаточного тока на их базы для хорошей работы.

ССЫЛКИ

Уроки электрических цепей , том 3, глава 4: «Биполярные переходные транзисторы»

Уроки электрических цепей , том 3, глава 8: «Операционные усилители»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

• Чтобы проиллюстрировать, как построить двухтактный усилитель класса B с использованием дополнительных биполярных транзисторов.
• Для иллюстрации эффектов «кроссоверного искажения» в схеме двухтактного усилителя.
• Чтобы проиллюстрировать, как использовать отрицательную обратную связь через операционный усилитель для коррекции нелинейностей схемы

СХЕМА

ИЛЛЮСТРАЦИЯ

ИНСТРУКЦИЯ

Этот проект представляет собой усилитель звука, подходящий для усиления выходного сигнала небольшого радио, магнитофона, проигрывателя компакт-дисков или любого другого источника звуковых сигналов.Для работы в стереофоническом режиме необходимо построить два идентичных усилителя: один для левого канала, а другой — для правого. Чтобы получить входной сигнал для усиления этого усилителя, просто подключите его к выходу радио или другого аудиоустройства, например:

Эта схема усилителя также хорошо работает при усилении аудиосигналов « линейного уровня » от высококачественных модульных стереокомпонентов. Он обеспечивает удивительную мощность звука при воспроизведении через большой динамик и, возможно, работает без радиаторов на транзисторах (хотя вам следует немного поэкспериментировать с ним, прежде чем отказаться от радиаторов, поскольку рассеиваемая мощность зависит от типа динамика. использовал).

Цель любой схемы усилителя — максимально точно воспроизвести форму входной волны. Конечно, идеальное воспроизведение невозможно, и любые различия между выходными и входными формами волн известны как искажение . В аудиоусилителе искажение может привести к наложению неприятных тонов на истинный звук. Существует множество различных конфигураций схем усилителя звука, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки. Эта конкретная схема называется «двухтактной схемой класса B» .

Большинство аудио усилителей « power » используют конфигурацию класса B, где один транзистор обеспечивает питание нагрузки в течение одной половины цикла формы сигнала (он подталкивает ), а второй транзистор обеспечивает питание нагрузки для другой половины. цикла (это тянет ). В этой схеме ни один из транзисторов не остается « на » в течение всего цикла, давая каждому время « отдых » и охлаждение во время цикла формы сигнала. Это делает схему усилителя энергоэффективной, но приводит к особому типу нелинейности, известному как « кроссоверные искажения ».”

Здесь показана форма синусоидальной волны, эквивалентная постоянному звуковому тону постоянной громкости:

В двухтактной схеме усилителя два транзистора по очереди усиливают чередующиеся полупериоды сигнала следующим образом:

Если « hand-off » между двумя транзисторами точно не синхронизирован, форма выходного сигнала усилителя может выглядеть примерно так, вместо чистой синусоидальной волны:

Здесь искажение является результатом того факта, что существует задержка между моментом выключения одного транзистора и включением другого транзистора.Этот тип искажения, когда форма волны « сглаживает » в точке кроссовера между положительным и отрицательным полупериодами, называется перекрестным искажением . Одним из распространенных методов уменьшения перекрестных искажений является смещение транзисторов таким образом, чтобы их точки включения / выключения фактически перекрывались, так что оба транзистора находятся в состоянии проводимости на короткий момент в течение периода кроссовера:

Эта форма усиления технически известна как класс AB , а не класс B, потому что каждый транзистор находится в состоянии « на » более 50% времени в течение полного цикла формы сигнала.Однако недостатком этого является повышенное энергопотребление схемы усилителя, потому что в моменты времени, когда оба транзистора являются проводящими, через транзисторы, которые не проходят через нагрузку, проходит ток, а просто пропускается ток. «Закорочен» с одной шины питания на другую (с -V на + V).

Это не только пустая трата энергии, но и рассеивает больше тепловой энергии в транзисторах. При повышении температуры транзисторов их характеристики изменяются (V _{составляет} прямое падение напряжения, β, сопротивления переходов и т. Д.), что затрудняет правильное смещение.

В этом эксперименте транзисторы работают в режиме чистого класса B. То есть они никогда не проводят одновременно. Это экономит энергию и снижает тепловыделение, но допускает кроссоверные искажения. Решение, принятое в этой схеме, состоит в том, чтобы использовать операционный усилитель с отрицательной обратной связью, чтобы быстро управлять транзисторами через зону « мертвый », создавая искажения кроссовера, и уменьшать величину « сглаживания » формы волны во время кроссовера.

Первый (крайний слева) операционный усилитель, показанный на принципиальной схеме, представляет собой не что иное, как буфер. Буфер помогает снизить нагрузку на сеть входного конденсатора / резистора, которая была помещена в схему, чтобы отфильтровать любое напряжение смещения постоянного тока из входного сигнала, предотвращая усиление любого напряжения постоянного тока схемой и отправку на динамик. где это может привести к повреждению.

