เครื่องขยายเสียง 10 วัตต์ใช้ op

แอมพลิฟายเออร์เป็นกระดูกสันหลังของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อนาล็อก มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ แอมพลิฟายเออร์ถูกใช้เกือบทั้งหมดในแอพพลิเคชั่นที่เกี่ยวข้องกับเสียง

เครื่องขยายเสียงเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ด้านเสียง ได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มขนาดพลังของสัญญาณอินพุตที่กำหนด ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ด้านเสียงแอมพลิฟายเออร์ที่ใช้งานได้จะเพิ่มแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณ แต่ไม่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าได้ซึ่งจำเป็นในการขับเคลื่อนโหลด

ในบทช่วยสอนนี้เราจะสร้างแอมพลิฟายเออร์ 10W ที่มีลำโพงอิมพีแดนซ์ 8 โอห์มเชื่อมต่ออยู่ เราจะใช้เครื่องขยายเสียงเชิงปฏิบัติการและทรานซิสเตอร์กำลังเพิ่มเติมอีกสองตัวเพื่อส่งมอบเอาต์พุต 10 วัตต์ตลอดโหลดเอาต์พุต

โครงสร้างโทโพโลยีการก่อสร้างสำหรับเครื่องขยายเสียง

ในเครื่องขยายเสียงระบบห่วงโซ่, ขยายกำลังถูกนำมาใช้ในขั้นตอนสุดท้ายหรือครั้งสุดท้ายก่อนที่จะโหลด โดยทั่วไประบบขยายเสียงจะใช้โทโพโลยีด้านล่างที่แสดงในแผนภาพบล็อก

ดังที่คุณเห็นในแผนภาพด้านบน Power Amplifier เป็นขั้นตอนสุดท้ายที่เชื่อมต่อโดยตรงกับโหลด โดยทั่วไปก่อน Power Amplifier สัญญาณจะถูกแก้ไขโดยใช้ Pre Amplifiers และ Voltage control amplifiers นอกจากนี้ในบางกรณีที่จำเป็นต้องมีการควบคุมโทนจะเพิ่มวงจรควบคุมโทนเสียงก่อนเครื่องขยายเสียง

รู้ภาระของคุณ

ในกรณีของระบบเครื่องขยายเสียงน้ำหนักบรรทุกและความสามารถในการขับเคลื่อนของเครื่องขยายเสียงเป็นสิ่งสำคัญในการก่อสร้าง โหลดที่สำคัญสำหรับอำนาจ Amplifier เป็นดังลำโพง เอาต์พุตของเพาเวอร์แอมป์ขึ้นอยู่กับอิมพีแดนซ์ของโหลดดังนั้นการเชื่อมต่อโหลดที่ไม่เหมาะสมอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของเพาเวอร์แอมป์และความเสถียร

ลำโพงดังเป็นโหลดขนาดใหญ่ซึ่งทำหน้าที่เป็นโหลดอุปนัยและต้านทาน เพาเวอร์แอมป์ให้เอาต์พุต AC ด้วยเหตุนี้อิมพีแดนซ์ของลำโพงจึงเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับการถ่ายโอนพลังงานที่เหมาะสม

อิมพีแดนซ์คือความต้านทานที่มีประสิทธิภาพของวงจรอิเล็กทรอนิกส์หรือส่วนประกอบสำหรับกระแสสลับซึ่งเกิดจากผลรวมที่เกี่ยวข้องกับความต้านทานโอห์มมิกและรีแอคแตนซ์

ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เกี่ยวกับเสียงลำโพงประเภทต่างๆมีให้เลือกใช้ในจำนวนวัตต์ที่แตกต่างกันและมีอิมพีแดนซ์ต่างกัน ความต้านทานของลำโพงสามารถเข้าใจได้ดีที่สุดโดยใช้ความสัมพันธ์ระหว่างการไหลของน้ำภายในท่อ แค่คิดว่าลำโพงเป็นท่อน้ำน้ำที่ไหลผ่านท่อก็คือสัญญาณเสียงที่สลับกัน ตอนนี้ถ้าท่อมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้นน้ำจะไหลผ่านท่อได้ง่ายปริมาตรน้ำจะใหญ่ขึ้นและถ้าเราลดขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางน้ำก็จะไหลผ่านท่อน้อยลงปริมาณน้ำก็จะมากขึ้น ต่ำกว่า เส้นผ่านศูนย์กลางคือผลที่สร้างขึ้นโดยความต้านทานโอห์มมิกและรีแอคแตนซ์ ถ้าท่อมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้นอิมพีแดนซ์จะต่ำดังนั้นลำโพงจึงสามารถรับกำลังวัตต์ได้มากขึ้นและแอมพลิฟายเออร์ให้สถานการณ์การถ่ายโอนพลังงานที่มากขึ้นและหากอิมพีแดนซ์สูงขึ้นแอมพลิฟายเออร์จะให้พลังงานแก่ลำโพงน้อยลง

