Amplificador d'àudio d'alta fidelitat de classe 2.1 de bricolatge: menys de $ 5: 10 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Hola a tothom! Avui us mostraré com he construït un amplificador d'àudio per a un sistema de 2.1 canals (esquerra-dreta i subwoofer). Després de gairebé un mes d’investigació, disseny i proves, he arribat a aquest disseny.

En aquest instructiu, us guiaré pel procés de disseny de l’amplificador. En primer lloc, us mostraré com seleccionar l’IC perfecte per al vostre projecte. A continuació, us mostraré com trobar els valors adequats per a tots els components del circuit i com canviar el guany i altres paràmetres. Finalment, al final, us explicaré alguns consells per eliminar qualsevol tipus de soroll.

Després de passar per tot el que es pot instruir, qualsevol pot dissenyar el seu propi amplificador per a diferents aplicacions. Intentaré fer que aquesta instrucció sigui el més breu possible i fàcil d’entendre per a tothom.

Prou bé per a la introducció. Comencem

Pas 1: Selecció de l’IC per a l’amplificador

D’acord, de manera que tothom pot confondre diverses opcions disponibles per als circuits amplificadors d’àudio. És una tasca difícil passar per diversos fulls de dades. Per tant, aquí teniu un resum de la meva anàlisi d’alguns CI famosos a l’Índia.

CI d'amplificadors d'àudio principals:

1. Full de dades TDA7294

• Amplificador d'àudio DMOS 100V - 100W amb silenci
• Protecció contra curtcircuits
• Pot proporcionar 200W en paral·lel

2. Full de dades LM3886

• Amplificador de potència d'àudio de 68 W d'alt rendiment amb silenci
• Àmplia gamma de subministraments 20V - 94V
• Relació senyal-soroll ≥ 92 dB
• Millor qualitat de so

3. LA4440 / CD4440 Full de dades

• 2 canals integrats (dual) que permeten l'ús en aplicacions d'amplificador estèreo i de pont.
• Dual: 6 W × 2 (tip.); Pont: 19 W (tip.)
• Nombre mínim de peces externes necessàries

4. Full de dades TDA2050

• Amplificador d'àudio d'alta fidelitat de 32 W
• Tensió d’alimentació d’ampli rang, fins a 50 V.
• Barat i fàcil de substituir

5. TDA2030 Full de dades

• Amplificador d'àudio d'alta fidelitat de 14 W
• Tensió d’alimentació d’ampli rang, fins a 36 V.
• Barat i fàcil de substituir
• Es pot unir per obtenir més potència

Mentre seleccioneu un CI, tingueu en compte les expectatives de l’amplificador i el propòsit del vostre projecte. Si voleu un amplificador d’alta potència amb la millor qualitat de so de la classe, opteu per TDA7294 o LM3886. Però, si només voleu conduir un altaveu de 5W, 10W o 20W, la millor opció és la 4a i 5a opció. També podeu considerar LA4440 si voleu un circuit més senzill (tant el canal esquerre com el dret en un sol IC).

En general, haureu de triar un amplificador que pugui proporcionar una potència igual al doble de la potència de l’altaveu. Això significa que un altaveu amb una impedància de 8 ohms i una potència nominal de 5 watts requerirà un amplificador que pugui produir 10 watts en una càrrega de 8 ohms. Per a un parell d’altaveus estèreo, l’amplificador s’ha de classificar a 10 watts per canal en 8 ohms.

Voleu obtenir més informació sobre els amplificadors, feu clic aquí

Pas 2: peces i eines

Vull conduir dos altaveus de 5W per a canals esquerre i dret que he extret d’un televisor CRT antic. Per tant, TDA2030 és el millor per a mi, però també podeu triar TDA2050 per crear canals esquerre i dret.

Eines -

1. Multímetre
2. Estació de soldadura
3. Pistola de cola calenta
4. Alicates
5. Cortador
6. Tubs retràctils

Per a l'amplificador estèreo TDA2030 (esquerra + dreta) -

1. TDA2030 (2)
2. Altaveus (2)
3. Prebord
4. Jack estèreo de 3,5 mm
5. 1N4007 díode (2 * 2)
6. Potenciòmetre o Trimpot 10K / 22K (2)
7. Pom de potenciòmetre (opcional)
8. Resistència 10 (1 * 2), 100 k (4 * 2), 3,7 k (1 * 2)
9. Condensador ceràmic 100nF (2 * 2)
10. Condensador electrolític 1uF (1 * 2), 100uF (1 * 2), 2uF (1 * 2), 22uF (1 * 2), 2200uF (1 * 2)
11. Font d'alimentació: transformador o adaptador de CC 12V 2Amp (min)
12. Dissipador de calor (2)

Per al subwoofer TDA2050:

1. TDA2050 (1)
2. Subwoofer (1)
3. Prebord
4. Potenciòmetre o Trimpot 10K / 22K (1)
5. Pom de potenciòmetre (opcional)
6. Resistència 10 (1), 100k (4), 3,3k (1)
7. Condensador ceràmic 100nF (2)
8. Condensador electrolític 1uF (1), 1000uF (2), 2uF (1 * 2), 22uF (1)
9. Font d'alimentació: transformador o adaptador de CC 24V 2Amp (suggerit)
10. Dissipador de calor

Per al filtre de pas baix:

1. RC4558 (1)
2. Resistència: 100 K (2), 560 (2), 22 K (1)
3. Condensador: 1uF (1), 104j (2)
4. Font d'alimentació dividida de 9V a 12V

Comencem ara amb l'amplificador TDA2030.

Pas 3: Circuit d'amplificador estèreo

Segons el full de dades, el TDA2030 pot generar 9 watts en altaveus de 8 Ω amb una distorsió del 0,5% en una font d’alimentació de 14 V.

