Zosilňovač reproduktorov počítača: 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Jedná sa o malý výkonový (menej ako 10 Watt) tranzistorový zosilňovač využívajúci LM386 a TIP41/42.

Napriek tomu, že výstupný výkon nie je príliš pôsobivý, stále môže dobre slúžiť ako zosilňovač pre reproduktory PC a prehrávače MP3.

Keď bývam spoločne v zaplnenom byte, polovičná výstupná energia z tohto zosilňovača ľahko produkuje sťažnosti mojej rodiny.

Každopádne môže poháňať 8 ohmový a 4 ohmový reproduktor s maximálnym napájaním 12 V.

Pôvodnú schému som získal z webovej stránky (https://www.bristolwatch.com/radio/lm386_power_amp.htm, zosilňovač zvuku Lm386 s pridaním výstupnej fázy Push-Pull).

Pretože obvod nevyužíva napájanie s dvojitou polaritou (+/-), celková zložitosť obvodu nie je príliš vysoká a kompaktné rozmery (15 cm (Š) x 10 cm (H) x 5 cm (V)) šasi je možné použiť, ako je znázornené na obrázku obrázok vyššie.

Vyrobil som niekoľko zosilňovačov s pôvodnou schémou a jeden z nich zobrazený na obrázku vyššie je konečnou verziou, ktorá od originálu mierne zmenila.

Krok 1: Predchádzajúca verzia zosilňovača

Toto je stará verzia zosilňovača vyrobená podľa pôvodnej schémy.

Ako koncový stupeň push-pull používa tranzistory TIP31/32.

Ako napájanie používam bežný obvod regulátora napätia LM7812 a nástenný adaptér 220 V (vstup)/15 V (výstup), pretože obvod zosilňovača vyžaduje pri normálnej prevádzke prúd menší ako 1A.

Je to celkom uspokojujúce, pretože výstupná úroveň je dostatočná na to, aby som poháňal ktorýkoľvek z 8 ohmových alebo 4 ohmových reproduktorov, ktoré mám.

Kvalita zvuku je tiež primeraná v porovnaní s komerčným zosilňovačom zvuku, ktorý som používal predtým.

Zdá sa však, že pri blízkom počúvaní reproduktora vychádza vysoký zvuk.

Možno sa zdá, že IC zosilňovača LM386 vytvára vysokú frekvenciu syčivého šumu spolu s normálnym zosilneným zvukovým signálom.

Tento zosilňovač sa preto často nepoužíva, pretože niekoľkohodinový sluch mi zvyčajne robí nepríjemnosť z dôvodu vysokého zvuku vychádzajúceho z reproduktora.

A niekedy sa stane, že dôjde k výbuchu RF (rádiofrekvencie), keď okolo môjho bytu prechádza motocykel s veľkým hlukom.

***

Hľadal som na internete, aby som úplne obmedzil syčanie a príležitostné zachytávanie RF.

Nasledujúca schéma je výsledkom, ktorý je s určitými úpravami odporúčaný na niekoľkých webových stránkach.

Krok 2: Schémy obvodu

Pretože nie som dobrý v analógovej elektronike, vedecké vysvetlenie nie je možné pre úpravy, ktoré som vykonal v schémach vyššie.

Ale výsledok je celkom uspokojivý, keď počúvam prehrávanie MP3 a počúvam zvukový výstup videa niekoľko hodín s upraveným obvodom zosilňovača.

Pretože kvalita zvuku je z osobného hľadiska veľmi subjektívna, vyššie uvedené opatrenia na nápravu nebudú pre niekoho vhodné.

Ale tak ako tak, žiadne ďalšie RF prijímanie a tiež vysoké toky rušivého šumu nakoniec nezmiznú.

Dôvod pridania a odstránenia elektronických súčiastok je nasledujúci.

