25 vatu audio pastiprinātāja shēma, izmantojot tda2040

Pastiprinātāji ir analogās elektronikas pamats. Tie tiek plaši izmantoti elektronikas rūpniecības jomā. Pastiprinātājus izmanto gandrīz visās ar audio saistītajās lietojumprogrammās.

Jaudas pastiprinātājs ir audio elektronikas sastāvdaļa. Tas ir paredzēts, lai maksimāli palielinātu ievadītā signāla jaudas f lielumu. Skaņas elektronikā operatīvais pastiprinātājs palielina signāla spriegumu, bet nespēj nodrošināt strāvu, kas nepieciešama slodzes vadīšanai. Šajā apmācībā mēs izveidosim 25 W pastiprinātāju, izmantojot TDA2040 jaudas pastiprinātāja IC ar tam pievienotu 4 omu pretestības skaļruni.

Pastiprinātāju būvniecības topoloģija

Jo pastiprinātāja ķēdes sistēmu, jaudas pastiprinātājs tiek izmantots pēdējā vai pēdējā posmā pirms slodzes. Parasti skaņas pastiprinātāja sistēmā tiek izmantota blokshēmā parādītā topoloģija

Kā redzat iepriekš minētajā blokshēmā, jaudas pastiprinātājs ir pēdējais posms, kas ir tieši savienots ar slodzi. Parasti pirms jaudas pastiprinātāja signāls tiek koriģēts, izmantojot iepriekšējos pastiprinātājus un sprieguma vadības pastiprinātājus. Dažos gadījumos, kad ir nepieciešama toņu vadība, pirms jaudas pastiprinātāja tiek pievienota toņa vadības shēma.

Zini savu slodzi

Audio pastiprinātāja sistēmas gadījumā pastiprinātāja slodze un slodzes piedziņas jauda ir svarīgs aspekts būvniecībā. Galvenā jaudas pastiprinātāja slodze ir skaļrunis. Jaudas pastiprinātāja izeja ir atkarīga no slodzes pretestības, tāpēc nepareizas slodzes pievienošana varētu apdraudēt jaudas pastiprinātāja efektivitāti, kā arī stabilitāti.

Skaļš skaļrunis ir milzīga slodze, kas darbojas kā induktīva un pretestība. Jaudas pastiprinātājs nodrošina maiņstrāvas izvadi, tāpēc skaļruņa pretestība ir kritisks faktors pareizai enerģijas pārraidei.

Impedance ir elektroniskās ķēdes vai komponenta efektīvā pretestība maiņstrāvai, kas rodas no kombinētajiem efektiem, kas saistīti ar omas pretestību un reaktivitāti.

Audio elektronikā dažāda veida skaļruņi ir pieejami dažādās jaudās ar dažādu pretestību. Skaļruņa pretestību vislabāk var saprast, izmantojot attiecības starp ūdens plūsmu caurules iekšpusē. Vienkārši domājiet, ka skaļrunis ir ūdens caurule, caur cauruli plūstošais ūdens ir mainīgais audio signāls. Tagad, ja caurule kļūst lielāka diametra, ūdens viegli plūst caur cauruli, ūdens tilpums būs lielāks, un, ja mēs samazināsim diametru, jo mazāk ūdens plūst caur cauruli, tāpēc ūdens tilpums būs zemāks. Diametrs ir efekts, ko rada omas pretestība un reaktivitāte. Ja caurules diametrs kļūst lielāks, pretestība būs zema,lai skaļrunis varētu iegūt lielāku jaudu, un pastiprinātājs nodrošina lielāku enerģijas pārneses scenāriju, un, ja pretestība kļūst augsta, tad pastiprinātājs sniegs mazāk enerģijas skaļrunim.

