Ενισχυτής ήχου 10 Watt με χρήση op

Οι ενισχυτές είναι η ραχοκοκαλιά της αναλογικής ηλεκτρονικής. Χρησιμοποιούνται σε μεγάλο βαθμό στον τομέα της ηλεκτρονικής βιομηχανίας. Οι ενισχυτές χρησιμοποιούνται σχεδόν σε όλες τις εφαρμογές που σχετίζονται με τον ήχο.

Ο ενισχυτής ισχύος είναι το μέρος των ηλεκτρονικών ήχου. Έχει σχεδιαστεί για να μεγιστοποιεί το μέγεθος της ισχύος ενός δεδομένου σήματος εισόδου. Στα ηλεκτρονικά ήχου, ο λειτουργικός ενισχυτής αυξάνει την τάση του σήματος, αλλά δεν μπορεί να παράσχει το ρεύμα, το οποίο απαιτείται για την οδήγηση ενός φορτίου.

Σε αυτό το σεμινάριο, θα δημιουργήσουμε έναν ενισχυτή 10W με ένα ηχείο αντίστασης 8 Ohms συνδεδεμένο σε αυτό. Θα χρησιμοποιήσουμε έναν λειτουργικό ενισχυτή και δύο επιπλέον τρανζίστορ ισχύος για να παραδώσουμε την έξοδο 10 Watt σε όλο το φορτίο εξόδου

Τοπολογία κατασκευής για ενισχυτές

Σε ένα σύστημα αλυσίδας ενισχυτή, ο ενισχυτής ισχύος χρησιμοποιείται στο τελευταίο ή τελευταίο στάδιο πριν από το φορτίο. Γενικά, το σύστημα Sound Amplifier χρησιμοποιεί την παρακάτω τοπολογία που φαίνεται στο διάγραμμα μπλοκ

Όπως μπορείτε να δείτε στο παραπάνω διάγραμμα μπλοκ, το Power Amplifier είναι το τελευταίο στάδιο που συνδέεται άμεσα με το φορτίο. Γενικά, πριν από τον Ενισχυτή Ισχύος, το σήμα διορθώνεται χρησιμοποιώντας ενισχυτές Pre Amplifiers και Voltage. Επίσης, σε ορισμένες περιπτώσεις, όπου απαιτείται έλεγχος τόνου, το κύκλωμα ελέγχου τόνου προστίθεται πριν από τον Ενισχυτή ισχύος.

Γνωρίστε το φορτίο σας

Στην περίπτωση του συστήματος ενισχυτή ήχου, το φορτίο και η ικανότητα οδήγησης φορτίου του ενισχυτή είναι μια σημαντική πτυχή στην κατασκευή. Το κύριο φορτίο για έναν ενισχυτή ισχύος είναι το ηχείο. Η έξοδος του ενισχυτή ισχύος εξαρτάται από την αντίσταση φορτίου, οπότε η σύνδεση ενός ακατάλληλου φορτίου θα μπορούσε να θέσει σε κίνδυνο την απόδοση του ενισχυτή ισχύος καθώς και τη σταθερότητα.

Το δυνατό ηχείο είναι ένα τεράστιο φορτίο που λειτουργεί ως επαγωγικό και ανθεκτικό φορτίο. Ο ενισχυτής ισχύος παρέχει έξοδο AC, λόγω αυτού η αντίσταση του ηχείου είναι κρίσιμος παράγοντας για τη σωστή μεταφορά ισχύος.

Η αντίσταση είναι η αποτελεσματική αντίσταση ενός ηλεκτρονικού κυκλώματος ή εξαρτήματος για εναλλασσόμενο ρεύμα, η οποία προκύπτει από τα συνδυασμένα εφέ που σχετίζονται με την ωμική αντίσταση και την αντίδραση.

