DIY 2.1 Class AB Hi -Fi Audio Amplifier - Under $ 5: 10 Steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:40

Hej allihopa! Idag ska jag visa dig hur jag byggde en ljudförstärkare för ett 2.1-kanals system (vänster-höger och subwoofer). Efter nästan en månads forskning, design och test har jag kommit på den här designen.

I den här instruktören kommer jag att leda dig genom förstärkarens designprocess. Först ska jag visa dig hur du väljer den perfekta IC för ditt projekt. Sedan visar jag dig hur du hittar rätt värden för alla komponenter i kretsen och hur du ändrar förstärkningen och andra parametrar. Slutligen kommer jag i slutändan att berätta några tips för att ta bort alla typer av buller.

Efter att ha gått igenom hela instruerbara kan vem som helst utforma sin egen förstärkare för olika applikationer. Jag ska försöka göra detta instruerbart så kort som möjligt och lätt att förstå för alla.

Okej nog för introduktionen. Låt oss börja

Steg 1: Välj IC för förstärkare

Okej, så vem som helst kan förvirra mellan olika alternativ för ljudförstärkare. Det är en svår uppgift att gå igenom flera datablad. Så här är en sammanfattning av min analys för några berömda IC: er i Indien.

Bästa ljudförstärkare IC: er:

1. TDA7294 Datablad

• 100V - 100W DMOS ljudförstärkare med mute
• Kortslutningsskydd
• Kan ge 200W parallellt

2. LM3886 Datablad

• Högpresterande 68W ljudförstärkare med dämpning
• Brett matningsområde 20V - 94V
• Signal / brusförhållande ≥ 92dB
• Bästa ljudkvalitet

3. LA4440/CD4440 Datablad

• Inbyggda 2 kanaler (dubbla) som möjliggör användning i stereo- och broförstärkare.
• Dubbel: 6 W × 2 (typ.); Brygga: 19 W (typ.)
• Minsta antal externa delar krävs

4. TDA2050Datablad

• 32 W hi-fi ljudförstärkare
• Stor matningsspänning, upp till 50 V
• Billigt och enkelt att byta

5. TDA2030Datablad

• 14 W hi-fi ljudförstärkare
• Bred matningsspänning, upp till 36 V
• Billigt och enkelt att byta
• Kan överbryggas för mer kraft

När du väljer en IC, överväg din förväntning från förstärkaren och syftet med ditt projekt. Om du vill ha en hög effektförstärkare med den bästa ljudkvaliteten i klassen, gå till TDA7294 eller LM3886. Men om du bara vill köra en 5W, 10W eller 20W högtalare än är 4: e och 5: e alternativet bäst för dig. Du kan också överväga LA4440 om du vill ha en enklare krets (både vänster och höger kanal i en enda IC).

I allmänhet bör du välja en förstärkare som kan leverera effekt lika med dubbelt högtalarens effekt. Detta innebär att en högtalare med en impedans på 8 ohm och en effekt på 5 watt kräver en förstärkare som kan producera 10 watt till en 8-ohm belastning. För ett par stereohögtalare bör förstärkaren ha en effekt på 10 watt per kanal till 8 ohm.

Vill du lära dig mer om förstärkare, klicka här

Steg 2: Delar och verktyg

Jag vill köra två 5W högtalare för vänster och höger kanaler som jag extraherade från en gammal CRT -TV. Så, TDA2030 är bäst för mig, men du kan välja TDA2050 för att bygga vänster och höger kanal också.

Verktyg -

1. Multimeter
2. Lödstation
3. Lim pistol
4. Tång
5. Fräs
6. Krympslang

För TDA2030 stereoförstärkare (vänster+höger) -

1. TDA2030 (2)
2. Högtalare (2)
3. Förbräda
4. 3,5 mm stereokontakt
5. 1N4007 -diod (2*2)
6. Potentiometer eller Trimpot 10K/22K (2)
7. Potentiometervred (tillval)
8. Motstånd 10 (1*2), 100k (4*2), 3,7k (1*2)
9. Keramisk kondensator 100nF (2*2)
10. Elektrolytkondensator 1uF (1*2), 100uF (1*2), 2uF (1*2), 22uF (1*2), 2200uF (1*2)
11. Strömförsörjning: Transformator eller DC -adapter 12V 2Amp (min)
12. Kylfläns (2)

För TDA2050 Subwoofer -

1. TDA2050 (1)
2. Subwoofer (1)
3. Förbräda
4. Potentiometer eller Trimpot 10K/22K (1)
5. Potentiometervred (tillval)
6. Motstånd 10 (1), 100k (4), 3.3k (1)
7. Keramisk kondensator 100nF (2)
8. Elektrolytkondensator 1uF (1), 1000uF (2), 2uF (1*2), 22uF (1)
9. Strömförsörjning: Transformator eller DC -adapter 24V 2Amp (föreslås)
10. Kylfläns

För lågpassfilter -

1. RC4558 (1)
2. Motståndare: 100K (2), 560 (2), 22K (1)
3. Kondensator: 1uF (1), 104j (2)
4. Delad strömförsörjning 9V till 12V

Låt oss börja med TDA2030 -förstärkaren.

Steg 3: Stereoförstärkarkrets

Enligt databladet kan TDA2030 mata ut 9 watt till 8 Ω högtalare med 0,5% distorsion på en 14 V strömförsörjning.