Ir dažādas izvēles iespējas, kā arī tirgū ir pieejami dažādi skaļruņu segmenti, parasti ar 4 omi, 8 omi, 16 omi un 32 omi, no kuriem 4 un 8 omu skaļruņi ir plaši pieejami par lētām cenām. Mums arī jāsaprot, ka pastiprinātājs ar 5 W, 6 W vai 10 W vai pat vairāk ir RMS (Root Mean Square) jauda, ​​ko pastiprinātājs piegādā noteiktai slodzei nepārtrauktā režīmā.

Tātad, mums jābūt uzmanīgiem attiecībā uz skaļruņu vērtējumu, pastiprinātāja vērtējumu, skaļruņu efektivitāti un pretestību.

Vienkārša 25W pastiprinātāja uzbūve

Iepriekšējās apmācībās mēs izgatavojām 10 W pastiprinātāju, izmantojot Op-amp un jaudas tranzistoru. Bet šai apmācībai mēs izveidosim 25 W jaudas pastiprinātāju, kas darbinās 4 omu pretestības skaļruni. Tam izmantosim īpašu jaudas pastiprinātāja IC. Mēs izvēlējāmies TDA2040 jaudas pastiprinātāja IC.

Iepriekš redzamajā attēlā ir parādīts TDA2040. Tas ir pieejams vairumā vispārīgo tiešsaistes veikalu, kā arī eBay. Paketi sauc par “ Pentawatt ” paketi ar 5 izvades tapām. Pinout diagramma ir diezgan vienkārša un pieejama datu lapā,

Cilne ir savienota ar 3. kontaktu vai –Vs (negatīvs piegādes avots). Nemaz nerunājot par to, ka cilnei pievienotais Heatsink iegūst arī tādu pašu savienojumu.

Pārbaudot datu lapu, mēs varam redzēt arī šīs jaudas pastiprinātāja IC iezīmes

IC īpašības ir diezgan labas. Tas nodrošina īssavienojuma aizsardzību pret zemi. Arī termiskā aizsardzība nodrošinās papildu drošības funkcijas pārslodzes stāvokļa dēļ. Kā redzam, TDA2040 spēj nodrošināt 25 W jaudu līdz 4 omu slodzei, ja ir pievienots sadalīts barošanas avots ar +/- 17 V izeju. Šādā gadījumā THD (kopējā harmoniskā deformācija) būs 0,5%. Tajā pašā konfigurācijā, ja mēs iegūsim 30 W jaudu, THD kļūs par 10%.

Turklāt datu lapā ir vēl viens grafiks, kas nodrošina saikni starp barošanas spriegumu un izejas jaudu.

Ja mēs redzam diagrammu, mēs varam sasniegt vairāk nekā 26 W izejas jaudu, ja mēs izmantojam sadalītu barošanas avotu ar vairāk nekā 15 V izeju. Tātad, pieņemsim, ka jaudas pastiprinātājs darbojas ar 4 omu pretestības skaļruni ar 25 W jaudu, neapdraudot THD.

Nepieciešamās sastāvdaļas

Lai izveidotu ķēdi, mums ir nepieciešami šādi komponenti:

1. Vero dēlis (var izmantot punktētu vai savienotu ikvienu)
2. Lodāmurs
3. Lodēšanas vads
4. Nipper un Wire noņēmēja rīks
5. Vadi
6. Alumīnija siltuma izlietne
7. 17V sliežu-dzelzceļu barošanas avots ar + 17V GND -17V barošanas sliežu ceļu
8. 4 omi 25 vatu skaļrunis
9. 4.7R rezistors 1/2 vatu
10. 680R rezistors 1/4 ^th vats
11. 22k rezistors
12. 10k rezistors
13. 100nF /.1uF kondensators 4gab
14. 22uF kondensators
15. TDA2040

25 vatu audio pastiprinātāja shēmas shēma un skaidrojums

25 vatu audio pastiprinātāja shēma ir diezgan vienkārša; TDA2040 pastiprina signālu un nodrošina 25 W RMS jaudu 4 omu skaļrunim. C4 un C5 izmanto kā filtra kondensatora atvienošanu. C1 un R1 darbojas kā filtrs. R2, R3 un C2 nodrošina nepieciešamo atgriezenisko saiti jaudas pastiprinātājam. R4 un C3 ir īslaicīga ķēde, lai nostiprinātu atgriezenisko saiti no induktīvās slodzes (skaļrunis).