Без буферного операционного усилителя схема фильтрации конденсатор / резистор снижает низкочастотную характеристику (« басов, ») усилителя и усиливает высокие частоты (« высоких частот, »).

Второй операционный усилитель работает как инвертирующий усилитель, усиление которого регулируется потенциометром 10 кОм. Это не что иное, как регулировка громкости усилителя. Обычно в инвертирующих схемах операционного усилителя резистор (ы) обратной связи подключается непосредственно от выходной клеммы операционного усилителя к инвертирующей входной клемме следующим образом:

Если бы мы использовали результирующий выходной сигнал для управления базовыми выводами пары двухтактных транзисторов, мы бы испытали значительные перекрестные искажения, потому что при работе транзисторов в качестве базовое напряжение пошло с +0.От 7 вольт до — 0,7 вольт:

Если вы уже построили схему усилителя в ее окончательном виде, вы можете упростить ее до этой формы и оценить разницу в качестве звука. Если вы еще не приступили к созданию схемы, приведенная выше принципиальная схема будет хорошей отправной точкой. Он усилит звуковой сигнал, но будет ужасно звучать!

Причина кроссоверного искажения заключается в том, что выходной сигнал операционного усилителя находится между + 0.7 вольт и -0,7 вольт, ни один из транзисторов не будет проводить, и выходное напряжение динамика будет 0 вольт для всего диапазона 1,4 вольт размаха базового напряжения. Таким образом, в диапазоне входного сигнала имеется «зона , », где не произойдет никаких изменений выходного напряжения динамика. Именно здесь в схему обычно вводятся сложные методы смещения, чтобы уменьшить этот 1,4-вольтовый «промежуток » в отклике входного сигнала транзистора. Обычно делается примерно так:

Два последовательно соединенных диода упадут примерно на 1.4 вольта, что эквивалентно объединенному V _{, составляет} прямых падений напряжения на двух транзисторах, что приводит к сценарию, в котором каждый транзистор находится на грани включения, когда входной сигнал равен нулю вольт, устраняя 1,4 вольт « мертвых . Сигнальная зона, существовавшая раньше.

К сожалению, это решение не идеально: поскольку транзисторы нагреваются от передачи энергии к нагрузке, их прямое падение напряжения на их V _будет уменьшится с 0,7 В до чего-то меньшего, например 0.6 вольт или 0,5 вольт. Диоды, которые не подвергаются такому же нагреву, потому что они не проводят значительного тока, не будут испытывать такого же изменения прямого падения напряжения.

Таким образом, диоды будут продолжать обеспечивать то же напряжение смещения 1,4 В, даже если транзисторам требуется меньшее напряжение смещения из-за нагрева. В результате схема переходит в режим работы класса AB, где оба транзистора будут часть времени в состоянии проводимости.Это, конечно, приведет к большему рассеиванию тепла через транзисторы, что усугубит проблему прямого изменения падения напряжения.

Распространенным решением этой проблемы является установка термокомпенсационных резисторов « обратной связи » в эмиттерных выводах двухтактной транзисторной схемы:

Это решение не предотвращает одновременное включение двух транзисторов, а просто снижает серьезность проблемы и предотвращает тепловой пробой.К сожалению, это также приводит к появлению сопротивления в цепи тока нагрузки, ограничивая выходной ток усилителя. Решение, которое я выбрал в этом эксперименте, основано на принципе отрицательной обратной связи операционного усилителя для преодоления ограничений, присущих выходной схеме двухтактного транзистора. Я использую один диод, чтобы обеспечить напряжение смещения 0,7 В для двухтактной пары. Этого недостаточно для устранения зоны сигнала « мертвый », но он уменьшает ее как минимум на 50%:

Поскольку падение напряжения на одном диоде всегда будет меньше, чем суммарное падение напряжения на переходах база-эмиттер двух транзисторов, транзисторы никогда не могут включиться одновременно, тем самым предотвращая работу класса AB.Затем, чтобы помочь избавиться от остающегося перекрестного искажения, сигнал обратной связи операционного усилителя берется с выходной клеммы усилителя (клеммы эмиттера транзисторов) следующим образом:

Функция операционного усилителя заключается в том, чтобы выводить любой сигнал напряжения, который он должен иметь, чтобы поддерживать одинаковое напряжение на двух входных клеммах (дифференциал 0 вольт). Подключив провод обратной связи к выводам эмиттера двухтактных транзисторов, операционный усилитель имеет возможность обнаруживать любую зону « dead », где ни один из транзисторов не проводит ток, и выводить соответствующий сигнал напряжения на базы транзисторов. чтобы быстро привести их в состояние проводимости снова, чтобы « не отставал от » с формой входного сигнала.

Для этого требуется операционный усилитель с высокой скоростью нарастания (способность производить быстро нарастающее или быстро падающее выходное напряжение), поэтому для этой схемы был выбран операционный усилитель TL082 . Более медленные операционные усилители, такие как LM741 или LM1458 , могут не справиться с высоким значением dv / dt (скорость изменения напряжения с течением времени, также известная как de / dt ), необходимая для работа с низким уровнем искажений.