Egentligen kan du få en grundläggande applikationskrets för nästan varje IC i databladet. I TDA2030: s datablad finns det två kretsar, en med en enda strömförsörjning och en annan med delad strömförsörjning. Du kan välja vilken krets som helst enligt dina behov. Jag kommer att använda en enda strömförsörjningskrets eftersom jag kommer att driva den med 12 DC -adapter. För den delade strömförsörjningen behöver du en 12-0-12 transformator.

Låt oss först simulera kretsen. Så vi kunde se hur det fungerade. Kretsschemat gjordes med Proteus.

Testa allt och se till att din krets kommer att fungera innan du börjar lödning.

Obs: C2- och R7 -ledningar är inte anslutna. (Simulering Fig.)

Steg 4: Ändra kretsen

Låt oss ta reda på de bästa värdena för komponenterna i kretsen. Jag använder schemat ovan, som är detsamma som det i databladet, men med några ändringar för att ställa in förstärkning, bandbredd och hjälpa till att filtrera bort brus.

1. Vinst

Kretsen i databladet har en förstärkning på 33 och kommer att orsaka distorsion. En bra vinst att använda för hemmalyssning är cirka 27 till 30 dB. Denna inställning är inte tillräckligt hög för att orsaka distorsion och ger dig ett bra volymintervall.

Vinst = 1+R1/R2 om R1 = 100kthen, R2 = 3,7k

2. Zobel -nätverket

Ett Zobel -nätverk hjälper till att förhindra oscillation som kan uppstå från den parasitiska induktionen av högtalarkablar. Det fungerar också som ett filter för att förhindra att radiostörningar som tas upp av högtalarkablarna kommer till inverteringsingången via återkopplingsslingan. C6 och R8 bildar ett Zobel -nätverk vid förstärkarens utgång.

C6 = 100nF och R8 = 10ohms, vilket ger en gränsfrekvens (fc) på:

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

159 kHz ligger över 20 kHz -gränsen för mänsklig hörsel och långt under radiofrekvenser, så dessa värden fungerar bra. Om förstärkaren svänger kommer R6 att leda höga strömmar till marken så den bör ha en effekt på minst 1 Watt.

3. Bas

Kondensator C7 i fig. används för att ställa in bas för högtalarna, högre kondensatorvärde bättre basrespons för högtalare. Du kan också använda en variabel kondensator för att ändra basen manuellt. (Den här basen är inte relaterad till subwoofer)

Tips: När jag byggde denna förstärkare tvivlar jag på varför vi använder de extra kondensatorerna och motstånden, vad de gör och vad om vi tar bort dem. Du kan inte ignorera dessa frågor om du är en elektronikentusiast. Gå igenom sidan 10 avsnitt 4.3 i databladet för att få en grov uppfattning.

Men jag rekommenderar starkt denna fantastiska handledning av Circuit Basics. Denna artikel täcker alla nödvändiga detaljer på djupet.

Obs! Jag tar ovanstående Fig. Som referens i kommande steg.

Steg 5: Anslutning av 3,5 mm jack

Om du har en ljudkabel (med uttag) eller hörlurar är multimeter det bästa alternativet för att kontrollera anslutningen och ta reda på G-L-R-anslutning. Om du inte har en ljudkontakt kan du använda han- eller honkontakter.

Anslut 3,5 mm -uttaget till telefonen och andra ledningar på sidan till förstärkaren. Förstärkare från vänster till vänster och höger till höger med en gemensam grund.

Kontrollera bifogade bilder för referens.

Steg 6: Bygga förstärkaren

Börja bygga med bara en kanal i vår stereoförstärkare. Bygg försiktigt kretsen på perfboard, du kan ta hjälp av PCB -konstruktioner som finns i databladet. Om du tvivlar kan du först använda en brödbräda för att kontrollera kretsen. Men kom ihåg att montera den på brödbrädan kommer att ha många öppna ledningar som kan leda till mycket ljud i högtalaren. Så tro inte att kretsen är fel när du får surr eller surr.

Lägg till en potentiometer före kondensator C2 (steg 4 bild) för volymkontroll, det är också mycket effektivt för att minska distorsion. Jag använde en trimpot för detta ändamål och ställde permanent in trimpots värde så att det inte blir någon distorsion vid max telefonvolym.

Efter att ha kontrollerat och testat den första kanalen, upprepa processen och klona exakt samma krets på samma eller annan perfboard. Nu har du två monoförstärkare, anslut vänster kanalkabel till en förstärkare och höger kanalkabel till den andra förstärkaren med gemensam jord till båda. Använd olika trimpot för varje kanal och ställ in samma trimpotvärde för båda kanalerna så att varje kanal har samma volym.

Du kan använda en potentiometer (istället för trimpot) om du vill ändra förstärkarens volym ofta. Jag föreslår att du använder en Dual Taper Potentiometer för att manuellt styra vänster och höger ljud samtidigt.

Strömförsörjning: Strömförsörjningen du ska använda ska vara dubbelt så stor som den krävs, dvs för två 5W högtalare bör det finnas en 20W strömförsörjning för bästa resultat.

Här kommer jag att använda en 12V 2Amp DC -adapter (P = 24W) för båda kanalerna.

OBS! Kontrollera steg 9: brusreducering innan du slutför kretsen på perfboard.

Steg 7: Subwooferkrets