***

- Na napájacie vedenie LM386 sa odporúča použiť nízkofrekvenčné (100uF) a vysokofrekvenčné (0,1uf) kondenzátorové obtokové kondenzátory, aby sa odstránil vstup hluku do integrovaného obvodu zosilňovača

- Zníženie zosilnenia LM386 (urobte otvorený pin 1 a 8, aby ste nastavili zisk ako predvolený 20 (26 dB)), aby ste odstránili vysokofrekvenčný šum, sa odporúča aj na iných webových stránkach.

- A nakoniec pridajte k výstupu LM386 ešte jeden keramický kondenzátor (0,1uF kondenzátor, ktorý je v schéme vyššie označený ako 3). Tento keramický kondenzátor funguje ako dolnopriepustný filter a je nárokovaný na úplné odstránenie akéhokoľvek vysokého šumu.

***

Všetky vyššie uvedené odporúčania, ktoré som našiel na webových stránkach, sa aplikujú a testujú jeden po druhom, aby sa vytvorila konečná schéma zobrazená na obrázku vyššie.

Po prvé, nepovažujem ten ďalší prídavok keramického kondenzátora (časť 3 v schémach) za výstup LM386 za dobrý nápad.

Pretože kondenzátor môže z výstupu reproduktora odstrániť niektoré užitočné vysokofrekvenčné zvukové signály, je pre každého veľmi dôvodné podozrenie.

Pridanie kondenzátora sa však nakoniec stáva celkom efektívnym riešením na odstránenie vysokofrekvenčného snímania a syčivého zvuku zo zvukového výstupu.

Krok 3: Výkres zapojenia

Keďže je požadovaný stereo výstup, dva obvody zosilňovača sú umiestnené a zapojené na univerzálnej doske plošných spojov.

Keď porovnávate schémy a schému zapojenia dohromady, môžete vidieť, že každé zapojenie znázornené na schémach je v súlade so vzorom zapojenia na výkrese vyššie.

Podobná veľkosť každého elektronického komponentu je zobrazená, umiestnená a zapojená spolu s ostatnými komponentmi na výkrese zapojenia.

Na zníženie celkovej dĺžky vedenia sa nepoužíva podlhovastý a šikmý vzor zapojenia.

A oranžovo zafarbené čiary sú zapojené a spojené na hornej strane dosky plošných spojov.

Medzitým sú zapojené ďalšie červeno/zeleno zafarbené čiary a prepojené na zadnej (spájkovacej) strane dosky plošných spojov.

Krok 4: Diely

Na obrázku vyššie nemôžem vykresliť a vysvetliť každý komponent jeden po druhom.

Väčšina komponentov, ktoré si zaslúžia pozornosť, je však popísaná na obrázku.

Podrobný kusovník (kusovník) je popísaný v zozname nižšie. (Náklady na iba dôležitú zložku sú zapísané. Informácie o nákladoch sú však uvedené len orientačne)

***

- IC zosilňovač LM386 x 2 (približne 1 $)

- TIP41 (tranzistor NPN) x 2, TIP42 (tranzistor PNP) x 2 (asi 1,2 $ za každý)

- 1N4148 dióda x 4 pre predpäté tranzistory triedy AB

- Regulátor napätia LM7812 (napájanie zosilňovača)

- ALPS modrý zamatový 20K potenciometer (ovládanie hlasitosti, duálne 20K VR v cene, 10 $)

- 1 000uF elektrolytický kondenzátor x 2 na filtrovanie jednosmerného prúdu zo zvukového výstupu

- 100uF elektrolytický kondenzátor x 2 na obídenie nízkofrekvenčného šumu z elektrického vedenia

- 10uF elektrolytický kondenzátor x 2 na obchádzanie napájania pomocou LM386 IC

- 2,2uF elektrolytický kondenzátor x 2 na prepojenie zvukového vstupu s obvodom zosilňovača

- 0,1uF keramický kondenzátor x 6 na filtrovanie výkonu a potlačenie vysokofrekvenčného šumu

