DIY 2.1 Class AB Hi -Fi audio zesilovač - do 5 $: 10 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Čau všichni! Dnes vám ukážu, jak jsem postavil zesilovač zvuku pro 2.1kanálový systém (levý-pravý a subwoofer). Po téměř 1 měsíci výzkumu, navrhování a testování jsem přišel s tímto designem.

V tomto návodu vás provedu procesem návrhu zesilovače. Nejprve vám ukážu, jak vybrat perfektní IC pro váš projekt. Poté vám ukážu, jak najít správné hodnoty pro všechny komponenty v obvodu a jak změnit zesílení a další parametry. Nakonec vám na konci řeknu několik tipů, jak odstranit jakýkoli druh hluku.

Poté, co si projdete celý návod, může každý navrhnout vlastní zesilovač pro různé aplikace. Pokusím se, aby tento návod byl co nejkratší a srozumitelný pro všechny.

Dobře na úvod. Začněme

Krok 1: Výběr IC pro zesilovač

Dobře, takže si každý může splést různé možnosti dostupné pro integrované obvody zvukových zesilovačů. Projít několika datasheety je obtížný úkol. Zde je tedy souhrn mé analýzy pro některé slavné integrované obvody v Indii.

Špičkové integrované obvody zesilovače zvuku:

1. Datový list TDA7294

• 100V - 100W DMOS audio zesilovač s vypnutím zvuku
• Ochrana proti zkratu
• Může poskytovat 200 W paralelně

2. Datový list LM3886

• Vysoce výkonný 68W zesilovač zvuku s ztlumením
• Široký rozsah napájení 20V - 94V
• Poměr signálu k šumu ≥ 92 dB
• Nejlepší kvalita zvuku

3. Datový list LA4440/CD4440

• Vestavěné 2 kanály (duální) umožňující použití v stereofonních a můstkových aplikacích.
• Duální: 6 W × 2 (typ.); Most: 19 W (typ.)
• Je vyžadován minimální počet externích dílů

4. Datový list TDA2050

• 32 W hi-fi audio zesilovač
• Široký rozsah napájecího napětí, až 50 V.
• Levné a snadno vyměnitelné

5. Datový list TDA2030

• 14 W hi-fi audio zesilovač
• Široký rozsah napájecího napětí, až 36 V.
• Levné a snadno vyměnitelné
• Lze přemostit pro větší výkon

Při výběru integrovaného obvodu zvažte své očekávání od zesilovače a účel vašeho projektu. Pokud chcete zesilovač s vysokým výkonem a nejlepší kvalitou zvuku ve své třídě, sáhněte po TDA7294 nebo LM3886. Pokud však chcete řídit pouze 5W, 10W nebo 20W reproduktor, pak jsou pro vás nejlepší 4. a 5. možnost. LA4440 můžete také zvážit, pokud chcete jednodušší obvod (levý i pravý kanál v jednom integrovaném obvodu).

Obecně byste měli vybrat zesilovač, který dokáže dodat výkon rovnající se dvojnásobku výkonu reproduktoru. To znamená, že reproduktor s impedancí 8 ohmů a výkonem 5 wattů bude vyžadovat zesilovač, který dokáže produkovat 10 wattů do 8 ohmové zátěže. U stereofonního páru reproduktorů by měl být zesilovač dimenzován na 10 wattů na kanál do 8 ohmů.

Chcete se dozvědět více o zesilovačích, klikněte sem

Krok 2: Díly a nástroje

Chci řídit dva 5W reproduktory pro levý a pravý kanál, které jsem extrahoval ze staré CRT TV. Takže TDA2030 je pro mě nejlepší, ale můžete si vybrat TDA2050 také pro budování levého a pravého kanálu.

Nástroje -

1. Multimetr
2. Pájecí stanice
3. Horká lepicí pistole
4. Kleště
5. Řezačka
6. Smršťovací hadice

Pro stereofonní zesilovač TDA2030 (levý+pravý) -

1. TDA2030 (2)
2. Reproduktory (2)
3. Preboard
4. 3,5mm stereo jack
5. 1N4007 dioda (2*2)
6. Potenciometr nebo Trimpot 10K/22K (2)
7. Knoflík potenciometru (volitelně)
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. Napájení: transformátor nebo DC adaptér 12 V 2 A (min.)
12. Chladič (2)

Pro subwoofer TDA2050 -

1. TDA2050 (1)
2. Subwoofer (1)
3. Preboard
4. Potenciometr nebo Trimpot 10K/22K (1)
5. Knoflík potenciometru (volitelně)
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. Napájení: transformátor nebo DC adaptér 24V 2Amp (doporučeno)
10. Chladič

Pro dolní propust -

1. RC4558 (1)
2. Rezistor: 100K (2), 560 (2), 22K (1)
3. Kondenzátor: 1uF (1), 104j (2)
4. Dělený napájecí zdroj 9V na 12V

Nyní začněme zesilovačem TDA2030.

Krok 3: Obvod stereo zesilovače

Podle datového listu může TDA2030 na 14 V napájení dodávat 9 W do 8 Ω reproduktorů s 0,5% zkreslením.

Ve skutečnosti můžete získat základní aplikační obvod pro téměř každý IC v datovém listu. V datovém listu TDA2030 jsou dva obvody, jeden s jediným napájecím zdrojem a druhý s rozděleným napájecím zdrojem. Můžete si vybrat libovolný obvod podle svých potřeb. Budu používat jediný napájecí obvod, protože jej budu napájet 12 DC adaptérem. Pro dělený napájecí zdroj budete potřebovat transformátor 12-0-12.