Στα ηλεκτρονικά ήχου, διαφορετικοί τύποι ηχείων διατίθενται σε διαφορετική ισχύ με διαφορετική αντίσταση. Η αντίσταση των ηχείων μπορεί να γίνει καλύτερα κατανοητή χρησιμοποιώντας τη σχέση μεταξύ της ροής του νερού μέσα σε έναν σωλήνα. Απλώς σκεφτείτε το μεγάφωνο ως σωλήνα νερού, το νερό που ρέει μέσω του σωλήνα είναι το εναλλασσόμενο σήμα ήχου. Τώρα, εάν ο σωλήνας γίνει μεγαλύτερος σε διάμετρο, το νερό θα ρέει εύκολα μέσω του σωλήνα, ο όγκος του νερού θα είναι μεγαλύτερος και εάν μειώσουμε τη διάμετρο, τόσο λιγότερο νερό θα ρέει μέσω του σωλήνα, έτσι ο όγκος του νερού θα είναι πιο χαμηλα. Η διάμετρος είναι το αποτέλεσμα που δημιουργείται από την ωμική αντίσταση και την αντίδραση. Εάν ο σωλήνας μεγαλώσει σε διάμετρο, η σύνθετη αντίσταση θα είναι χαμηλή,έτσι το ηχείο μπορεί να πάρει περισσότερη ισχύ και ο ενισχυτής παρέχει περισσότερο σενάριο μεταφοράς ισχύος και εάν η αντίσταση αυξηθεί τότε ο ενισχυτής θα παρέχει λιγότερη ισχύ στο ηχείο.

Υπάρχουν διαφορετικές επιλογές, καθώς και διαφορετικό τμήμα ηχείων είναι διαθέσιμο στην αγορά, γενικά με 4 ohms, 8 ohms, 16 ohms και 32 ohms, από τα οποία τα ηχεία 4 και 8 ohms είναι ευρέως διαθέσιμα σε φτηνές τιμές. Επίσης, πρέπει να καταλάβουμε ότι, ένας ενισχυτής με 5 Watt, 6 Watt ή 10 Watt ή ακόμα περισσότερο είναι η ισχύς RMS (Root Mean Square), που παραδίδεται από τον ενισχυτή σε ένα συγκεκριμένο φορτίο σε συνεχή λειτουργία.

Επομένως, πρέπει να είμαστε προσεκτικοί σχετικά με την βαθμολογία των ηχείων, την ένταση του ενισχυτή, την απόδοση των ηχείων και την αντίσταση.

Απαιτούμενα συστατικά

Για να κατασκευάσουμε το κύκλωμα ενισχυτή 10 watt χρειαζόμαστε τα ακόλουθα εξαρτήματα

Πίνακας Vero (μπορεί να χρησιμοποιηθεί οποιοσδήποτε διάστικτος ή συνδεδεμένος)
Κολλητήρι
Σύρμα συγκόλλησης
Εργαλείο απογύμνωσης Nipper και Wire
Σύρματα
Ψυγείο αλουμινίου
Τροφοδοσία 12V Rail to Rail με + 12V GND -12V power track
Ηχείο 8 Ohms 10 Watt
2 τεμ 4,7k Αντίσταση 1/4 ^ου Watt
2pcs 200R Αντίσταση 1/2 ^ου Watt
1pc 47k αντίσταση
Πυκνωτής 10pF 1pc
Αντίσταση 3.2k
Πυκνωτής.82uF
Τρανζίστορ TIP127
Τρανζίστορ TIP122
LF351 IC με βάση 8 ακίδων IC

Διάγραμμα και επεξήγηση κυκλώματος ενισχυτή ήχου 10 Watt

Το σχήμα για τον ενισχυτή 10 watt είναι αρκετά απλό, το LF351 ενισχύει την τάση σήματος και δύο τρανζίστορ ισχύος παρέχουν την απαραίτητη ενίσχυση ισχύος. Η τροφοδοσία λαμβάνεται απευθείας από το τροφοδοτικό και παρέχεται στο ηχείο 8 Ohms Loud μέσω δύο τρανζίστορ. Καθώς το ημιτονοειδές κύμα αλλάζει την πολικότητα, το TIP127 παρέχει ενίσχυση ισχύος σε θετική κορυφή και το TIP 122 παρέχει ενίσχυση ισχύος σε αρνητικά σήματα κορυφής.

Σε αυτό το κύκλωμα, τα TIP122 και TIP 127 είναι δύο κύρια συστατικά. Αυτά τα δύο τρανζίστορ είναι πανομοιότυπα ζεύγη με 100V Collector-Emitter Sustaining Voltage @ 100 mA. Και τα δύο IC παρέχουν υψηλό κέρδος συνεχούς ρεύματος - hFE = 2500 συνήθως.

