PC reproduktorový zesilovač: 6 kroků (s obrázky)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Jedná se o tranzistorový zesilovač malého výkonu (méně než 10 Wattů) využívající LM386 a TIP41/42.

Přestože výstupní výkon není příliš působivý, přesto může dobře posloužit jako zesilovač pro reproduktor PC a přehrávač MP3.

Když žijeme společně v zaplněném bytě, poloviční výstupní výkon z tohoto zesilovače snadno produkuje stížnosti mé rodiny.

Každopádně může pohánět 8ohm a 4ohm reproduktor s maximálním napájením 12V.

Získal jsem původní schémata z webových stránek (https://www.bristolwatch.com/radio/lm386_power_amp.htm, Lm386 Audio Amplifier Adding Push-Pull Output Stage).

Vzhledem k tomu, že obvod nepoužívá napájecí zdroj s dvojitou polaritou (+/-), celková složitost obvodu není příliš vysoká a lze použít kompaktní velikost (15 cm (Š) x 10 cm (H) x 5 cm (V)) šasi, jak ukazuje obrázek výše.

Vyrobil jsem několik zesilovačů s originálními schématy a jeden z nich zobrazený na obrázku výše je konečná verze, která oproti originálu provedla mírné úpravy.

Krok 1: Předchozí verze zesilovače

Toto je stará verze zesilovače vyrobeného podle původních schémat.

Jako výstupní stupeň push-pull používá tranzistory TIP31/32.

Jako napájecí zdroj používám běžný obvod regulátoru napětí LM7812 a nástěnný adaptér 220 V (vstup)/15 V (výstup), protože obvod zesilovače vyžaduje při normálním provozu proud menší než 1 A.

Je to docela uspokojivé, protože výstupní úroveň je dostačující pro řízení jakéhokoli z 8ohmových nebo 4ohmových reproduktorů, které mám.

Kvalita zvuku je také rozumná ve srovnání s komerčním zesilovačem zvuku, který jsem použil dříve.

Zdá se však, že při pozorném poslechu reproduktoru vychází vysoký zvuk.

Možná se zdá, že IC zesilovače LM386 produkuje vysokou frekvenci syčivého šumu spolu s normálním zesíleným zvukovým signálem.

Tento zesilovač se proto často nepoužívá, protože několikhodinový sluch mi obvykle dělá nepříjemné kvůli vysokému zvuku vycházejícímu z reproduktoru.

A někdy dojde k zachycení vysokofrekvenčního (RF) signálu, když kolem mého bytu projíždí motorka s velkým hlukem.

***

Hledal jsem na internetu, abych úplně omezil syčení a občasné RF vyzvednutí.

Níže uvedené schéma je výstupem, který je s některými úpravami doporučen na několika webových stránkách.

Krok 2: Schémata zapojení

Protože nejsem dobrý v analogové elektronice, není vědecké vysvětlení možné pro úpravy, které jsem provedl ve schématech výše.

Ale výsledek je docela uspokojivý, když poslouchám přehrávání MP3 a poslouchám audio výstup videa několik hodin s upraveným obvodem zesilovače.

Protože kvalita zvuku je z osobního hlediska velmi subjektivní záležitost, výše uvedené nápravné opatření nebude pro někoho vhodné.

Ale každopádně žádné další RF vyzvednutí a také vysoké výšky rušivého hluku nakonec zmizí.

Důvody přidání a odebrání elektronických součástek jsou následující.

***

- K napájecímu vedení LM386 se doporučuje použít nízkofrekvenční (100uF) a vysokofrekvenční (0,1uf) kondenzátorové přemosťovací kondenzátory k odstranění vstupu šumu do zesilovače IC

- Snížení zesílení LM386 (povolte rozpojení pinů 1 a 8 pro fixaci zisku jako výchozí 20 (26dB)) pomáhá odstranit vysokofrekvenční šum také na jiných webových stránkách.

- A nakonec přidejte ještě jeden keramický kondenzátor (kondenzátor 0,1 uF, který je ve schématu výše číslován jako 3) na výstup LM386, který je určen k úplnému odstranění jakéhokoli vysokého šumu, protože keramický kondenzátor funguje jako dolní propust

***

Všechna výše uvedená doporučení, která jsem našel na webových stránkách, jsou aplikována a testována jedna po druhé, aby se vytvořilo konečné schéma zobrazené na obrázku výše.

Za prvé, nepovažuji ten další doplněk keramického kondenzátoru (část 3 ve schématech) k výstupu LM386 za dobrý nápad.

Protože kondenzátor může z výstupu reproduktoru odstranit některé užitečné vysokofrekvenční zvukové signály, je pro každého velmi rozumné podezření.

Ale přidání kondenzátoru se nakonec stává docela efektivním řešením pro odstranění vysokofrekvenčního snímání a syčivého zvuku ze zvukového výstupu.

Krok 3: Výkres zapojení

Protože je vyžadován stereofonní výstup, jsou dva obvody zesilovače umístěny a zapojeny na univerzální desce plošných spojů.

Při vzájemném porovnávání schémat a schématu zapojení můžete vidět, že každé zapojení zobrazené ve schématech odpovídá schématu zapojení na obrázku výše.