Nejprve simulujeme obvod. Takže jsme mohli vidět, jak to funguje. Schéma zapojení bylo vytvořeno pomocí Proteus.

Než začnete pájet, vše vyzkoušejte a ujistěte se, že váš obvod bude fungovat.

Poznámka: Vodiče C2 a R7 nejsou připojeny. (Simulační obr.)

Krok 4: Úprava obvodu

Zjistíme nejlepší hodnoty pro součásti v obvodu. Použiji výše uvedené schéma, které je stejné jako v datovém listu, ale s několika úpravami pro nastavení zisku, šířky pásma a pomoci odfiltrovat šum.

1. Zisk

Obvod v datovém listu má zisk 33 a způsobí zkreslení. Dobrý zisk pro domácí poslech je kolem 27 až 30 dB. Toto nastavení není dostatečně vysoké, aby způsobilo zkreslení a poskytne vám dobrý rozsah hlasitosti.

Zisk = 1+R1/R2if R1 = 100kthen, R2 = 3,7k

2. Síť Zobel

Síť Zobel pomáhá předcházet oscilacím, které mohou nastat při parazitní indukci reproduktorových vodičů. Funguje také jako filtr, který brání rádiovému rušení zachycenému vodiči reproduktorů dostat se na invertující vstup prostřednictvím zpětnovazební smyčky. C6 a R8 tvoří na výstupu zesilovače síť Zobel.

C6 = 100nF a R8 = 10 ohmů, což dává mezní frekv (fc):

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

159 kHz je nad hranicí 20 kHz lidského sluchu a hluboko pod rádiovými frekvencemi, takže tyto hodnoty budou fungovat dobře. Pokud zesilovač osciluje, bude R6 procházet vysokými proudy k zemi, takže by měl mít výkon alespoň 1 Watt.

3. Bass

Kondenzátor C7 na obr. se používá k nastavení basů reproduktorů, čím vyšší je hodnota kondenzátoru, tím lepší je basová odezva reproduktorů. Můžete také použít variabilní kondenzátor pro ruční změnu basů. (Tyto basy nesouvisí se subwooferem)

Tip: Když jsem stavěl tento zesilovač, pochybuji, proč používáme tyto další kondenzátory a odpory, co dělají a co když je odstraníme. Pokud jste nadšenci elektroniky, tyto otázky nemůžete ignorovat. Chcete -li získat přibližnou představu, přejděte na stranu 10 oddíl 4.3 v datovém listu.

Ale vřele doporučuji tento úžasný návod od Circuit Basics. Tento článek podrobně popisuje všechny požadované podrobnosti.

Poznámka: Vezmu nad obr. Jako referenci v následujících krocích.

Krok 5: Připojení 3,5mm jacku

Pokud máte zvukový kabel (s konektorem) nebo sluchátka, pak je multimetr nejlepší možností, jak zkontrolovat konektivitu a zjistit připojení G-L-R. Pokud nemáte kabel audio jack, můžete použít konektory male nebo female.

Připojte 3,5 mm konektor k telefonu a další boční otevřené vodiče k zesilovači. Zesilovač zleva doprava a zesilovač zprava doleva se společným základem.

Podívejte se na přiložené fotografie.

Krok 6: Sestavení zesilovače

Začněte stavět pouze s jedním kanálem našeho stereo zesilovače. Pečlivě postavte obvod na perfboardu, můžete si pomoci pomocí návrhů desek plošných spojů dostupných v datovém listu. Pokud máte pochybnosti, můžete nejprve zkontrolovat obvod pomocí prkénka. Pamatujte však, že montáž na prkénko bude mít mnoho otevřených vodičů, což může vést k velkému hluku v reproduktoru. Nemyslete si tedy, že tento obvod je špatný, když buzerujete nebo hučíte.

Přidejte potenciometr před kondenzátor C2 (krok 4 obr.) Pro ovládání hlasitosti, je také velmi účinný pro snížení zkreslení. K tomuto účelu jsem použil trimpot a trvale nastavil hodnotu trimpotu tak, aby při maximální hlasitosti telefonu nedocházelo ke zkreslení.

Po kontrole a testování prvního kanálu opakujte postup a naklonujte přesně stejný obvod na stejnou nebo jinou perfboard. Nyní máte dva mono zesilovače, připojte levý kanál k jednomu zesilovači a pravý kanál k druhému zesilovači se společnou zemí pro oba. Pro každý kanál použijte jiný trimpot a pro oba kanály nastavte stejnou hodnotu trimpotu, aby měl každý kanál stejnou hlasitost.

Pokud chcete často měnit hlasitost zesilovače, můžete použít potenciometr (místo trimpotu). Doporučuji použít potenciometr Dual Taper k ručnímu ovládání levého a pravého zvuku současně.

Napájení: Napájení, které budete používat, by mělo být dvojnásobkem požadovaného výkonu, tj. Pro dva 5W reproduktory by mělo být 20W napájení pro dosažení nejlepších výsledků.

Zde použiju DC 2Amp DC adaptér (P = 24W) pro oba kanály.

POZNÁMKA: Před dokončením obvodu na perfboardu zkontrolujte krok 9: Redukce šumu.

Krok 7: Obvod subwooferu