Hi -Fi audio zosilňovač DIY 2.1 triedy AB - pod 5 dolárov: 10 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Ahojte, všetci! Dnes vám ukážem, ako som zostrojil zosilňovač zvuku pre 2,1-kanálový systém (ľavý-pravý a subwoofer). Po takmer 1 mesiaci výskumu, navrhovania a testovania som prišiel s týmto dizajnom.

V tomto návode vás prevediem procesom návrhu zosilňovača. Najprv vám ukážem, ako vybrať perfektný integrovaný obvod pre váš projekt. Potom vám ukážem, ako nájsť správne hodnoty pre všetky komponenty v obvode a ako zmeniť zosilnenie a ďalšie parametre. Na záver vám na záver poviem niekoľko tipov na odstránenie akéhokoľvek druhu hluku.

Po absolvovaní celého návodu si môže ktokoľvek navrhnúť vlastný zosilňovač pre rôzne aplikácie. Pokúsim sa urobiť tento návod čo najkratším a zrozumiteľným pre každého.

Dobre na úvod. Začnime

Krok 1: Výber IC pre zosilňovač

Dobre, takže ktokoľvek si môže zamieňať rôzne možnosti dostupné pre integrované obvody zvukového zosilňovača. Je to náročná úloha prejsť niekoľkými technickými listami. Tu je teda súhrn mojej analýzy niektorých známych integrovaných obvodov v Indii.

Najlepšie integrované obvody zosilňovača zvuku:

1. Technický list TDA7294

• 100V - 100W zosilňovač zvuku DMOS s vypnutím zvuku
• Ochrana proti skratu
• Môže poskytovať 200 W paralelne

2. Dátový list LM3886

• Vysokovýkonný zosilňovač zvuku 68 W s vypnutím zvuku
• Široký rozsah napájania 20V - 94V
• Pomer signálu k šumu ≥ 92 dB
• Najlepšia kvalita zvuku

3. Technický list LA4440/CD4440

• Vstavané 2 kanály (duálne) umožňujúce použitie v aplikáciách stereo a mostového zosilňovača.
• Duálne: 6 W × 2 (typ.); Most: 19 W (typ.)
• Vyžaduje sa minimálny počet externých dielov

4. Technický list TDA2050

• 32 W hi-fi audio zosilňovač
• Širokopásmové napájacie napätie, až 50 V
• Lacné a ľahko vymeniteľné

5. Technický list TDA2030

• 14 W hi-fi zosilňovač zvuku
• Široký rozsah napájacieho napätia, až 36 V
• Lacné a ľahko vymeniteľné
• Možno premosťovať pre väčšiu silu

Pri výbere integrovaného obvodu zvážte svoje očakávania od zosilňovača a účel vášho projektu. Ak chcete zosilňovač s vysokým výkonom a najlepšiu kvalitu zvuku vo svojej triede, siahnite po TDA7294 alebo LM3886. Ak však chcete ovládať iba reproduktor s výkonom 5 W, 10 W alebo 20 W, budú pre vás najvhodnejšie 4. a 5. možnosť. LA4440 môžete tiež zvážiť, ak chcete jednoduchší obvod (ľavý aj pravý kanál v jednom integrovanom obvode).

Vo všeobecnosti by ste mali zvoliť zosilňovač, ktorý dokáže dodať výkon rovnajúci sa dvojnásobku výkonu reproduktora. To znamená, že reproduktor s impedanciou 8 ohmov a výkonom 5 wattov bude vyžadovať zosilňovač, ktorý dokáže produkovať 10 wattov do 8-ohmového zaťaženia. V prípade stereo páru reproduktorov by mal byť zosilňovač dimenzovaný na 10 wattov na kanál do 8 ohmov.

Ak sa chcete dozvedieť viac o zosilňovačoch, kliknite sem

Krok 2: Diely a nástroje

Chcem ovládať dva 5W reproduktory pre ľavý a pravý kanál, ktoré som extrahoval zo starého televízora CRT. Takže TDA2030 je pre mňa najlepší, ale môžete si vybrať TDA2050 aj na stavbu ľavého a pravého kanála.