En realitat, podeu obtenir un circuit d'aplicació bàsic per a gairebé tots els IC del full de dades. Al full de dades del TDA2030, hi ha dos circuits, un amb una única font d'alimentació i un altre amb una font d'alimentació dividida. Podeu triar qualsevol circuit segons les vostres necessitats. Vaig a utilitzar un únic circuit d'alimentació perquè ho alimentaré amb un adaptador de 12 CC. Per a la font d'alimentació dividida, necessitareu un transformador 12-0-12.

En primer lloc, simulem el circuit. Per tant, vam poder veure com funcionava. El diagrama del circuit es va fer amb Proteus.

Proveu-ho tot i assegureu-vos que el vostre circuit funcionarà abans de començar a soldar.

Nota: els cables C2 i R7 no estan connectats. (Fig. De simulació)

Pas 4: modificació del circuit

Esbrinem els millors valors dels components del circuit. Faré servir l’esquema anterior, que és el mateix del full de dades, però amb algunes modificacions per establir el guany, l’amplada de banda i ajudar a filtrar el soroll.

1. Guany

El circuit del full de dades té un guany de 33 i provocarà distorsions. Un bon guany per escoltar a casa és d’entre 27 i 30 dB. Aquesta configuració no és prou alta com per provocar distorsions i us proporcionarà un bon rang de volum.

Guany = 1 + R1 / R2 si R1 = 100kthen, R2 = 3,7k

2. La Xarxa Zobel

Una xarxa Zobel ajuda a prevenir l’oscil·lació que pot produir-se per la inducció paràsita dels cables dels altaveus. També actua com a filtre per evitar que les interferències de ràdio captades pels cables dels altaveus arribin a l’entrada inversora a través del bucle de retroalimentació. C6 i R8 formen una xarxa Zobel a la sortida de l’amplificador.

C6 = 100nF i R8 = 10ohms, que dóna una freq de tall (fc) de:

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

159 kHz està per sobre del límit de 20 kHz de l'audició humana i molt per sota de les freqüències de ràdio, de manera que aquests valors funcionaran bé. Si l'amplificador oscil·la, R6 passarà corrents elevats a terra, de manera que hauria de tenir una potència nominal d'almenys 1 watt.

3. Baix

Condensador C7 a la fig. s’utilitza per configurar els baixos dels altaveus, millor el valor del condensador millor serà la resposta dels baixos dels altaveus. També podeu utilitzar un condensador variable per canviar els greus manualment. (Aquest baix no està relacionat amb el subwoofer)

Consell: Quan construïa aquest amplificador, dubto per què estem utilitzant aquests condensadors i resistències addicionals, què fan i què passa si els retirem. No podeu ignorar aquestes preguntes si sou aficionats a l'electrònica. Aneu a la pàgina 10 de la secció 4.3 del full de dades per obtenir una idea aproximada.

Però recomano aquest impressionant tutorial de Circuit Basics. Aquest article tracta tots els detalls necessaris en profunditat.

Nota: Prendré la figura anterior com a referència en els propers passos.

Pas 5: Connexió de la presa de 3,5 mm

Si teniu un cable d’àudio (amb presa) o uns auriculars, el multímetre és la millor opció per comprovar la connectivitat i conèixer la connectivitat G-L-R. Si no teniu un cable de presa d’àudio, podeu utilitzar connectors masculins o femenins.

Connecteu el connector de 3,5 mm al telèfon i altres cables oberts laterals a l'amplificador. Amplificador d’esquerra a esquerra i amplificador de dreta a dreta amb terrenys comuns.

Consulteu les fotos adjuntes com a referència.

Pas 6: Construir l'amplificador

Comenceu a construir amb només un canal del nostre amplificador estèreo. Construïu el circuit amb cura sobre perfboard, podeu obtenir l'ajuda dels dissenys de PCB disponibles al full de dades. Si teniu dubtes, primer podeu fer servir una taula per revisar el circuit. Però recordeu que el muntatge a la pissarra tindrà molts cables oberts que poden provocar molt soroll a l’altaveu. Per tant, no us penseu que el circuit no és correcte quan rebeu un zumbit o un brunzit.

Afegiu un potenciòmetre abans del condensador C2 (Pas 4 Fig.) Per controlar el volum, també és molt eficaç per reduir la distorsió. He utilitzat un trimpot per a aquest propòsit i he definit permanentment el valor de trimpot de manera que no hi hagi distorsió al volum màxim del telèfon.

Després de comprovar i provar el primer canal, repetiu el procés i cloneu exactament el mateix circuit al mateix o a un altre perfboard. Ara teniu dos amplificadors mono, connecteu el cable esquerre del canal a un amplificador i el cable dret a l’altre amplificador amb connexió a tots dos. Utilitzeu trimpot diferent per a cada canal i configureu el mateix valor de trimpot per a tots dos canals de manera que cada canal tingui el mateix volum.

Podeu utilitzar un potenciòmetre (en lloc de trimpot) si voleu canviar sovint el volum de l'amplificador. Us suggereixo que utilitzeu un potenciómetre de doble conificació per controlar manualment l’àudio esquerre i dret al mateix temps.

Font d'alimentació: la font d'alimentació que utilitzeu hauria de ser el doble de la necessària, és a dir, per a dos altaveus de 5W hauria d'haver una font d'alimentació de 20W per obtenir els millors resultats.

Aquí faré servir un adaptador de CC de 12 V 2Amp (P = 24W) per als dos canals.

NOTA: comproveu el pas 9: reducció de soroll, abans de finalitzar el circuit al perfboard.

Pas 7: circuit del subwoofer