Podobná velikost každé elektronické součásti je zobrazena, umístěna a zapojena společně s ostatními součástmi na výkresu zapojení.

Ke snížení celkové délky vedení se nepoužívá podlouhlé a šikmé zapojení.

A oranžové linky jsou zapojeny a připojeny na horní straně desky plošných spojů.

Mezitím jsou zapojeny další červeno/zelené barevné linky a připojeny na zadní (pájecí) stranu desky plošných spojů.

Krok 4: Díly

Na výše uvedeném obrázku nemohu vykreslit a vysvětlit každou komponentu jednu po druhé.

Většina komponent hodných povšimnutí je však popsána na obrázku.

Podrobný kusovník (kusovník) je popsán v níže uvedeném seznamu. (Jsou zapsány náklady pouze na důležitou součást. Informace o nákladech jsou však uvedeny pouze orientačně)

***

- LM386 zesilovač IC x 2 (asi 1 $)

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

- 1N4148 dioda x 4 pro předpínací tranzistory jako třída AB

- Regulátor napětí LM7812 (napájecí zdroj zesilovače)

- ALPS modrý sametový 20K potenciometr (ovládání hlasitosti, duální 20K VR v ceně, 10 $)

- 1000uF elektrolytický kondenzátor x 2 pro filtrování DC ze zvukového výstupu

- 100uF elektrolytický kondenzátor x 2 pro obcházení nízkofrekvenčního šumu z elektrického vedení

- 10uF elektrolytický kondenzátor x 2 pro přemostění napájení s LM386 IC

- 2,2uF elektrolytický kondenzátor x 2 pro propojení audio vstupu s obvodem zesilovače

- keramický kondenzátor 0,1uF x 6 pro filtrování výkonu a potlačení vysokofrekvenčního šumu

- Filmový kondenzátor 0,33uF x 1 pro filtrování šumu regulátoru LM7812

- 0,047uF filmový kondenzátor x 2 pro stabilizaci výstupu (síť Zobel)

- 2,2ohm 1/2W odpor x 4 pro načítání tranzistoru

- 1K 1/4W odpor x 2 pro předpětí tranzistoru

- 10 ohmů x 2 pro stabilizaci výstupu pomocí sítě Zobel

- Svorkovnice pro zapojení kabelu reproduktoru (4 piny, 3 $)

- 3,5 mm stereo vstupní audio konektor

- Kruhová napájecí zásuvka pro napájecí adaptér 15 V na stěnu

- Univerzální deska plošných spojů asi 15 cm (Š) x 10 cm (H)

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

- Kovový držák velikosti M3 (šroub/matice) 3,5 cm x 4

- 2 drátové kabely (5 V a více než 2 A)

***

Shoda tranzistorů se doporučuje na webové stránce, kde je zveřejněno původní schéma.

Pro lepší kvalitu zvuku je obvykle vyžadováno přizpůsobení tranzistorů pro podporu identických fyzických charakteristik tranzistorů NPN/PNP.

Protože je ale proces párování trochu složitý, nebudu v tomto příběhu zmiňovat detaily.

Krok 5: Zapojení a pájení

Plechové dráty (velikost AWG 24) se používají k vytváření schémat zapojení, jak je znázorněno na schématech a výkresu zapojení.

Kvůli chybám při pájení se používá několik propojovacích kabelů.

Jelikož je metoda pájení vysvětlena v jiných pokynech (https://www.instructables.com/circuits/raspberry-pi/projects/recent/), nebudu v tomto příběhu popisovat detaily.

V zásadě se však zapojení a pájení provádí podle podrobností, jak je uvedeno na výkresu zapojení.

Jak je vidět na obrázku výše, k zesilovači jsou připojeny různé kabely, například stereo audio kabel, 2vodičové kabely reproduktorů a napájecí kabel 15 V.

Krok 6: Hraní a další vývoj

Jakmile je výroba zesilovače dokončena, začněte s ním poslouchat hudbu.

Reproduktor zobrazený na obrázku výše je Scandyna MicroPod SE, který byl zakoupen asi před 10 lety.

Nyní je model připojení zvukového kabelu změněn na Bluetooth a stále je k dispozici ke koupi stále stejný tvar modelu.

Osobně předpokládám, že technická specifikace a výkon reproduktoru jsou pro kvalitu zvuku důležitější než zesilovač.

Technická specifikace reproduktoru je následující.

***

-Aplikace Hi-Fi stereo, systémy domácího kina AV

- Požadavek zesilovače 10 - 100 wattů

- Jmenovitá impedance 4 Ω

- Frekvenční odezva 65-20 000 Hz (± 3dB)

***

Popsal jsem použití tohoto zesilovače pro reproduktor PC.

Může však být propojen s různými zdroji zvuku pro přehrávání hudby nebo videa.

V následujícím odkazu si můžete prohlédnout video fungujícího zesilovače.

***

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

***

Jelikož nahrávání probíhá pomocí chytrého telefonu, kvalitu zvuku nelze příliš rozeznat.

Každopádně používám tento zesilovač jako základní zařízení pro přehrávání jakéhokoli multimediálního obsahu pomocí PC, serveru Raspberry Pi, chytrého telefonu atd.

Jako rozšíření tohoto projektu budou do tohoto zesilovače integrovány některé doplňkové funkce.

Děkuji za přečtení.