Amplificator audio Hi-Fi DIY 2.1 Class AB - sub 5 $ 10 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Buna tuturor! Astăzi vă voi arăta cum am construit un amplificator audio pentru un sistem cu 2.1 canale (stânga-dreapta și subwoofer). După aproape o lună de cercetare, proiectare și testare, am venit cu acest design.

În acest instructable, vă voi ghida prin procesul de proiectare a amplificatorului. Mai întâi, vă voi arăta cum să selectați IC-ul perfect pentru proiectul dvs. Apoi, vă voi arăta cum să găsiți valorile potrivite pentru toate componentele din circuit și cum să modificați câștigul și alți parametri. În cele din urmă, la final, vă voi spune câteva sfaturi pentru a elimina orice tip de zgomot.

După ce parcurge întregul instructabil, oricine își poate proiecta propriul amplificator pentru diferite aplicații. Voi încerca să fac acest lucru instructiv cât mai scurt și ușor de înțeles pentru toată lumea.

Destul de bine pentru introducere. Să începem

Pasul 1: Selectarea IC pentru amplificator

Bine, deci oricine poate confunda între diferite opțiuni disponibile pentru CI-urile amplificatorului audio. Este o sarcină dificilă să parcurgi mai multe foi de date. Așadar, iată un rezumat al analizei mele pentru câteva IC-uri celebre din India.

Circuite integrate de top ale amplificatorului audio:

1. Foaie de date TDA7294

• Amplificator audio DMOS 100V - 100W cu mut
• Protecție la scurtcircuit
• Poate furniza 200W în paralel

2. Foaie de date LM3886

• Amplificator de putere audio de 68 W de înaltă performanță cu mut
• Gama largă de alimentare 20V - 94V
• Raport semnal-zgomot ≥ 92dB
• Cea mai bună calitate a sunetului

3. LA4440 / CD4440 Foaie de date

• 2 canale încorporate (dual) care permit utilizarea în aplicații amplificatoare stereo și bridge.
• Dual: 6 W × 2 (tip.); Pod: 19 W (tipic)
• Numărul minim de piese externe necesare

4. Foaie de date TDA2050

• Amplificator audio hi-fi de 32 W
• Tensiune largă de alimentare, până la 50 V
• Ieftin și ușor de înlocuit

5. TDA2030Foaie tehnică

• Amplificator audio hi-fi de 14 W
• Tensiune largă de alimentare, până la 36 V.
• Ieftin și ușor de înlocuit
• Poate fi legat pentru mai multă putere

În timp ce selectați un IC, luați în considerare așteptările dvs. de la amplificator și scopul proiectului dvs. Dacă doriți un amplificator de putere mare cu cea mai bună calitate a sunetului din clasă, alegeți TDA7294 sau LM3886. Dar, dacă doriți doar să conduceți un difuzor de 5W, 10W sau 20W, opțiunile 4 și 5 sunt cele mai bune pentru dvs. De asemenea, puteți lua în considerare LA4440 dacă doriți un circuit mai simplu (atât canalul stânga, cât și canalul drept într-un singur IC).

În general, ar trebui să alegeți un amplificator care poate furniza o putere egală cu dublul puterii nominale a difuzorului. Aceasta înseamnă că un difuzor cu o impedanță de 8 ohmi și un rating de 5 wați va necesita un amplificator care poate produce 10 wați într-o sarcină de 8 ohmi. Pentru o pereche de difuzoare stereo, amplificatorul ar trebui să fie evaluat la 10 wați pe canal în 8 ohmi.

Doriți să aflați mai multe despre amplificatoare, faceți clic aici

Pasul 2: Piese și instrumente

Vreau să conduc două difuzoare de 5W pentru canalele din stânga și din dreapta pe care le-am extras dintr-un televizor CRT vechi. Deci, TDA2030 este cel mai bun pentru mine, dar puteți alege TDA2050 și pentru construirea canalelor stânga și dreapta.