В эту схему добавляется всего пара конденсаторов, чтобы привести ее в окончательную форму: конденсатор емкостью 47 мкФ, подключенный параллельно диоду, помогает сохранить 0.Постоянное напряжение смещения 7 В, несмотря на большие колебания напряжения на выходе операционного усилителя, а конденсатор 0,22 мкФ, подключенный между базой и эмиттером NPN-транзистора, помогает уменьшить искажения кроссовера при низких настройках громкости:

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

Схема усилителя звука

, работа и детали усилителей Nx, Lm386

Усилитель звука — это базовая конфигурация схемы, которая требуется для усиления аудиосигнала, принимаемого через такое устройство, как микрофон, или аудиосигнала, который должен передаваться через динамик / радиоустройство / беспроводной передатчик и т. д.

На ранних стадиях, примерно в 1912 году, вакуумные трубки использовались для усиления звука, но примерно в 1970-х годах они были заменены на BJT и MOSFETS. Усилители мощности класса D (в которых используются транзисторы / полевые МОП-транзисторы) являются наиболее распространенными усилителями звука. Также можно использовать усилители мощности ClassAB, но ClassD более предпочтителен из-за его легкого веса и низких характеристик рассеивания тепла.

Аудиоусилители используются во многих приложениях от радиопередатчиков, устройств Hi-Fi, домашних аудиосистем, говорящих игрушек, роботов и даже в военных целях в качестве акустического оружия.

Что такое усилитель звука?

Базовый усилитель мощности , который предназначен для приема входного аудиосигнала низкой мощности и генерации выходного сигнала, состоящего из значения высокой мощности. Этот процесс усиления используется в различных областях, где электрический сигнал преобразуется в акустический сигнал. Усилители этого типа известны как усилители звука. Любая схема, обрабатывающая аудиосигнал, имеет усилитель звука как на входе, так и на выходе.Например, если микрофон принимает входной сигнал звуковой волны, ему необходимо предварительное усиление сигнала перед его дальнейшей обработкой и аналогично перед отправкой электрического сигнала в динамик, его необходимо усилить.

Схема усилителя звука

Схема усилителя звука состоит из транзистора, устройства для подачи входных сигналов и динамика на выходе. Транзисторы подключаются по необходимости. Важными факторами, которые необходимо учитывать при разработке аудиоусилителя, являются коэффициент усиления , шум, частотная характеристика и искажения .Чем выше коэффициент усиления, тем выше будут искажения и шум, однако отрицательная обратная связь снизит коэффициент усиления усилителя.

Схема усилителя звука

Рабочий усилитель звука

Усилитель работает не на одном каскаде. Это усиление звуковых сигналов осуществляется на различных этапах. На основании критериев зала, инфраструктуры и значения импеданса происходит усиление сигналов. Мощность, генерируемая на выходе этих усилителей, зависит от их полезности.

Входной сигнал подается с помощью любого микрофона, и когда он достигает транзистора, происходят движения большинства и неосновных носителей. Если транзистор относится к типу n-p-n, в этом случае подключения источника питания обеспечиваются таким образом, чтобы ширина обедненной области была меньше, что указывает на то, что транзистор должен находиться в полностью проводящем режиме.

Усилители могут иметь несколько транзисторов. На основе этих перемещений носителей сигнал достигает места назначения.Этот технологический сигнал, достигающий пункта назначения с копией входного сигнала, но с повышенной силой, известен как усиление .

Это примерно один каскад усиления, исходя из критериев, по которым это количество каскадов варьируется. Этапы зависят от значения силы усиления. Таким образом усилитель работает. В зависимости от критериев усиления он может варьироваться, но факторы, называемые импедансом, мощностью и т. Д., Остаются неизменными.

Приложения

Существуют различные применения усилителей звука.Некоторые из них перечислены ниже:

1. В звуковых системах эти усилители получили наибольшее распространение.
2. В различные инструменты, относящиеся к музыке, устанавливаются эти усилители.
3. В передаче радиосигналов используются эти усилители.
4. Для передачи сигналов на большие расстояния используются самые распространенные усилители.
5. Для беспроводной передачи сигналов требуется усиление звука.

Усилитель звука Nx

Этот усилитель звука Nx представляет собой тип усилителя, который достаточно хорош для усиления силы звуковых сигналов.Этот усилитель выпускается в различных версиях. Каждая версия может быть разработана разными производителями. Он поддерживает усилители класса AB. Каждый тип поддерживает два канала. Различные версии обладают различными возможностями изменения максимальной мощности. Он также имеет различные значения импеданса.

Nx Audio Amplifiers

Таким образом, можно описать, что это усилитель, который относится к звуковому усилению с различными параметрами звука, такими как изменяющаяся мощность и изменяющийся импеданс.

Аудиоусилитель Lm386

Это своего рода операционный усилитель, который предназначен для выполнения определенных задач, например, если входной сигнал подается на усилитель, он модулируется в десять, сто раз и даже лучше.Это базовый усилитель в виде микросхемы, состоящей из 8 контактов. Начальный вывод, который равен 1, и, наконец, вывод, который равен 8, обозначают значения усиления этого конкретного усилителя. Это значение усиления можно отрегулировать, подключив к цепи конденсатор.

