25 Watt lydforsterkerkrets ved bruk av tda2040

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 f gitt inngangssignal. I lydelektronikk øker driftsforsterkeren signalets spenning, men klarer ikke å gi strømmen som kreves for å drive en belastning. I denne opplæringen vil vi bygge en 25W forsterker ved hjelp av TDA2040 effektforsterker IC med en 4 ohm impedanshøyttaler koblet til den.

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.

Konstruksjon av enkel 25W forsterker

I våre tidligere veiledninger laget vi 10Watt forsterker ved hjelp av Op-amp og effekt transistor. Men for denne opplæringen vil vi bygge en 25W effektforsterker som vil drive en 4 ohm impedanshøyttaler. Vi vil bruke spesifikk effektforsterker IC for dette. Vi valgte TDA2040 effektforsterker IC.

På bildet ovenfor vises TDA2040. Den er tilgjengelig i de fleste generiske nettbutikker så vel som på eBay. Pakken kalles ' Pentawatt ' -pakke med 5 utgangsstift. Pinout-diagrammet er ganske enkelt og tilgjengelig i databladet,

Fanen er koblet til pin 3 eller –Vs (negativ forsyningskilde). For ikke å nevne, kjøleribben koblet til fanen får også den samme tilkoblingen.

Hvis vi sjekker databladet, kan vi også se funksjonene til denne effektforsterkeren IC

Funksjonene til IC er ganske gode. Det gir kortslutningsbeskyttelse til bakken. Termisk beskyttelse vil også gi ekstra sikkerhetsfunksjoner på grunn av overbelastningstilstand. Som vi kan se, er TDA2040 i stand til å levere 25Watt utgang til en 4 ohm belastning hvis en delt strømforsyning med +/- 17V utgang er tilkoblet. I slike tilfeller vil THD (total harmonisk forvrengning) være 0,5%. I samme konfigurasjon, hvis vi får 30 Watt effekt, vil THD bli 10%.

Det er også en annen graf i databladet som gir forholdet mellom forsyningsspenning og utgangseffekt.

Hvis vi ser grafen, kan vi oppnå mer enn 26W utgangseffekt hvis vi bruker en delt strømforsyning med mer enn 15V utgang. Så la oss få effektforsterkeren til å fungere med 4 ohm impedanshøyttaler på 25 watt uten å gå på kompromiss med THD.

Nødvendige komponenter

For å konstruere kretsen 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
17V Rail to Rail strømforsyning med + 17V GND -17V power track
4 ohm 25 watt høyttaler
4.7R Motstand 1/2 Watt
680R Motstand 1/4 ^th Watt
22k motstand
10k motstand
100nF /.1uF kondensator 4stk
22uF kondensator
TDA2040

25 Watt lydforsterker kretsdiagram og forklaring

Skjematisk for 25 watts lydforsterker er ganske enkel; TDA2040 forsterker signalet og gir 25 Watt RMS-watt til 4 ohm høyttaleren. C4 og C5 brukt som frakobling av filterkondensator. C1 og R1 fungerer som et filter. R2, R3 og C2 gir den nødvendige tilbakemeldingen til effektforsterkeren. R4 og C3 er snubberkretsen for å klemme tilbakemeldingen fra den induktive belastningen (Loud Speaker).

Testing av 25 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 med +/- 17V, og det sinusformede signalet blir gitt. Oscilloskopet er koblet over utgangen mot 4 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: -

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 + 10,1V AC. Så, i henhold til formelen, er utgangen fra effektforsterkeren ved 4 ohm belastning

Forsterker Effekt = 10,1 ^2- / 4 forsterker wattstyrke = 25,50 (25W ca.)

Ting å huske mens du bygger 25w forsterker

Når du konstruerer kretsen, må effektforsterkeren TDA2040 kobles riktig til kjøleribben. Større kjøleribbe gir et bedre resultat. Det er også bra å bruke kondensatorer med klassifisering av lydtypen for et bedre resultat.

Det er alltid et godt valg å bruke PCB for lydrelatert applikasjon. Den beste måten å konstruere PCB på er å henvise til produsentens retningslinjer for IC. Det er en referanse PCB-design gitt i databladet til TDA2040.

På bildet ovenfor vises en prøvekrets med PCB-oppsettet. Det er bedre å holde seg til referanseoppsettet, og det er i forholdet 1: 1. Det vil redusere støykoblingen i utgangen.

Prøv også å bruke 4 Ohms høyttaler med høyere effektivitet med riktig effekt for å kjøre med denne effektforsterkeren.