Instrumente -

1. Multimetru
2. Stație de lipit
3. Pistol de lipit fierbinte
4. Cleşte
5. Cutter
6. Tuburi termocontractabile

Pentru amplificator stereo TDA2030 (stânga + dreapta) -

1. TDA2030 (2)
2. Boxe (2)
3. Preboard
4. Mufă stereo de 3,5 mm
5. 1N4007 Diodă (2 * 2)
6. Potențiometru sau Trimpot 10K / 22K (2)
7. Buton potențiometru (opțional)
8. Rezistor 10 (1 * 2), 100k (4 * 2), 3,7k (1 * 2)
9. Condensator ceramic 100nF (2 * 2)
10. Condensator electrolitic 1uF (1 * 2), 100uF (1 * 2), 2uF (1 * 2), 22uF (1 * 2), 2200uF (1 * 2)
11. Alimentare: Transformator sau adaptor DC 12V 2Amp (min)
12. Radiator (2)

Pentru subwoofer TDA2050 -

1. TDA2050 (1)
2. Subwoofer (1)
3. Preboard
4. Potențiometru sau Trimpot 10K / 22K (1)
5. Buton potențiometru (opțional)
6. Rezistor 10 (1), 100k (4), 3,3k (1)
7. Condensator ceramic 100nF (2)
8. Condensator electrolitic 1uF (1), 1000uF (2), 2uF (1 * 2), 22uF (1)
9. Alimentare: Transformator sau adaptor DC 24V 2Amp (sugerat)
10. Radiator

Pentru filtru trece jos -

1. RC4558 (1)
2. Rezistent: 100K (2), 560 (2), 22K (1)
3. Condensator: 1uF (1), 104j (2)
4. Alimentare divizată de 9V la 12V

Acum să începem cu amplificatorul TDA2030.

Pasul 3: Circuit amplificator stereo

Conform fișei tehnice, TDA2030 poate emite 9 wați în difuzoare de 8 Ω cu o distorsiune de 0,5% pe o sursă de alimentare de 14 V.

De fapt, puteți obține un circuit de aplicație de bază pentru aproape fiecare IC din foaia de date. În foaia tehnică a TDA2030, există două circuite, unul cu o singură sursă de alimentare și altul cu o sursă de alimentare divizată. Puteți alege orice circuit conform nevoilor dvs. Voi folosi un singur circuit de alimentare deoarece îl voi alimenta cu un adaptor de 12 DC. Pentru sursa de alimentare divizată, veți avea nevoie de un transformator 12-0-12.

În primul rând, să simulăm circuitul. Deci, am putut vedea cum a funcționat. Schema circuitului a fost realizată cu Proteus.

Testați totul și asigurați-vă că circuitul dvs. va funcționa înainte de a începe să lipiți.

Notă: firele C2 și R7 nu sunt conectate. (Simulare Fig.)

Pasul 4: Modificarea circuitului

Să aflăm cele mai bune valori pentru componentele din circuit. Voi folosi schema de mai sus, care este aceeași cu cea din foaia de date, dar cu câteva modificări pentru a seta câștigul, lățimea de bandă și pentru a ajuta la filtrarea zgomotului.

1. Câștigă

Circuitul din foaia de date are un câștig de 33 și va provoca distorsiuni. Un câștig bun de utilizat pentru ascultarea acasă este de aproximativ 27 până la 30 dB. Această setare nu este suficient de mare pentru a provoca distorsiuni și vă va oferi o gamă bună de volum.

Câștig = 1 + R1 / R2 dacă R1 = 100kthen, R2 = 3,7k

2. Rețeaua Zobel

O rețea Zobel ajută la prevenirea oscilațiilor care pot apărea din inducția parazită a firelor difuzoarelor. De asemenea, acționează ca un filtru pentru a împiedica interferențele radio captate de firele difuzoarelor să ajungă la intrarea inversă prin bucla de feedback. C6 și R8 formează o rețea Zobel la ieșirea amplificatorului.

