10 Watt lydforsterker ved bruk av op

Forsterkere er ryggraden i Analog elektronikk. De brukes mye innen elektronikkindustrien. Forsterkere brukes nesten i alle lydrelaterte applikasjoner.

Effektforsterker er delen av lydelektronikk. Den er designet for å maksimere størrelsen på kraften til et gitt inngangssignal. I lydelektronikk øker driftsforsterkeren signalets spenning, men klarer ikke å gi strømmen som kreves for å drive en belastning.

I denne opplæringen bygger vi en 10W forsterker med en 8 Ohms impedanshøyttaler koblet til den. Vi vil bruke en operasjonsforsterker og to ekstra effekttransistorer for å levere 10 Watt-utgang over utgangsbelastningen

Konstruksjonstopologi for forsterkere

I en forsterkerkjede system, blir effektforsterkeren benyttet i siste eller sluttrinnet før lasten. Generelt bruker Sound Amplifier-systemet nedenstående topologi vist i blokkdiagrammet

Som du kan se i blokkdiagrammet ovenfor, er Forsterker det siste trinnet som er direkte koblet til lasten. Generelt, før effektforsterker, korrigeres signalet ved hjelp av forforsterkere og spenningskontrollforsterkere. I noen tilfeller, der tonekontroll er nødvendig, blir tonekontrollkretsene også lagt til før forsterkeren.

Kjenn din belastning

I tilfelle lydforsterkeranlegg er belastningen og lastekapasiteten til forsterkeren et viktig aspekt i konstruksjonen. Den største belastningen for en forsterker er Loud Speaker. Effektforsterkerens utgang avhenger av lastimpedansen, så tilkobling av feil belastning kan kompromittere effektiviteten til effektforsterkeren så vel som stabiliteten.

Loud Speaker er en enorm belastning som fungerer som en induktiv og resistiv belastning. Effektforsterker leverer vekselstrøm, på grunn av dette er impedansen til høyttaleren en kritisk faktor for riktig strømoverføring.

Impedans er den effektive motstanden til en elektronisk krets eller komponent for vekselstrøm, som oppstår fra de kombinerte effektene relatert til ohmsk motstand og reaktans.

I lydelektronikk er forskjellige typer høyttalere tilgjengelige i forskjellige wattforbruk med forskjellig impedans. Høyttalerimpedans kan forstås best ved å bruke forholdet mellom vannføring i en rør. Bare tenk høyttaleren som et vannrør, vannet som strømmer gjennom røret er det vekslende lydsignalet. Nå, hvis røret ble større i diameter, vil vannet lett strømme gjennom røret, vannvolumet vil være større, og hvis vi reduserer diameteren, jo mindre vann vil strømme gjennom røret, så volumet av vann vil være Nedre. Diameteren er effekten skapt av ohmsk motstand og reaktans. Hvis røret blir større i diameter, vil impedansen være lav,slik at høyttaleren kan få mer watt og forsterkeren gir mer kraftoverføringsscenario, og hvis impedansen blir høy, vil forsterkeren gi mindre strøm til høyttaleren.

Det finnes forskjellige valg, i tillegg til at forskjellige segmenter av høyttalere er tilgjengelige i markedet, vanligvis med 4 ohm, 8 ohm, 16 ohm og 32 ohm, hvorav 4 og 8 ohm høyttalere er allment tilgjengelige i billige priser. Vi må også forstå at en forsterker med 5 Watt, 6 Watt eller 10 Watt eller enda mer er RMS (Root Mean Square) watt, levert av forsterkeren til en bestemt belastning i kontinuerlig drift.

Så vi må være forsiktige med høyttalervurderingen, forsterkervurderingen, høyttalereffektiviteten og impedansen.