Lm386 Audio Amplifier

К нему подключен потенциометр, чтобы можно было регулировать громкость усилителя. В усилителях этого типа искажение усиленного сигнала будет низким. Этот вид микросхемы аудиоусилителя работает от аккумулятора.Поскольку контакты, которые используются в этом чипе, могут изменять и управлять коэффициентами усиления усилителя, он может действовать как гибкий усилитель. Следовательно, Lm386 может использоваться в различных приложениях портативных усилителей звука, ультразвуковых датчиков, преобразователей мощности и т. Д.

Звуковые усилители — это базовые усилители мощности, которые могут быть разных типов, так как они разработаны в различных версиях. С технической точки зрения существуют различные параметры, и даже параметры, относящиеся к инфраструктуре, также влияют на усиление звука.Усилители звука выполнены в виде микросхем и разного размера. Многие компании-производители проектируют этот набор усилителей на основе критериев, предоставленных клиентом. Лучшим практическим примером аудиоусилителя является сирена, которая может увеличивать мощность подаваемого сигнала и выдавать выходной сигнал с максимальной силой сигнала. А теперь можете привести еще один практический пример, на котором живо можно заметить применение аудиоусилителя?

Популярные схемы аналоговых усилителей звука Mosfet

В этой статье перечислены различные типы схем аудиоусилителей, использующих Mosfet.Мы протестировали все эти схемы в нашей лаборатории и обнаружили, что все они работают удовлетворительно.

Что такое усилитель Mosfet?

Mosfet — это полупроводниковое устройство с 3 выводами, используемое в широком спектре электронных схем. Он работает как JFET, но имеет меньшую утечку тока из-за оксидной изоляции между проводниками. Mosfet — хороший выбор для создания линейных усилителей из-за меньшей нагрузки, и любой усилитель, сделанный с его использованием, называется усилителем Mosfet. Эти усилители имеют широкий спектр применения, их можно использовать во многих схемах.

Примечание: В будущем эта статья будет дополнена новыми версиями схем усилителя Mosfet; мы будем уведомлять о новых дополнениях на нашей домашней странице.

Эта статья содержит следующий список схем усилителя, использующих Mosfet.

Список цепей

1. Усилитель Mosfet мощностью 18 Вт

2. Усилитель звука Mosfet 10 Вт

3. Схема усилителя Mosfet мощностью 50 Вт

1. Усилитель звука Mosfet мощностью 18 Вт

Описание

Эта схема представляет собой усилитель звука, способный обеспечить приличную выходную мощность с минимальным количеством деталей и со значительным качеством звука.
В усилителе используется только один транзистор и два полевых МОП-транзистора, а также несколько резисторов и конденсаторов в схеме с шунтирующей обратной связью. Эта крошечная схема может выдавать колоссальные 18 Вт на динамик 8 Ом или 30 Вт на динамик 4 Ом.

Чтобы добиться такой хорошей производительности и стабильности нескольких компонентов, необходим высококачественный, хорошо регулируемый источник питания постоянного тока. Это очень важно для снижения шума и получения постоянной выходной мощности при различных нагрузках. Можно использовать хороший стабилизатор постоянного напряжения, способный обеспечить более 2 А при 40 В.Уже очень скоро вы можете ожидать такую ​​конструкцию блока питания здесь, в разделе блоков питания.

Советы.

Соберите плату на печатной плате хорошего качества. Используйте плату предусилителя с регулятором тембра перед этим усилителем, чтобы получить лучшую производительность. Если вы не хотите, тогда нет проблем, потому что в этой схеме усилителя достаточно энергии.

Компоненты.

R1 ……………… 2K2 1 / 4W Сопротивление
R2 ……………… 27K 1 / 4W Сопротивление
R3, R4 ………… .2K2 1 / 2W Триммеры
R5 ……………… 100R 1 / 4Вт Сопротивление
R6 ……………… 1K 1 / 4Вт Сопротивление
R7, R8 ……….. .330R 1 / 4W Сопротивление

C1 ……………… 22 мкФ, 25 В, электролитическая емкость
C2 ……………… 47 пФ, 63 В, полиэфирная или керамическая емкость,
C3, C4 ………… 100 мкФ, 50 В, электролитическая емкость,
C5 …………………………………………………………………………………………………………………

Q1 ……………… BC550C
Q2 ……………… IRF530 или MTP12N10
Q3 ……………… IRF9530 или MTP12P10

Схема усилителя Mosfet мощностью 18 Вт.

В начало списка

2.Усилитель звука Mosfet 10 Вт

Описание.