C6 = 100nF și R8 = 10ohms, ceea ce dă o frecvență limită (fc) de:

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

159 kHz este peste limita de 20 kHz a auzului uman și mult sub frecvențele radio, astfel încât aceste valori vor funcționa bine. Dacă amplificatorul oscilează, R6 va trece curenți mari la sol, așa că ar trebui să aibă o putere nominală de cel puțin 1 Watt.

3. Bas

Condensatorul C7 din fig. este folosit pentru a seta basul difuzoarelor, cu atât este mai mare valoarea condensatorului, mai bine răspunsul la bas al difuzoarelor. De asemenea, puteți utiliza un condensator variabil pentru a schimba basul manual. (Acest bas nu este legat de subwoofer)

Sfat: Când construiam acest amplificator, mă îndoiesc de ce folosim condensatorii și rezistențele suplimentare, ce fac și ce dacă le eliminăm. Nu puteți ignora aceste întrebări dacă sunteți un pasionat de electronice. Accesați pagina 10 secțiunea 4.3 din foaia de date pentru a vă face o idee aproximativă.

Dar recomand cu tărie acest tutorial minunat de Circuit Basics. Acest articol acoperă în detaliu toate detaliile necesare.

Notă: Voi lua mai sus Fig. Ca referință în pașii următori.

Pasul 5: Conectarea mufei de 3,5 mm

Dacă aveți un fir audio (cu mufă) sau căști, atunci multimetrul este cea mai bună opțiune pentru a verifica conectivitatea și pentru a afla conectivitatea G-L-R. Dacă nu aveți o mufă audio, puteți utiliza conectori de sex masculin sau feminin.

Conectați mufa de 3,5 mm la telefon și la alte fire laterale deschise la amplificator. Amplificator de la stânga la stânga și amplificator de la dreapta la dreapta cu temeiuri comune.

Verificați fotografiile atașate pentru referință.

Pasul 6: Construirea amplificatorului

Începeți să construiți cu un singur canal al amplificatorului nostru stereo. Construiți cu atenție circuitul pe perfboard, puteți lua ajutorul proiectelor PCB disponibile în fișa tehnică. Dacă aveți îndoieli, puteți folosi mai întâi un panou pentru a verifica circuitul. Dar amintiți-vă că îl asamblați pe panou va avea multe fire deschise care pot duce la mult zgomot în difuzor. Deci, nu credeți că circuitul este greșit atunci când primiți buzz sau zumzet.

Adăugați un potențiometru înainte de condensatorul C2 (Pasul 4 Fig.) Pentru controlul volumului, este, de asemenea, foarte eficient pentru a reduce distorsiunea. Am folosit un trimpot în acest scop și am setat permanent valoarea trimpotului astfel încât să nu existe distorsiuni la volumul maxim al telefonului.

După verificarea și testarea primului canal, repetați procesul și clonați exact același circuit pe același perfboard sau pe altul. Acum aveți doi amplificatori mono, conectați cablul canalului stâng la un amplificator și cablul canalului drept la celălalt amplificator cu masă comună la amândoi. Utilizați trimpot diferit pentru fiecare canal și setați aceeași valoare de trimpot pentru ambele canale, astfel încât fiecare canal să aibă același volum.

Puteți utiliza un potențiometru (în loc de trimpot) dacă doriți să modificați frecvent volumul amplificatorului. Vă sugerez să utilizați un potențiometru dual conic pentru a controla manual simultan audio stânga și dreapta.

Sursa de alimentare: Sursa de alimentare pe care o veți folosi ar trebui să fie dublă decât cea necesară, adică pentru două difuzoare de 5 W ar trebui să existe o sursă de alimentare de 20 W pentru cele mai bune rezultate.

Aici voi folosi un adaptor de 12V 2Amp DC (P = 24W) pentru ambele canale.

NOTĂ: Verificați Pasul 9: Reducerea zgomotului, înainte de a finaliza circuitul de pe placa de bord.

Pasul 7: Circuitul sub-woofer