มีตัวเลือกที่แตกต่างกันเช่นเดียวกับส่วนต่างๆของลำโพงที่มีอยู่ในตลาดโดยทั่วไปคือ 4 โอห์ม 8 โอห์ม 16 โอห์มและ 32 โอห์มซึ่งลำโพง 4 และ 8 โอห์มมีให้เลือกมากมายในราคาถูก นอกจากนี้เราต้องเข้าใจด้วยว่าแอมพลิฟายเออร์ที่มีกำลังไฟ 5 วัตต์ 6 วัตต์หรือ 10 วัตต์หรือมากกว่านั้นคือกำลังวัตต์ RMS (รูท Mean Square) ซึ่งส่งโดยแอมพลิฟายเออร์ไปยังโหลดเฉพาะในการทำงานต่อเนื่อง

ดังนั้นเราต้องระมัดระวังเกี่ยวกับระดับของลำโพงการจัดอันดับของเครื่องขยายเสียงประสิทธิภาพของลำโพงและความต้านทาน

ส่วนประกอบที่จำเป็น

ในการสร้างวงจรเครื่องขยายเสียง 10 วัตต์เราจำเป็นต้องมีส่วนประกอบต่อไปนี้ -

บอร์ด Vero (จุดหรือเชื่อมต่อทุกคนสามารถใช้ได้)
หัวแร้ง
ลวดบัดกรี
เครื่องมือปอกก้ามและลวด
สายไฟ
อลูมิเนียมระบายความร้อน
แหล่งจ่ายไฟ 12V Rail to Rail พร้อมรางไฟ + 12V GND -12V
ลำโพง 8 โอห์ม 10 วัตต์
2pcs 4.7k Resistor 1/4 ^thวัตต์
2pcs 200R Resistor 1/2 ^thวัตต์
ตัวต้านทาน 1pc 47k
ตัวเก็บประจุ 10pF 1 ชิ้น
ตัวต้านทาน 3.2k
.82uF ตัวเก็บประจุ
TIP127 ทรานซิสเตอร์
TIP122 ทรานซิสเตอร์
LF351 IC พร้อมฐาน IC 8 พิน

แผนภาพวงจรขยายเสียง 10 วัตต์และคำอธิบาย

วงจรสำหรับเครื่องขยายเสียงวัตต์ 10สวยเรียบง่ายที่LF351ขยายสัญญาณแรงดันไฟฟ้าและสองทรานซิสเตอร์เพาเวอร์ให้ขยายอำนาจที่จำเป็น พลังงานจะถูกนำมาจากแหล่งจ่ายไฟโดยตรงและส่งไปยังลำโพง 8 โอห์มผ่านทรานซิสเตอร์สองตัว เมื่อคลื่นไซน์เปลี่ยนขั้วTIP127จะให้การขยายกำลังไฟฟ้าที่ยอดบวกและTIP 122ให้การขยายกำลังของสัญญาณยอดลบ

ในวงจรนี้ TIP122 และ TIP 127 เป็นส่วนประกอบหลักสองส่วน ทรานซิสเตอร์ทั้งสองนี้เป็นคู่ที่เหมือนกันกับ 100V Collector-Emitter Sustaining Voltage ที่ 100 mA IC ทั้งสองให้อัตรากำไรกระแสตรงสูง - hFE = 2500 โดยทั่วไป

ในภาพด้านบนจะแสดงแพ็คเกจ TO-220Bซึ่งมีทรานซิสเตอร์ทั้งสองตัวอยู่ในแพ็คเกจนี้ แพคเกจนี้จำเป็นสำหรับการถ่ายเทความร้อนที่สมบูรณ์แบบและมีประโยชน์เพื่อให้พอดีกับฮีทซิงค์ ทรานซิสเตอร์เหล่านี้มีความเอนเอียงโดยใช้ตัวต้านทาน 200R เอาต์พุตแบบขยายถูกนำมาจากทางแยกตัวรวบรวมของ TIP122 และ TIP127

