10 watts lydforstærker ved hjælp af op

Forstærkere er rygraden i Analog elektronik. De bruges meget inden for elektronikindustrien. Forstærkere bruges næsten i alle lydrelaterede applikationer.

Effektforstærker er den del af lydelektronik. Det er designet til at maksimere størrelsen af effekten af det givne indgangssignal. I lydelektronik øger operationsforstærkeren signalets spænding, men er ude af stand til at levere den strøm, der kræves for at drive en belastning.

I denne vejledning bygger vi en 10W forstærker med en 8 Ohms impedanshøjttaler tilsluttet. Vi bruger en operationsforstærker og to ekstra effekttransistorer til at levere 10 Watt output på tværs af outputbelastningen

Konstruktionstopologi til forstærkere

I en forstærker kædesystem, er effektforstærkeren anvendt ved den sidste eller afsluttende fase før belastningen. Generelt bruger Sound Amplifier-systemet nedenstående topologi vist i blokdiagrammet

Som du kan se i ovenstående blokdiagram, er forstærker det sidste trin, der er direkte forbundet med belastningen. Generelt før signalforstærker korrigeres signalet ved hjælp af præforstærkere og spændingskontrolforstærkere. I nogle tilfælde, hvor tonestyring er nødvendig, tilføjes tonestyringskredsløbet også før effektforstærker.

Kend din belastning

I tilfælde af lydforstærker er forstærkerens belastning og belastningskørselskapacitet et vigtigt aspekt i konstruktionen. Den største belastning for en forstærker er Loud Speaker. Effektforstærkerens output afhænger af belastningsimpedansen, så tilslutning af en forkert belastning kan kompromittere effektforstærkerens effektivitet såvel som stabiliteten.

Loud Speaker er en enorm belastning, der fungerer som en induktiv og resistiv belastning. Effektforstærker leverer AC-output, på grund af dette er højttalerens impedans en kritisk faktor for korrekt strømoverførsel.

Impedans er den effektive modstand af et elektronisk kredsløb eller en komponent til vekselstrøm, der opstår fra de kombinerede effekter relateret til ohmsk modstand og reaktans.

I lydelektronik er forskellige typer højttalere tilgængelige i forskellige wattforbrug med forskellige impedanser. Højttalerimpedans kan bedst forstås ved hjælp af forholdet mellem vandstrømning inde i en rør. Tænk bare højttaleren som et vandrør, vandet, der strømmer gennem røret, er det skiftende lydsignal. Hvis røret nu blev større i diameter, vil vandet let strømme gennem røret, vandmængden vil være større, og hvis vi mindsker diameteren, jo mindre vand vil strømme gennem røret, så vandmængden vil være nederste. Diameteren er effekten skabt af ohmsk modstand og reaktans. Hvis røret bliver større i diameter, vil impedansen være lav,så højttaleren kan få mere watt og forstærkeren giver mere strømoverførselsscenarie, og hvis impedansen bliver høj, giver forstærkeren mindre strøm til højttaleren.

Der er forskellige valg såvel som forskellige segmenter af højttalere er tilgængelige på markedet, generelt med 4 ohm, 8 ohm, 16 ohm og 32 ohm, hvoraf 4 og 8 ohm højttalere er bredt tilgængelige i billige priser. Vi er også nødt til at forstå, at en forstærker med 5 Watt, 6 Watt eller 10 Watt eller endnu mere er RMS (Root Mean Square) watt, leveret af forstærkeren til en bestemt belastning i kontinuerlig drift.

Så vi skal være forsigtige med højttalerklassificering, forstærkerklassificering, højttalereffektivitet og impedans.

