DIY 2.1 Hi -Fi audio pojačalo klase AB - ispod 5 USD: 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:33

Hej svima! Danas ću vam pokazati kako sam izgradio audio pojačalo za 2.1-kanalni sustav (lijevo-desno i subwoofer). Nakon gotovo mjesec dana istraživanja, projektiranja i testiranja, došao sam do ovog dizajna.

U ovom uputstvu ću vas provesti kroz proces projektiranja pojačala. Prvo ću vam pokazati kako odabrati savršeni IC za svoj projekt. Zatim ću vam pokazati kako pronaći prave vrijednosti za sve komponente u krugu i kako promijeniti pojačanje i druge parametre. Na kraju, na kraju ću vam reći nekoliko savjeta za uklanjanje bilo koje vrste buke.

Nakon što prođe čitav niz instrukcija, svatko može dizajnirati vlastito pojačalo za različite primjene. Pokušat ću ovo uputstvo učiniti što kraćim i svima razumljivim.

Dovoljno za uvod. Započnimo

Korak 1: Odabir IC za pojačalo

U redu, tako da se svatko može zbuniti između različitih opcija dostupnih za IC pojačala. Težak je zadatak proći kroz nekoliko podatkovnih tablica. Dakle, ovdje je sažetak moje analize za neke poznate IC -e u Indiji.

Najbolji IC pojačala IC:

1. Tehnički list TDA7294

• 100V - 100W DMOS audio pojačalo sa isključenim zvukom
• Zaštita od kratkog spoja
• Paralelno može osigurati 200 W

2. Tehnički list LM3886

• Pojačalo audio snage 68W visokih performansi bez zvuka
• Širok raspon napajanja 20V - 94V
• Omjer signal / šum ≥ 92 dB
• Najbolja kvaliteta zvuka

3. LA4440/CD4440 Tehnički list

• Ugrađeni 2 kanala (dvostruki) koji omogućuju upotrebu u aplikacijama za stereo i mostovna pojačala.
• Dvostruki: 6 W × 2 (tip.); Most: 19 W (tip.)
• Potreban minimalni broj vanjskih dijelova

4. Tehnički list TDA2050

• Hi-fi audio pojačalo od 32 W
• Napon napajanja širokog raspona, do 50 V
• Jeftino i jednostavno za zamjenu

5. Tehnički list TDA2030

• 14 W hi-fi audio pojačalo
• Napon napajanja širokog raspona, do 36 V
• Jeftino i jednostavno za zamjenu
• Može se premostiti za veću snagu

Prilikom odabira IC -a uzmite u obzir svoja očekivanja od pojačala i svrhu vašeg projekta. Ako želite pojačalo velike snage s najboljom kvalitetom zvuka u klasi, idite na TDA7294 ili LM3886. No, ako samo želite voziti zvučnik od 5W, 10W ili 20W, tada su vam četvrta i peta opcija najbolje. LA4440 možete uzeti u obzir i ako želite jednostavniji krug (i lijevi i desni kanal u jednoj IC).

Općenito, trebate odabrati pojačalo koje može isporučiti snagu jednaku dvostrukoj snazi zvučnika. To znači da će zvučniku s impedancijom od 8 ohma i nazivnom snagom od 5 vata biti potrebno pojačalo koje može proizvesti 10 vata u opterećenje od 8 ohma. Za stereo par zvučnika, pojačalo bi trebalo biti ocijenjeno na 10 W po kanalu u 8 ohma.

Želite li saznati više o pojačalima, kliknite ovdje

Korak 2: Dijelovi i alati

Želim voziti dva zvučnika od 5 W za lijevi i desni kanal koje sam izvukao iz starog CRT televizora. Dakle, TDA2030 je najbolji za mene, ali možete odabrati TDA2050 i za izgradnju lijevog i desnog kanala.