Схема, показанная здесь, представляет собой схему усилителя звука на полевых МОП-транзисторах мощностью 10 Вт, для которой требуется только один источник питания. Одноканальный источник питания редко используется в усилителях мощности класса B. В любом случае, для таких маломощных приложений это вполне нормально. Собственно, я получил эту схему от старого кассетного плеера, который все еще работает, и я публикую ее как есть. Силовые МОП-транзисторы BD512 и BD522 в настоящее время являются устаревшими, поэтому вы можете использовать любые другие подходящие силовые МОП-транзисторы вместо них.
Транзисторы Q1 и Q2 подключены как пара Дарлингтона, работающая как предусилитель. Предустановка R3 управляет током покоя, а R2 обеспечивает обратную связь. Выход подключен к динамику через конденсатор C4. Конденсатор C5 — это фильтр источника питания, а C2 — входной развязывающий конденсатор постоянного тока.

Усилитель звука Mosfet Принципиальная схема Усилитель mosfet мощностью 10 Вт

Примечания.

• Схема может быть собрана на плате vero.
• Используйте 30 В постоянного тока для питания цепи.
• Не ожидайте высокой производительности от этого усилителя.
• Конденсаторы C3, C4, C5 должны быть рассчитаны на 50 В, а C2 — на 10 В.
• Используйте в качестве нагрузки динамик на 8 Ом 15 Вт.

В начало списка

3. Усилитель Mosfet 50 Вт

Описание:

Первый каскад усилителя представляет собой дифференциальный усилитель на транзисторах Q1 и Q2. Конденсатор C8 — это входной разъединитель постоянного тока, R1 ограничивает входной ток, а конденсатор C1 обходит нежелательные высокие частоты.Второй каскад — это каскад драйвера, состоящий из транзисторов Q3 и Q4. Выходной каскад представляет собой дополнительный двухтактный каскад на основе полевых МОП-транзисторов IRF530 и IRF9530. Выход соединен с динамиком с помощью индуктора L1. Сеть из R15 и C5 предназначена для снижения шума. Конденсаторы C6 и C7 являются фильтрами блока питания. Предустановка R6 предназначена для регулировки тока покоя.

Схема усилителя Mosfet 50 Вт Схема усилителя Mosfet — 50 Вт

Примечания:

• Соберите схему на качественной печатной плате.
• Используйте двойной источник питания +/- 35 В постоянного тока для питания цепи.
• Для L1 сделайте 12 витков эмалированной медной проволоки на пластиковом шаблоне диаметром 1 см.
• C6 и C7 должны быть рассчитаны на 50 В; другие электролитические могут быть 10 или 15В.
• Для полевых МОП-транзисторов необходим радиатор. Подойдет алюминиевый радиатор с ребрами 8x4x4 дюйма. Не бывает слишком большого радиатора.

Усилитель звука на базе

LM386 | Полный проект с доступной схемой

Вот простая схема аудиоусилителя на основе LM386 с прототипом автора, показанным ниже.

Аудиоусилитель на базе LM386: схема и работа

Принципиальная схема аудиоусилителя на базе LM386 показана на рис. 2. Он построен на популярном усилителе LM386 (IC1), 8-омном динамике мощностью 1 Вт (LS1), четырех конденсаторах и некоторых других компонентах. Для питания этого проекта используется батарея на 6 В.

Рис. 1: Авторский прототип аудиоусилителя

на базе LM386. В этой схеме используются четыре электролитических конденсатора [два 10 мкФ, 16 В (C1 и C2) и два 220 мкФ, 16 В (C3 и C4)].C1 подключен к среднему выводу 10к потенциометра VR1. C2 подключен к контактам 1 и 8 IC1. Контакт 5 IC1 — это его выходной терминал, который подключен к динамикам LS1 через C3.

C4 подключается к плюсовой клемме аккумуляторной батареи 6В и к массе. Положительная сторона 6 В подключена к контакту 6 IC1, а другая сторона — к клемме заземления — к контакту 4.

Рис. 2: Принципиальная схема аудиоусилителя

на базе LM386. Инвертирующий контакт 2 микросхемы IC1 подключен к земле, а неинвертирующий контакт 3 подключен к входной клемме через VR1.Аудиовход подается на CON1. VR1 используется для регулировки громкости.
Строительство и испытания

Односторонняя печатная плата для усилителя LM386 показана на рис. 3, а схема ее компонентов — на рис. 4. После сборки схемы на печатной плате поместите ее в подходящую коробку. Закрепите разъем CON1 на передней панели для входа и громкоговорителя LS1 на задней стороне коробки. Подключите VR1 на передней панели для управления громкостью.

Рис. 3: Схема печатной платы аудиоусилителя на базе LM386 4: Компонентная компоновка печатной платы

Загрузите печатную плату и компоновку компонентов в формате PDF:

щелкните здесь

Перед использованием этого проекта протестируйте его, используя батарею 6 В.Подключите динамик на 8 Ом и мощностью 1 Вт к выходному контакту 5 микросхемы IC1 — C3. Включите S1 и удерживайте VR1 в среднем положении. Теперь возьмите отвертку и осторожно коснитесь ею контакта 3 входной клеммы IC1. Вы должны услышать жужжащий звук из динамика. Это подтвердит, что ваша схема работает и готова к использованию.