Nástroje -

1. Multimeter
2. Spájkovacia stanica
3. Horúca lepiaca pištoľ
4. Kliešte
5. Rezačka
6. Zmršťovacia hadička

Pre stereo zosilňovač TDA2030 (ľavý+pravý) -

1. TDA2030 (2)
2. Reproduktory (2)
3. Preboard
4. 3,5 mm stereo konektor
5. 1N4007 dióda (2*2)
6. Potenciometer alebo trimppot 10K/22K (2)
7. Gombík potenciometra (voliteľný)
8. Rezistor 10 (1*2), 100k (4*2), 3,7k (1*2)
9. Keramický kondenzátor 100nF (2*2)
10. Elektrolytický kondenzátor 1uF (1*2), 100uF (1*2), 2uF (1*2), 22uF (1*2), 2200uF (1*2)
11. Napájanie: transformátor alebo DC adaptér 12 V 2 A (min.)
12. Chladič (2)

Pre subwoofer TDA2050 -

1. TDA2050 (1)
2. Subwoofer (1)
3. Preboard
4. Potenciometer alebo trimp 10K/22K (1)
5. Gombík potenciometra (voliteľný)
6. Rezistor 10 (1), 100k (4), 3,3k (1)
7. Keramický kondenzátor 100nF (2)
8. Elektrolytický kondenzátor 1uF (1), 1000uF (2), 2uF (1*2), 22uF (1)
9. Napájanie: transformátor alebo DC adaptér 24 V 2 A (odporúčané)
10. Chladič

Pre dolnopriepustný filter -

1. RC4558 (1)
2. Rezistencia: 100K (2), 560 (2), 22K (1)
3. Kondenzátor: 1uF (1), 104j (2)
4. Delené napájanie 9V až 12V

Začnime teraz so zosilňovačom TDA2030.

Krok 3: Obvod stereofónneho zosilňovača

Podľa technického listu môže TDA2030 na 14 V napájaní reprodukovať 9 wattov do 8 Ω reproduktorov s 0,5% skreslením.

V skutočnosti môžete v technickom liste získať základný aplikačný obvod pre takmer každý integrovaný obvod. V technickom liste TDA2030 sú dva obvody, jeden s jedným zdrojom napájania a druhý s deleným zdrojom napájania. Môžete si vybrať ľubovoľný okruh podľa svojich potrieb. Budem používať jeden napájací obvod, pretože ho budem napájať 12 DC adaptérom. Na rozdelené napájanie budete potrebovať transformátor 12-0-12.

Najprv si simulujeme obvod. Takže sme mohli vidieť, ako to funguje. Schéma zapojenia bola vytvorená s Proteusom.

Pred spájkovaním všetko vyskúšajte a uistite sa, že váš obvod bude fungovať.

Poznámka: Vodiče C2 a R7 nie sú pripojené. (Simulačný obr.)

Krok 4: Úprava obvodu

Poďme zistiť najlepšie hodnoty pre komponenty v obvode. Použijem schému uvedenú vyššie, ktorá je rovnaká ako v údajovom liste, ale s niekoľkými úpravami na nastavenie zisku, šírky pásma a filtrovania hluku.

1. Zisk

Obvod v technickom liste má zosilnenie 33 a spôsobí skreslenie. Dobrý zisk na použitie pre domáce počúvanie je okolo 27 až 30 dB. Toto nastavenie nie je dostatočne vysoké, aby spôsobilo skreslenie a poskytne vám dobrý rozsah hlasitosti.

Zisk = 1+R1/R2 ak R1 = 100 libier, R2 = 3,7 tis

2. Sieť Zobel

Sieť Zobel pomáha predchádzať osciláciám, ktoré môžu nastať pri parazitickej indukcii káblov reproduktorov. Funguje tiež ako filter, ktorý zabraňuje tomu, aby sa rádiové rušenie zachytené vodičmi reproduktorov dostalo na invertujúci vstup prostredníctvom spätnoväzbovej slučky. C6 a R8 tvoria na výstupe zosilňovača sieť Zobel.