Alati -

1. Multimetar
2. Stanica za lemljenje
3. Pištolj za vruće ljepilo
4. Kliješta
5. Rezač
6. Skupljajuće cijevi

Za stereo pojačalo TDA2030 (lijevo+desno) -

1. TDA2030 (2)
2. Zvučnici (2)
3. Prethodno ukrcavanje
4. Stereo priključak od 3,5 mm
5. 1N4007 dioda (2*2)
6. Potenciometar ili trimpot 10K/22K (2)
7. Ručica za potenciometar (opcionalno)
8. Otpornik 10 (1*2), 100k (4*2), 3,7k (1*2)
9. Keramički kondenzator 100nF (2*2)
10. Elektrolitički kondenzator 1uF (1*2), 100uF (1*2), 2uF (1*2), 22uF (1*2), 2200uF (1*2)
11. Napajanje: Transformator ili istosmjerni adapter 12V 2Amp (min)
12. Rashladni element (2)

Za TDA2050 subwoofer -

1. TDA2050 (1)
2. Subwoofer (1)
3. Prethodno ukrcavanje
4. Potenciometar ili trimpot 10K/22K (1)
5. Ručica za potenciometar (opcionalno)
6. Otpornik 10 (1), 100k (4), 3,3k (1)
7. Keramički kondenzator 100nF (2)
8. Elektrolitički kondenzator 1uF (1), 1000uF (2), 2uF (1*2), 22uF (1)
9. Napajanje: Transformator ili istosmjerni adapter 24V 2Amp (preporučeno)
10. Hladnjak

Za niskopropusni filtar -

1. RC4558 (1)
2. Otpornik: 100K (2), 560 (2), 22K (1)
3. Kondenzator: 1uF (1), 104j (2)
4. Podijeljeno napajanje 9V do 12V

Počnimo sada s pojačalom TDA2030.

Korak 3: Krug stereo pojačala

Prema podatkovnom listu, TDA2030 može izlaziti 9 vati u 8 Ω zvučnike s 0,5% izobličenja na napajanju od 14 V.

Zapravo, u podatkovnoj tablici možete dobiti osnovni aplikacijski krug za gotovo svaki IC. U podatkovnom listu TDA2030 postoje dva kruga, jedan s jednim napajanjem, a drugi s podijeljenim napajanjem. Možete odabrati bilo koji krug prema svojim potrebama. Koristit ću jedan krug napajanja jer ću ga napajati pomoću 12 DC adaptera. Za podijeljeno napajanje trebat će vam transformator 12-0-12.

Prvo, simulirajmo krug. Dakle, mogli smo vidjeti kako to funkcionira. Dijagram sklopa napravljen je s Proteusom.

Ispitajte sve i uvjerite se da će vaš krug raditi prije nego počnete lemiti.

Napomena: žice C2 i R7 nisu spojene. (Sl. Simulacije)

Korak 4: Izmjena kruga

Otkrijmo najbolje vrijednosti za komponente u krugu. Koristit ću gornju shemu koja je ista kao ona u podatkovnoj tablici, ali s nekoliko izmjena za postavljanje pojačanja, propusnosti i pomoć pri filtriranju šuma.

1. Dobit

Krug u podatkovnom listu ima pojačanje od 33 i uzrokovat će izobličenja. Dobar dobitak za kućno slušanje je oko 27 do 30 dB. Ova postavka nije dovoljno visoka da izazove izobličenja i pružit će vam dobar raspon glasnoće.

Dobitak = 1+R1/R2ako je R1 = 100 km, R2 = 3,7 k

2. Mreža Zobel

Zobel mreža pomaže u sprječavanju oscilacija koje mogu nastati uslijed parazitske indukcije žica zvučnika. Također djeluje kao filter koji sprječava da radio smetnje koje primaju žice zvučnika dođu do invertirajućeg ulaza putem povratne sprege. C6 i R8 tvore Zobel mrežu na izlazu pojačala.