Примечание. LM386 обеспечивает выходную мощность от 250 милливатт до одного ватта в зависимости от напряжения питания и нагрузки. Обратитесь к его техническому описанию для получения подробной информации.

---

Радж К.Горхали регулярно пишет на EFY. В его интересы входит проектирование электронных схем.

Эта статья была впервые опубликована 28 февраля 2017 г. и обновлена ​​17 апреля 2019 г.

Лучшая схема усилителя звука — Инженерные проекты

Любители электроники любят создавать свои собственные устройства, которые могут использоваться в нашей повседневной жизни. На сайте Best Engineering Projects мы опубликовали 100 таких проектов, которые делают жизнь легкой и сложной. В этом посте вы узнаете, как разработать свою собственную схему Лучшего аудиоусилителя с премиальной спецификацией.

Спецификация лучших схем усилителя звука

1. Выходное сопротивление цепи: 0,01 Ом
2. Частотная характеристика, т. Е. Рабочая частота: от 20 Гц до 40 кГц
3. Полный коэффициент гармонических искажений: 1,2% при 3 Вт.
4. Нагрузка или динамик на выходе: от 3 Ом до 8 Ом

Описание схемы лучшего усилителя звука

Схема звукового усилителя требует отдельного блока питания, поэтому мы также собираемся показать схему блока питания и способ проектирования.

Блок питания | Лучшая схема усилителя звука

Блок питания

спроектирован на базе понижающего трансформатора, выпрямителя и последовательного регулятора напряжения. Вход от сети подается на первичную обмотку трансформатора, которая понижает напряжение до 15 В переменного тока. Эти 15 В переменного тока поступают на вход мостового выпрямителя BR ₁ , а пульсирующий постоянный ток получается на выходе выпрямителя. Этот пульсирующий постоянный ток фильтруется с помощью электролитического конденсатора емкостью 1000 мкФ (C ₁ ) и подается на вход последовательного линейного регулятора напряжения IC LM7812 (IC ₁ ).Выход постоянного тока, доступный на выводе 3 IC ₁ , фильтруется конденсатором C ₃ .

Один диод 1N4007 (D ₁ ) подключен через выходной контакт (контакт 3) к входному контакту (контакт 2) IC ₁ , как показано на принципиальной схеме блока питания, для защиты ИС от обратного напряжения. . Светодиод также подключен к последовательному резистору, ограничивающему ток, чтобы указать источник питания, тогда как резистор защищает диод от перенапряжения и тока.Чистый 12 В постоянного тока доступен на разъеме CON2.

Секция усилителя звука | Лучшая схема усилителя звука

Секция усилителя разработана на базе операционного усилителя IC LME49710 (IC ₂ ). Входной аудиосигнал подается на инвертирующий вывод IC ₂ (вывод 2) через переменный резистор VR ₁ и электролитический конденсатор C ₄ . Переменный резистор VR ₁ используется для управления уровнем громкости, а конденсатор C ₄ блокирует сигнал постоянного тока.Сеть делителя напряжения, разработанная с использованием резистора R ₃ и R ₄ , подключена к неинвертирующему выводу для подачи напряжения Vcc / 2, т.е. 6 В на неинвертирующий вывод (вывод 3). Конденсатор С ₅ используется как шунтирующий конденсатор.

Два конденсатора, один электролитический конденсатор (C ₆ ) и один керамический конденсатор (C ₇ ), подключенные параллельно, используются в качестве разделителя, то есть снижают уровень шума. Электролитический конденсатор C ₆ снижает низкочастотный шум и шум минимальной частоты, доступный в источнике питания, тогда как керамический конденсатор снижает высокочастотный шум, доступный в линиях питания.Коэффициент усиления усилителя задается двумя резисторами: R ₂ и R ₅ , где полоса пропускания усилителя задается резистором R ₅ и конденсатором C ₈ .

Ток смещения задается двумя резисторами R ₆ и R ₇ , которые дополнительно регулируются переменным резистором VR ₂ . Два диода D ₂ и D ₃ выполняют работу умножителя. Этот ток смещения, устанавливаемый этими резистивными элементами, решает проблему включения падения базы-эмиттера транзисторов T ₁ и T ₂ , этот ток также используется для поддержания активности транзисторов T ₁ и T ₂ . чтобы обеспечить выходную мощность при подключении нагрузки или без нее.

Транзистор T ₁ и T ₂ используется для управления конденсатором громкоговорителя C ₁₀ используется здесь для блокировки сигнала постоянного тока. Одна RC-цепь, образованная резистором R ₈ и конденсатором C ₁₁ , подключена к громкоговорителю LS ₁ . Эта сеть снижает высокочастотный шум, доступный в громкоговорителе, за счет формирования тракта с низким сопротивлением.

Регулировка цепи | Лучшая схема усилителя звука

1. Подключите все компоненты, как показано на принципиальной схеме.
2. Разъем аудиовхода (CON3) и переменный резистор VR ₁ умещаются на передней панели коробки.
3. Переменный резистор VR ₂ должен быть настроен примерно на 11 Ом.
4. Поместите всю цепь в небольшую коробку и подключите первичную обмотку к сети.

ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ ЛУЧШЕЙ ЦЕПИ АУДИОУСИЛИТЕЛЯ

Резистор (полностью-ватт, углерод ± 5%, если не указано иное)

R 1 = 2.2 кОм R 2 = 1,8 кОм R 3 , R 4 = 22 кОм R 5 , R 7 = 10 кОм R 6 = 1 кОм R 8 = 10 Ом VR 1 = 10 кОм VR 2 = 50 Ом

Конденсаторы

C 1 = 1000 мкФ, 35 В (электролитический конденсатор) C 2 , C 7 , C 9 , C 11 = 100 нФ (керамический диск) C 3 — C 5 = 10 мкФ, 25 В (электролитический конденсатор) C 6 = 470 мкФ, 25 В (электролитический конденсатор) C 8 = 100 пФ (керамический диск) C 10 = 3300 мкФ, 25 В (электролитический конденсатор)

Полупроводники

IC 1 = LM7812 (стабилизатор постоянного напряжения серии 12 В) IC 2 = LME49710 (операционный усилитель) T 1 = 2SD882 (транзистор NPN) T 2 = 2SB772 (транзистор PNP) D 1 = 1N4007 (выпрямительный диод) D 2 , D 3 = 1N4148 (сигнальный диод) BR 1 = DB107 (мостовой выпрямитель) светодиод 1 = 5 мм светодиод любого цвета

Разное

CON1 = двухконтактная вилка переменного тока CON2 , CON4 = 2-контактный разъем CON3 = Разъем аудиовхода LS 1 = 8 Ом, 5 Вт Громкоговоритель X 1 = 230 В, первичный ток переменного тока до вторичного трансформатора 15 В, 1 А

Нравится:

Нравится Загрузка…

Звуковой усилитель 30Вт

Схема надежного звукового усилителя, который не искажает звук даже при работе на максимальной мощности. Он может выдавать до 30 Вт RMS в динамике 8 Ом и до 45 Вт RMS в динамике 40 Ом. Его мощность невелика, но ее вполне достаточно для обычной домашней аудиосистемы.

Схема довольно проста и основана на распространенных недорогих компонентах. Суммарные гармонические искажения (THD) на полной мощности не превышают 0,05%.Усилитель имеет плоский частотный диапазон от 10 Гц до 40 кГц. Потребляемый ток холостого хода составляет около 80 мА, а максимальный ток не превышает 1,5 А при полной мощности.

Схема усилителя звука

Схема усилителя звука мощностью 30 Вт показана на рисунке 1. Вся схема фактически представляет собой операционный усилитель, спроектированный с дискретными компонентами. Основное отличие от типичных операционных усилителей заключается в том, что выходной каскад нашего усилителя рассчитан на выдачу большого тока и, следовательно, высокой мощности при нагрузке 8 или 4 Ом.

Рисунок 1. Электронная схема усилителя звука мощностью 30 Вт

Схема усилителя мощностью 30 Вт состоит из трех каскадов. Первый каскад, как и все операторские усилители, представляет собой дифференциальный усилитель, состоящий из транзисторов Т1, Т2 и Т3. Второй каскад предназначен для управления и смещения последнего каскада и состоит из транзисторов T4, T5 и T6. Последний каскад — усилитель мощности, сделанный из комплементарной пары транзисторов NPN-PNP (T7 и T8).

Дифференциальный усилитель обеспечивает высокий коэффициент подавления синфазного сигнала (CMRR), что чрезвычайно важно для подавления шума.Коэффициент подавления синфазного сигнала составляет около 70 дБ. Инвертирующий вход дифференциального усилителя находится на базе T2, а неинвертирующий вход — на базе T1. Дифференциальный усилитель фактически состоит из пары T1 и T2, а T3 используется в качестве источника постоянного тока для смещения.

Входной аудиосигнал подается на неинвертирующий вход, в то время как некоторая обратная связь с выхода усилителя применяется к инвертирующему входу. Резисторы R6 и R7 действуют как делитель напряжения, который передает процентную долю сигнала с выхода усилителя на инвертирующий вход дифференциальной пары.Таким образом мы получаем отрицательный отзыв. Обычно общий коэффициент усиления усилителя определяется контуром обратной связи и равен 1 + R6 / R7 = 40.

Конденсатор

C5, расположенный параллельно R6, ограничивает усиление на высоких частотах. Верхняя частота среза схемы обычно составляет 40 кГц. C4 определяет реакцию на низкие частоты, а нижняя частота среза составляет около 20 Гц. Таким образом, усилитель имеет типичную полосу пропускания от 20 Гц до 40 кГц.

Рисунок 2. Печатная плата аудиоусилителя мощностью 30 Вт (вид сбоку, медь)

Выход дифференциального усилителя поступает от коллектора Т1.Оттуда сигнал проходит в основании T4. Сигнал переменного тока на базе T4 управляет током коллектора T4. Т7 и Т8 включены последовательно с Т4, поэтому их ток коллектора также управляется одним и тем же сигналом. T4 используется для управления основанием T7, а T5 управляет базой T8. T6 используется для регулировки симметрии смещения конечной ступени и в то же время обеспечивает некоторую температурную компенсацию.