C6 = 100nF a R8 = 10 ohmov, čo dáva medznú frekvenciu (fc):

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

159 kHz je nad hranicou 20 kHz ľudského sluchu a hlboko pod rádiovými frekvenciami, takže tieto hodnoty budú fungovať dobre. Ak zosilňovač osciluje, R6 bude prenášať na zem vysoké prúdy, takže by mal mať menovitý výkon najmenej 1 Watt.

3. Basy

Kondenzátor C7 na obr. sa používa na nastavenie basov reproduktorov, čím vyššia je hodnota kondenzátora, tým lepšie budú basové odozvy reproduktorov. Na manuálne nastavenie basov môžete použiť aj variabilný kondenzátor. (Tieto basy nesúvisia so subwooferom)

Tip: Keď som staval tento zosilňovač, pochybujem, prečo používame tieto ďalšie kondenzátory a odpory, čo robia a čo ak ich odstránime. Ak ste nadšencom elektroniky, tieto otázky nemôžete ignorovať. Hrubú predstavu získate na strane 10, časť 4.3 v technickom liste.

Ale vrelo odporúčam tento úžasný návod od Circuit Basics. Tento článok podrobne popisuje všetky požadované podrobnosti.

Poznámka: Beriem nad obr. Ako referenciu v nasledujúcich krokoch.

Krok 5: Pripojenie 3,5 mm konektora

Ak máte zvukový kábel (s konektorom) alebo slúchadlá, multimeter je najlepšou možnosťou na kontrolu pripojenia a zistenie pripojenia G-L-R. Ak nemáte kábel zvukového konektora, môžete použiť konektory male alebo female.

Pripojte 3,5 mm konektor k telefónu a ostatné bočné otvorené káble k zosilňovaču. Zosilňovač zľava doľava a zosilňovač sprava do prava so spoločnými dôvodmi.

Pozrite sa na priložené fotografie.

Krok 6: Zostavenie zosilňovača

Začnite stavať iba s jedným kanálom nášho stereo zosilňovača. Starostlivo postavte obvod na perfboarde, môžete si pomôcť pomocou návrhov DPS dostupných v technickom liste. Ak máte pochybnosti, môžete najskôr obvod zapojiť na kontrolu obvodu. Pamätajte však, že jeho montáž na dosku bude mať veľa otvorených káblov, čo môže v reproduktore viesť k veľkému hluku. Nemyslite si preto, že keď zazvoníte alebo si zašumíte, tento obvod je nesprávny.

Pridajte potenciometer pred kondenzátor C2 (krok 4 obr.) Na ovládanie hlasitosti, je tiež veľmi účinný na zníženie skreslenia. Na tento účel som použil trimpot a natrvalo som nastavil hodnotu trimpotu tak, aby pri maximálnej hlasitosti telefónu nedochádzalo k skresleniu.

Po kontrole a testovaní prvého kanála zopakujte postup a naklonujte presne ten istý obvod na rovnakom alebo inom perfboarde. Teraz máte dva mono zosilňovače, pripojte ľavý kanálový vodič k jednému zosilňovaču a pravý kanálový vodič k druhému zosilňovaču so spoločnou zemou pre obidva. Pre každý kanál použite iný trimpot a pre oba kanály nastavte rovnakú hodnotu trimpotu, aby mal každý kanál rovnakú hlasitosť.

Ak chcete často meniť hlasitosť zosilňovača, môžete použiť potenciometer (namiesto trimpotu). Odporúčame vám použiť dvojitý kužeľový potenciometer na manuálne ovládanie ľavého a pravého zvuku súčasne.

Napájanie: Napájanie, ktoré budete používať, by malo byť dvojnásobkom potrebného výkonu, t. J. Pre dva 5W reproduktory by malo byť 20W napájanie, aby sa dosiahli najlepšie výsledky.

Tu budem používať 12 V 2 Amp DC adaptér (P = 24 W) pre oba kanály.

POZNÁMKA: Pred finalizáciou obvodu na perfboarde skontrolujte krok 9: Redukcia šumu.

Krok 7: Obvod subwoofera