C6 = 100nF i R8 = 10ohms, što daje graničnu frekvenciju (fc) od:

fc = 1/(2*pi*R*C) fc = 159KHz

159 kHz je iznad granice ljudskog sluha od 20 kHz i znatno je ispod radio frekvencija, pa će ove vrijednosti dobro funkcionirati. Ako pojačalo oscilira, R6 će prenositi velike struje na tlo pa bi trebao imati nazivnu snagu od najmanje 1 Watt.

3. Bas

Kondenzator C7 na sl. koristi se za postavljanje basa zvučnika, što je veća vrijednost kondenzatora, to je bolji odziv zvučnika. Također možete koristiti promjenjivi kondenzator za ručnu promjenu basa. (Ovaj bas nije povezan sa subwooferom)

Savjet: Kad sam gradio ovo pojačalo, sumnjam zašto koristimo te dodatne kondenzatore i otpornike, što oni rade i što ako ih uklonimo. Ova pitanja ne možete zanemariti ako ste ljubitelj elektronike. Prođite kroz stranicu 10, odjeljak 4.3 u podatkovnom listu kako biste stekli grubu ideju.

Ali toplo preporučujem ovaj sjajan vodič tvrtke Circuit Basics. Ovaj članak detaljno pokriva sve potrebne detalje.

Napomena: U sljedećim koracima uzeću gornju sliku kao referencu.

Korak 5: Spajanje utičnice od 3,5 mm

Ako imate audio žicu (s utičnicom) ili slušalice, tada je multimetar najbolja opcija za provjeru povezivanja i saznanje povezivosti G-L-R. Ako nemate žicu za audio priključnicu, možete koristiti muške ili ženske konektore.

Spojite utičnicu od 3,5 mm na telefon, a druge bočne otvorene žice na pojačalo. Pojačalo sa lijeve na lijevu stranu i pojačalo s desne na desnu stranu sa zajedničkim osnovama.

Za referencu pogledajte priložene fotografije.

Korak 6: Izrada pojačala

Počnite graditi sa samo jednim kanalom našeg stereo pojačala. Pažljivo izgradite sklop na perfboard -u, možete se poslužiti dizajnom PCB -a dostupnim u podatkovnom listu. Ako sumnjate, prvo možete upotrijebiti ploču za provjeru strujnog kruga. Ali zapamtite da će njegovo sastavljanje na ploči imati mnogo otvorenih žica što može dovesti do velike buke u zvučniku. Dakle, nemojte misliti da je krug pogrešan kad začujete zujanje ili pjevušenje.

Dodajte potenciometar prije kondenzatora C2 (korak 4 slika) za kontrolu glasnoće, također je vrlo učinkovito smanjiti izobličenja. U tu sam svrhu upotrijebio trimpot i trajno postavio vrijednost trimpota tako da neće doći do izobličenja pri maksimalnoj glasnoći telefona.

Nakon provjere i testiranja prvog kanala, ponovite postupak i klonirajte potpuno isti krug na istoj ili drugoj ploči. Sada imate dva mono pojačala, spojite žicu lijevog kanala na jedno pojačalo, a žicu desnog kanala na drugo pojačalo sa zajedničkim uzemljenjem na oba. Upotrijebite različit trimpot za svaki kanal i postavite istu vrijednost trimpota za oba kanala tako da svaki kanal ima istu glasnoću.

Možete koristiti potenciometar (umjesto trimpota) ako želite često mijenjati glasnoću pojačala. Predlažem vam da upotrijebite dvostruki konusni potenciometar za ručno upravljanje lijevim i desnim zvukom u isto vrijeme.

Napajanje: Napajanje koje ćete koristiti treba biti dvostruko veće od potrebne snage, tj. Za dva zvučnika od 5 W trebalo bi biti napajanje od 20 W za najbolje rezultate.

Ovdje ću koristiti 12V 2Amp DC adapter (P = 24W) za oba kanala.

NAPOMENA: Prije dovršetka kruga na ploči za provjeru provjerite korak 9: Smanjenje buke.

Korak 7: Krug subwoofera