При любом повышении температуры ток типичного транзистора имеет тенденцию к увеличению и еще больше ускоряет нагрев транзистора.Это серьезная проблема для всех силовых цепей, и обычно требуется какая-то тепловая компенсация. В нашей схеме мы решили разместить T6, T7 и T8 на одном радиаторе. Таким образом, если температура увеличивается, ток, протекающий через T6, увеличивается, но это увеличение приводит к уменьшению напряжения эмиттер-база T7 и T8 и, следовательно, снижает ток до его прежнего значения.

Выходной каскад усилителя состоит из комплементарной пары транзисторов Т7 — Т8.T7 работает в течение положительного полупериода сигнала, а T8 — в течение отрицательного. Чтобы настроить T7 и T8 для работы в идеальной средней рабочей точке постоянного тока, мы используем потенциометр R14. Для настройки схемы на максимальную производительность необходимо осторожно регулировать R14.

Катушка L1 используется для компенсации любой паразитной емкости динамика (в основном от кроссовера). Элементы C10 и R18 используются для фильтрации высоких частот. R12 с C2 используются для фильтрации напряжения питания дифференциального каскада, а C2 также используется как шунтирующий конденсатор для переменного тока (конденсатор свободного хода).C8 и C9 используются для устранения нежелательных высоких частот и шума от баз T7 и T8. C6 и C7 используются для стабилизации, а C11, C12, C13 и C14 используются для развязки и дополнительной фильтрации напряжения питания.

Особенности строительства и эксплуатации

Для упрощения сборки схемы мы изготовили соответствующую печатную плату. Печатная схема имеет медь только с одной стороны и показана на Рисунке 2:

.

Все компоненты должны быть припаяны к этой печатной плате в соответствии с руководством по сборке на Рисунке 3.

Все резисторы, используемые в схеме, имеют допуск 5% и имеют тип 1/4 Вт, за исключением R16, R17, R18 и R19, которые имеют тип 5, 5, 1 и 1/2 Вт соответственно. Эти силовые резисторы также соответствующим образом отмечены на схеме.

Мы используем электролитические конденсаторы на 35 или 50 В (это не критично, если они выдерживают номинальное напряжение источника питания). Остальные конденсаторы — полиэфирные или керамические, низкого напряжения. Катушка L1 должна быть намотана на резистор R9 и состоит из 12 витков, сделанных из проволоки толщиной 1 мм.

Транзисторы T6, T7 и T8 должны быть размещены на одном радиаторе для температурной компенсации. Однако металлический корпус транзисторов не должен иметь электрического контакта с металлическим радиатором. Для этой цели вы должны использовать изолирующую слюду (теплопроводный электроизолятор), а также должным образом использовать электрическую изоляцию даже на винтах, удерживающих транзисторы на радиаторе. Эти детали графически проиллюстрированы на Рисунке 4.

Рисунок 3. Как собрать аудиоусилитель мощностью 30 Вт

Завершая сборку, будьте осторожны, чтобы не забыть разместить две проволочные перемычки на плате в точках, указанных в руководстве по сборке.

Для питания схемы требуются два напряжения питания: +30 и -30 В соответственно. То есть нужен двухсимметричный блок питания. На практике нет необходимости в стабилизированном источнике питания. Трансформатор вторичной обмотки с центральным ответвлением, выпрямительный мост и некоторые фильтрующие конденсаторы — единственные детали, которые вам понадобятся для изготовления блока питания, как показано на рисунке 5.

Трансформатор должен иметь вторичную обмотку с отводом по центру и выдерживать ток до 2А. Выпрямительный мост должен быть 100 В / 5 А и требует некоторого охлаждения. Поэтому лучше всего разместить его на радиаторе или на металлическом корпусе усилителя (если вы используете любой металлический корпус).

Для правильной работы усилителя требуется только одна настройка. Вы должны настроить потенциометр R14 на достижение тока покоя около 70 мА в положительном кабеле питания.То есть вы должны подключить миллиамперметр последовательно с положительной линией кабеля питания и, не подавая аудиосигнал на вход (или с заземленным входом), вы должны установить R14, пока миллиампер не покажет 70 мА. В качестве альтернативы, если у вас есть осциллограф и генератор частоты, вы можете настроить R14, чтобы полностью устранить любые оставшиеся кроссоверные искажения.

Калибровка схемы с помощью осциллографа должна выполняться в реальных условиях эксплуатации с динамиком или с соответствующей нагрузкой, подключенной к выходу (я предполагаю, что вы предпочтете нагрузку, чтобы не «беспокоить» ваших соседей).

Рисунок 4. Транзисторы T6, T7 и T8 должны быть размещены на одном радиаторе

Схема усилителя моно. Это означает, что для создания стереоусилителя вы должны использовать две идентичные схемы, одну для правого и одну для левого аудиоканала соответственно.