การทดสอบวงจรแอมพลิฟายเออร์ 10 วัตต์

เราใช้เครื่องมือจำลองโปรตีอุสเพื่อตรวจสอบเอาต์พุตของวงจร เราวัดผลลัพธ์ในออสซิลโลสโคปเสมือน คุณสามารถตรวจสอบวิดีโอสาธิตทั้งหมดที่ระบุด้านล่าง

เรากำลังจ่ายไฟให้วงจรโดยใช้ + / - 12V และให้สัญญาณไซน์อินพุท ออสซิลโลสโคปเชื่อมต่อผ่านเอาต์พุตกับโหลด 8 โอห์มที่ช่อง A (สีเหลือง) และสัญญาณอินพุตเชื่อมต่อผ่านช่อง B (สีน้ำเงิน)

เราสามารถดูความแตกต่างของเอาต์พุตระหว่างสัญญาณอินพุตและเอาต์พุตที่ขยายได้ในวิดีโอด้านล่าง

นอกจากนี้เราได้ตรวจสอบกำลังไฟขาออกแล้ววัตต์ของเครื่องขยายเสียงขึ้นอยู่กับหลาย ๆ อย่างดังที่ได้กล่าวไว้ก่อน ขึ้นอยู่กับอิมพีแดนซ์ของลำโพงประสิทธิภาพของลำโพงประสิทธิภาพของแอมพลิฟายเออร์โครงสร้างทอพอโลยีการสร้างความเพี้ยนทั้งหมดเป็นต้นเราไม่สามารถพิจารณาหรือคำนวณปัจจัยที่เป็นไปได้ทั้งหมดที่สร้างขึ้นในกำลังวัตต์ของเครื่องขยายเสียง วงจรชีวิตจริงแตกต่างจากการจำลองเนื่องจากต้องพิจารณาปัจจัยหลายอย่างในขณะตรวจสอบหรือทดสอบเอาต์พุต

การคำนวณวัตต์ของเครื่องขยายเสียง

เราใช้สูตรง่ายๆในการคำนวณกำลังวัตต์ของเครื่องขยายเสียง -

กำลังวัตต์ของเครื่องขยายเสียง = V ² / R

เราเชื่อมต่อ AC แบบหลายเมตรผ่านเอาต์พุต แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่แสดงในหลายเมตรคือแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับสูงสุดถึงจุดสูงสุด เราให้สัญญาณไซน์ความถี่ต่ำมากเพียงไม่กี่ 25-50Hz เช่นเดียวกับในความถี่ต่ำแอมพลิฟายเออร์จะส่งกระแสไฟฟ้าไปยังโหลดมากขึ้นและมัลติมิเตอร์จะสามารถตรวจจับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับได้อย่างเหมาะสม

มัลติมิเตอร์แสดง + 8.90V AC ดังนั้นตามสูตรเอาต์พุตของเพาเวอร์แอมป์ที่โหลด 8 โอห์มคือ

เครื่องขยายเสียงวัตต์ = 8.90 ² /8 เครื่องขยายเสียงวัตต์ = 9.90125 (10W โดยประมาณ)

สิ่งที่ต้องจำขณะสร้างเครื่องขยายเสียง 10w

ทรานซิสเตอร์กำลังจะต้องเชื่อมต่อกับฮีทซิงค์อย่างถูกต้อง ฮีทซิงค์ที่ใหญ่ขึ้นให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า นอกจากนี้
เป็นการดีที่จะใช้ตัวเก็บประจุชนิดกล่องที่ได้รับการจัดอันดับเกรดเสียงเพื่อผลลัพธ์ที่ดีกว่า
พยายามสร้างพรีแอมพลิฟายเออร์ไปยังทางแยกตัวรวบรวมทรานซิสเตอร์กำลังและการติดตามเอาต์พุตสุดท้ายให้สั้นที่สุด มันจะลดการเชื่อมต่อสัญญาณรบกวนในเอาต์พุต นอกจากนี้
ลองใช้ลำโพงที่มีประสิทธิภาพสูงกว่า 8 โอห์มเพื่อขับเคลื่อนด้วยเพาเวอร์แอมป์นี้

ตรวจสอบวิดีโอสาธิตด้านล่างสำหรับระบบเครื่องขยายเสียง 10w นี้