25 vatu pastiprinātāja ķēdes pārbaude

Mēs izmantojām proteus simulācijas rīkus, lai pārbaudītu ķēdes izvadi; mēs izmērījām izlaidi virtuālajā osciloskopā. Jūs varat pārbaudīt visu zemāk sniegto demonstrācijas video

Mēs barojam ķēdi, izmantojot +/- 17 V, un tiek nodrošināts ieejas sinusoidālais signāls. Osciloskops ir savienots pāri izejai pret 4 omu slodzi kanālā A (dzeltens), un ieejas signāls ir savienots pāri kanālam B (zils).

Mēs varam redzēt izejas atšķirību starp ieejas signālu un pastiprināto izvadi videoklipā: -

Mēs arī pārbaudījām izejas jaudu, pastiprinātāja jauda ir ļoti atkarīga no vairākām lietām, kā tika apspriests iepriekš. Tas ir ļoti atkarīgs no skaļruņu pretestības, skaļruņu efektivitātes, pastiprinātāju efektivitātes, konstrukcijas topoloģijām, kopējiem harmoniskajiem traucējumiem utt. Mēs nevarējām apsvērt vai aprēķināt visus iespējamos faktorus, kas rada pastiprinātāja jaudas atkarības. Reālās dzīves shēma atšķiras no simulācijas, jo, pārbaudot vai pārbaudot izvadi, ir jāņem vērā daudzi faktori.

Pastiprinātāja jaudas aprēķins

Lai aprēķinātu pastiprinātāja jaudu, mēs izmantojām vienkāršu formulu -

Pastiprinātāja jauda = V ² / R

Mēs savienojām maiņstrāvas daudzmetru pāri izejai. Maiņstrāvas spriegums, kas parādīts daudzmetros, ir maksimālais līdz maksimālais maiņstrāvas spriegums.

Mēs nodrošinājām ļoti zemas frekvences sinusoidālu signālu ar dažiem 25-50Hz. Tāpat kā zemā frekvencē, pastiprinātājs piegādās vairāk strāvas slodzei, un multimetrs varēs pareizi noteikt maiņstrāvas spriegumu.

Multimetrs rādīja + 10,1 V maiņstrāvu. Tātad, kā norādīts formulā, jaudas pastiprinātāja jauda pie 4 omu slodzes ir

Pastiprinātājs vatu = 10.1 ² /4 pastiprinātājs vatu = 25.50 (25W aptuveni)

Lietas, kas jāatceras, uzbūvējot 25w pastiprinātāju

Konstruējot ķēdi, jaudas pastiprinātājam TDA2040 jābūt pareizi savienotam ar radiatoru. Lielāks radiators nodrošina labāku rezultātu. Labākam rezultātam ir labi izmantot arī audio klases vērtējuma kārbas tipa kondensatorus.

Vienmēr ir laba izvēle izmantot PCB ar audio saistītai lietojumprogrammai. Labākais veids, kā izveidot PCB, ir atsauce uz IC ražotāja vadlīnijām. TDA2040 datu lapā ir norādīts atsauces PCB dizains.

Iepriekš redzamajā attēlā ir parādīta shēmas paraugs ar PCB izkārtojumu. Labāk ir pieturēties pie atsauces izkārtojuma, un tas ir proporcijā 1: 1. Tas samazinās trokšņa savienojumu izvadē.

Mēģiniet arī izmantot 4 omu augstākas efektivitātes skaļruni ar pienācīgu jaudu, lai vadītu ar šo jaudas pastiprinātāju.