- Filmový kondenzátor 0,33uF x 1 pre filtrovanie šumu regulátora LM7812

- filmový kondenzátor 0,047uF x 2 na stabilizáciu výstupu (sieť Zobel)

- 2,2ohm 1/2W odpor x 4 pre načítanie tranzistora

- 1K 1/4W odpor x 2 pre predpätie tranzistora

- 10 ohmov x 2 pre stabilizáciu výstupu pomocou siete Zobel

- Svorkovnica zapojenia káblov reproduktora (4 piny, 3 $)

- 3,5 mm stereofónny vstupný konektor

- Kruhová zásuvka pre napájací adaptér 15 V na stenu

- Univerzálna doska plošných spojov asi 15 cm (Š) x 10 cm (H)

- Akrylová doska x 4 (15 cm (Š) x 10 cm (H) x 5 mm/3 mm (V))

- Kovový držiak M3 (skrutka/matica) 3,5 cm x 4

- 2 drôtové káble (5 V a viac ako 2 A)

***

Zhoda s tranzistorom sa odporúča na webovej stránke, kde je zverejnená pôvodná schéma.

Na zaistenie lepšej kvality zvuku je na podporu identických fyzických charakteristík tranzistorov NPN/PNP obvykle potrebná zhoda tranzistorov.

Ale pretože proces párovania je trochu zložitý, nebudem v tomto príbehu spomínať detaily.

Krok 5: Zapojenie a spájkovanie

Cínové drôty (veľkosť AWG 24) sa používajú na vytváranie schém zapojenia, ako je znázornené na schémach a výkrese zapojenia.

Vzhľadom na chyby, ktoré sa vyskytli počas spájkovania, sa používa niekoľko prepojovacích káblov.

Pretože je metóda spájkovania vysvetlená v iných pokynoch (https://www.instructables.com/circuits/raspberry-pi/projects/recent/), nebudem v tomto príbehu popisovať detaily.

V zásade sa zapojenie a spájkovanie vykonáva podľa podrobností, ako je znázornené na výkrese zapojenia.

Ako je vidieť na obrázku vyššie, k zosilňovaču sú pripojené rôzne káble vrátane stereofónneho zvukového kábla, dvojvodičových reproduktorových káblov a napájacieho kábla 15 V.

Krok 6: Hra a ďalší vývoj

Keď je výroba zosilňovača dokončená, začnite s ním počúvať hudbu.

Reproduktor zobrazený na obrázku vyššie je Scandyna MicroPod SE, ktorý bol kúpený asi pred 10 rokmi.

Teraz sa model pripojenia zvukového kábla zmenil na Bluetooth a stále sa zdá, že je k dispozícii na kúpu stále rovnaký tvar modelu.

Osobne predpokladám, že technická špecifikácia a výkon reproduktora sú pre kvalitu zvuku dôležitejšie ako zosilňovač.

Technická špecifikácia reproduktora je nasledovná.

***

-Aplikácie Hi-Fi stereo, systémy domáceho kina AV

- Požiadavka na zosilňovač 10 - 100 wattov

- Menovitá impedancia 4 Ω

- Frekvenčná odozva 65-20 000 Hz (± 3dB)

***

Opísal som použitie tohto zosilňovača pre reproduktor PC.

Môže však byť prepojený s rôznymi zdrojmi zvuku na prehrávanie hudby alebo videa.

Video zo zosilňovača fungujúceho si môžete pozrieť v nasledujúcom odkaze.

***

drive.google.com/file/d/131MuCqJzu-P7cf5pM…

***

Keďže nahrávanie vykonáva smartfón, kvalitu zvuku nie je možné príliš rozoznať.

Tento zosilňovač každopádne používam ako základné zariadenie na prehrávanie akéhokoľvek multimediálneho obsahu pomocou počítača, servera Raspberry Pi, inteligentného telefónu atď.

Ako rozšírenie tohto projektu budú do tohto zosilňovača integrované niektoré doplnkové funkcie.

Vďaka za prečítanie.