Nødvendige komponenter

For å konstruere 10 watt forsterkerkrets trenger vi følgende komponenter-

Vero-kort (prikket eller koblet til hvem som helst kan brukes)
Loddejern
Loddetråd
Nipper og Wire stripper verktøy
Ledninger
Varmeavleder av aluminium
12V Rail to Rail strømforsyning med + 12V GND -12V power track
8 ohm 10 watt høyttaler
2stk 4.7k motstand 1/4 ^th Watt
2stk 200R Motstand 1/2 ^th Watt
1pc 47k motstand
10pF kondensator 1pc
3,2 k motstand
.82uF kondensator
TIP127 Transistor
TIP122 Transistor
LF351 IC med 8-pins IC-base

10 Watt lydforsterker kretsdiagram og forklaring

Den skjematiske for 10 watt forsterker er ganske enkel, den LF351 forsterker signalet spenningen og to Effekttransistorer gi den nødvendige effektforsterkning. Strømmen tas direkte fra strømforsyningen og leveres til 8 Ohms Loud Speaker via to transistorer. Når sinusformet bølge endrer polariteten, gir TIP127 effektforsterkningen på positiv topp og TIP 122 gir effektforsterkningen på negative toppsignaler.

I denne kretsen er TIP122 og TIP 127 to hovedkomponenter. Disse to transistorer er identiske par med 100V Collector-Emitter Sustaining Voltage @ 100 mA. Begge IC-ene gir vanligvis høy likestrømforsterkning-hFE = 2500.

På bildet ovenfor vises TO-220B-pakken, begge transistorer er tilgjengelige i denne pakken. Denne pakken er viktig for perfekt varmeoverføring og nyttig å passe med en kjøleribbe. Disse transistorene er forspente ved hjelp av 200R-motstandene. Den forsterkede utgangen er hentet fra kollektorkrysset TIP122 og TIP127.

Testing av 10 watts forsterkerkrets

Vi brukte proteus-simuleringsverktøy for å sjekke utgangen av kretsen; vi målte produksjonen i det virtuelle oscilloskopet. Du kan sjekke hele demonstrasjonsvideoen gitt nedenfor

Vi driver kretsen ved hjelp av + / - 12V, og inngangssinusformet signal blir gitt. Oscilloskopet er koblet over utgangen mot 8 ohm belastning på kanal A (gul) og inngangssignalet er koblet over kanal B (blå).

Vi kan se utgangsforskjellen mellom inngangssignalet og den forsterkede utgangen i videoen gitt nedenfor.

Vi sjekket også utgangseffekten, forsterkerens effekt er veldig avhengig av flere ting, som diskutert tidligere. Det er sterkt avhengig av høyttalerimpedansen, høyttalereffektivitet, Forsterkereffektivitet, konstruksjonstopologier, totale harmoniske forvrengninger osv. Vi kunne ikke vurdere eller beregne alle mulige faktorer som er skapt avhengigheter i forsterkerens effekt. Virkelige kretsløp er annerledes enn simuleringen, fordi det er mange faktorer som må vurderes når du sjekker eller tester utdataene.

Beregning av forsterkerens effektforbruk

Vi brukte en enkel formel for å beregne effekten til forsterkeren -

Forsterkereffekt = V ² / R

Vi koblet en AC-multimeter på tvers av utgangen. Vekselstrømsspenning vist i multimeteret er topp til topp vekselspenning. Vi ga veldig lavfrekvent sinusformet signal på få 25-50Hz. Som i lav frekvens vil forsterkeren levere mer strøm til belastningen, og multimeteret vil kunne oppdage vekselstrømmen riktig.

Multimeteret viste + 8,90V AC. Så, i henhold til formelen, er utgangen fra effektforsterkeren ved 8 ohm belastning

Forsterker Effekt = 8,90 ^2- / 8 forsterker effekt = 9,90125 (10W ca.)

Ting å huske mens du konstruerer 10w forsterker

Strømtransistorer må kobles riktig til kjøleribben. Større kjøleribbe gir bedre resultat. Også,
Det er bra å bruke lydkvalitetsbaserte kondensatorer for boksen for bedre resultat.
Prøv å gjøre forforsterkeren, til strømtransistorkollektorkrysset og til det endelige utgangssporet, så kort som mulig. Det vil redusere støykoblingen i utgangen. Også,
Prøv å bruke 8 Ohms høyere effektivitetshøyttaler til å kjøre med denne effektforsterkeren.

Sjekk demonstrasjonen videoen nedenfor for 10w forsterker system