Στην παραπάνω εικόνα, εμφανίζεται το πακέτο TO-220B, και τα δύο τρανζίστορ είναι διαθέσιμα σε αυτό το πακέτο. Αυτό το πακέτο είναι απαραίτητο για τέλεια μεταφορά θερμότητας και χρήσιμο για εφαρμογή με ψύκτρα. Αυτά τα τρανζίστορ είναι προκατειλημμένα χρησιμοποιώντας τις αντιστάσεις 200R. Η ενισχυμένη έξοδος λαμβάνεται από τη σύνδεση συλλέκτη TIP122 και TIP127.

Δοκιμή του κυκλώματος ενισχυτή 10watt

Χρησιμοποιήσαμε εργαλεία προσομοίωσης πρωτεϊνών για να ελέγξουμε την έξοδο του κυκλώματος. μετρήσαμε την έξοδο στο εικονικό παλμογράφο. Μπορείτε να δείτε το πλήρες βίντεο επίδειξης που δίνεται παρακάτω

Τροφοδοτούμε το κύκλωμα χρησιμοποιώντας + / - 12V και παρέχεται ημιτονοειδές σήμα εισόδου. Το παλμοσκόπιο συνδέεται σε όλη την έξοδο έναντι φορτίου 8 ohms στο κανάλι Α (Κίτρινο) και το σήμα εισόδου συνδέεται στο κανάλι Β (Μπλε).

Μπορούμε να δούμε τη διαφορά εξόδου μεταξύ του σήματος εισόδου και της ενισχυμένης εξόδου στο βίντεο που δίνεται παρακάτω.

Επίσης, ελέγξαμε την ισχύ εξόδου, η ισχύς ενισχυτή εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από πολλά πράγματα, όπως συζητήθηκε προηγουμένως. Εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την αντίσταση των ηχείων, την απόδοση των ηχείων, την απόδοση του ενισχυτή, τις τοπολογίες κατασκευής, τις ολικές αρμονικές παραμορφώσεις κ.λπ. Το πραγματικό κύκλωμα ζωής είναι διαφορετικό από την προσομοίωση επειδή πρέπει να ληφθούν υπόψη πολλοί παράγοντες κατά τον έλεγχο ή τον έλεγχο της εξόδου.

Υπολογισμός Ισχύος Ενισχυτή

Χρησιμοποιήσαμε έναν απλό τύπο για τον υπολογισμό της ισχύος του ενισχυτή -

Ενισχυτής Wattage = V ² / R

Συνδέσαμε ένα πολύμετρο AC σε όλη την έξοδο. Η τάση εναλλασσόμενου ρεύματος που εμφανίζεται στο πολύμετρο είναι τάση εναλλασσόμενου ρεύματος από κορυφή σε κορυφή. Παρέχουμε ημιτονοειδές σήμα πολύ χαμηλής συχνότητας λίγων 25-50Hz. Όπως και σε χαμηλή συχνότητα, ο ενισχυτής θα αποδίδει περισσότερο ρεύμα στο φορτίο και το πολύμετρο θα μπορεί να ανιχνεύει σωστά την τάση AC.

Το πολύμετρο έδειξε + 8,90V AC. Έτσι, σύμφωνα με τον τύπο, η έξοδος του ενισχυτή ισχύος με φορτίο 8 Ohms είναι

Ενισχυτής Ισχύς = 8.90 ² /8 Ενισχυτής Ισχύς = 9.90125 (10W περίπου)

Πράγματα που πρέπει να θυμάστε κατά την κατασκευή ενισχυτή 10w

Τα τρανζίστορ ισχύος πρέπει να συνδεθούν σωστά με τη ψύκτρα. Η μεγαλύτερη ψύκτρα παρέχει καλύτερο αποτέλεσμα. Επίσης,
Είναι καλό να χρησιμοποιείτε πυκνωτές τύπου box με βαθμολογία ήχου για καλύτερο αποτέλεσμα.
Προσπαθήστε να κάνετε τον προενισχυτή, στη διασταύρωση συλλέκτη τρανζίστορ ισχύος και στο τελικό ίχνος εξόδου, το συντομότερο δυνατό. Θα μειώσει τη σύνδεση θορύβου στην έξοδο. Επίσης,
Προσπαθήστε να χρησιμοποιήσετε ηχείο υψηλότερης απόδοσης 8 Ohms για οδήγηση με αυτόν τον ενισχυτή ισχύος.

Δείτε το παρακάτω βίντεο επίδειξης για αυτό το σύστημα ενισχυτή 10w