Nødvendige komponenter

For at konstruere 10 watt forstærker kredsløb har vi brug for følgende komponenter-

Vero-kort (prikket eller forbundet nogen kan bruges)
Loddekolbe
Loddetråd
Nipper og Wire stripper værktøj
Ledninger
Kølelegeme i aluminium
12V Rail to Rail strømforsyning med + 12V GND -12V power track
8 ohm 10 watt højttaler
2stk 4.7k modstand 1/4 ^th Watt
2stk 200R modstand 1/2 ^th Watt
1pc 47k modstand
10pF kondensator 1pc
3,2 k modstand
.82uF kondensator
TIP127 Transistor
TIP122 Transistor
LF351 IC med 8-polet IC-base

10 Watt lydforstærker kredsløbsdiagram og forklaring

Den skematiske for 10 watts forstærker er temmelig enkel, LF351 forstærker signalet spænding og to effekttransistorer tilvejebringe den nødvendige effektforstærkning. Strømmen tages direkte fra strømforsyningen og leveres til 8 ohm højttaler via to transistorer. Når sinusformet bølge ændrer polariteten, tilvejebringer TIP127 effektforstærkning på positiv spids og TIP 122 tilvejebringer effektforstærkning på negative spids signaler.

I dette kredsløb er TIP122 og TIP 127 to hovedkomponenter. Disse to transistorer er identiske par med 100V Collector-Emitter Sustaining Voltage @ 100 mA. Begge IC'er giver typisk høj DC-strømforstærkning-hFE = 2500.

I ovenstående billede vises TO-220B-pakken, begge transistorer er tilgængelige i denne pakke. Denne pakke er afgørende for perfekt varmeoverførsel og nyttig til at passe sammen med en køleplade. Disse transistorer er forspændte ved hjælp af 200R-modstandene. Det forstærkede output er taget fra kollektorkrydsningen mellem TIP122 og TIP127.

Test af 10 watt forstærkerkredsløb

Vi brugte proteus simuleringsværktøjer til at kontrollere output af kredsløbet; vi målte output i det virtuelle oscilloskop. Du kan tjekke den komplette demonstrationsvideo, der er angivet nedenfor

Vi forsyner kredsløbet ved hjælp af + / - 12V, og det sinusformede indgangssignal leveres. Oscilloskopet er forbundet over udgangen mod 8 ohm belastning på kanal A (gul), og indgangssignalet er forbundet over kanal B (blå).

Vi kan se outputforskellen mellem indgangssignalet og det forstærkede output i videoen nedenfor.

Vi kontrollerede også output watt, forstærker watt er meget afhængig af flere ting, som diskuteret før. Det er meget afhængigt af højttalerimpedansen, højttalereffektivitet, forstærkereffektivitet, konstruktionstopologier, samlede harmoniske forvrængninger osv. Vi kunne ikke overveje eller beregne alle de mulige faktorer, der er skabt afhængigheder i forstærkerens watt. Det virkelige liv kredsløb er forskelligt fra simuleringen, fordi der er behov for mange faktorer, der skal overvejes under kontrol eller test af output.

Beregning af forstærkerens watt

Vi brugte en simpel formel til at beregne forstærkerens wattforbrug -

Forstærkerens effekt = V ² / R

Vi tilsluttede et AC-multimeter på tværs af udgangen. Vekselstrømsspænding vist i multimeteret er top til top vekselspænding. Vi leverede meget lavfrekvent sinusformet signal på få 25-50Hz. Som ved lav frekvens vil forstærkeren levere mere strøm til belastningen, og multimeteret vil være i stand til at registrere vekselstrøm korrekt.

Multimeteret viste + 8.90V AC. Så som i formlen er output fra forstærkeren ved 8 ohm belastning

Forstærker Effekt = 8.90 ² /8 forstærker Effekt = 9,90125 (10W ca.)

Ting at huske, når du konstruerer 10w forstærker

Strømtransistorer skal forbindes korrekt med kølelegemet. Større køleplade giver bedre resultat. Også,
Det er godt at anvende lydkvalitets klassificerede boksekondensatorer for bedre resultat.
Prøv at gøre forforstærkeren, til effekttransistor kollektor krydset og til det endelige output spor, så kort som muligt. Det reducerer støjkoblingen i output. Også,
Prøv at bruge 8 Ohms højttaler med højere effektivitet til at køre med denne effektforstærker.

Se demonstrationsvideoen nedenfor for dette 10w forstærker- system