Pojačalo od 10 W pomoću op

Pojačala su okosnica analogne elektronike. Koriste se u velikoj mjeri u području elektroničke industrije. Pojačala se koriste gotovo u svim aplikacijama povezanim sa zvukom.

Pojačalo snage je dio zvučne elektronike. Dizajniran je tako da maksimizira veličinu snage datog ulaznog signala. U zvučnoj elektronici, operativno pojačalo povećava napon signala, ali nije u stanju pružiti struju koja je potrebna za pogon tereta.

U ovom uputstvu izradit ćemo pojačalo od 10 W s priključenim zvučnikom impedancije od 8 Ohma. Upotrijebit ćemo operativno pojačalo i dva dodatna tranzistora snage kako bismo isporučili 10 W snage na izlaznom opterećenju

Konstrukcijska topologija pojačala

U lančanom sustavu pojačala, pojačalo snage koristi se u posljednjem ili posljednjem stupnju prije opterećenja. Općenito, sustav pojačala zvuka koristi donju topologiju prikazanu u blok dijagramu

Kao što možete vidjeti na gornjem blok dijagramu, pojačalo snage je posljednja faza koja je izravno povezana s opterećenjem. Općenito, prije pojačala za napajanje, signal se ispravlja pomoću pojačala prednapojačala i napona. Također, u nekim slučajevima, gdje je potrebna kontrola tona, sklop za kontrolu tona dodaje se prije pojačala snage.

Znajte svoj teret

U slučaju audio pojačala, opterećenje i nosivost pojačala su važan aspekt u konstrukciji. Veliki teret za pojačalo snage je glasan zvučnik. Izlaz pojačala snage ovisi o impedanciji opterećenja, tako da spajanje nepravilnog opterećenja može ugroziti učinkovitost pojačala snage, kao i stabilnost.

Glasni zvučnik ogromno je opterećenje koje djeluje kao induktivno i otporno opterećenje. Pojačalo snage isporučuje izmjenični izlaz, zbog čega je impedancija zvučnika presudan faktor za pravilan prijenos snage.

Impedancija je efektivni otpor elektroničkog kruga ili komponente za izmjeničnu struju koji proizlazi iz kombiniranih učinaka povezanih s omskim otporom i reaktancijom.

U Audio elektronici su dostupne različite vrste zvučnika u različitim snagama s različitom impedancijom. Impedancija zvučnika može se najbolje razumjeti korištenjem odnosa između protoka vode unutar cijevi. Zamislite samo zvučnik kao cijev za vodu, a voda koja prolazi kroz cijev predstavlja izmjenični zvučni signal. Ako je cijev postala promjera većeg, voda će lako teći kroz cijev, količina vode će biti veća, a ako smanjimo promjer, manje će vode teći kroz cijev, pa će količina vode biti niži. Promjer je učinak stvoren omskim otporom i reaktancijom. Ako cijev dobije veći promjer, impedancija će biti mala,tako da zvučnik može dobiti više snage, a pojačalo pruža više scenarija prijenosa snage, a ako impedancija postane velika, pojačalo će pružati manje snage zvučniku.

Postoje različiti izbori, kao i različiti segmenti zvučnika koji su dostupni na tržištu, uglavnom s 4 ohma, 8 ohma, 16 ohma i 32 ohma, od kojih su zvučnici od 4 i 8 ohma široko dostupni po povoljnim cijenama. Također, moramo shvatiti da je pojačalo snage 5 W, 6 W ili 10 W ili više čak i RMS (Root Mean Square) snaga, koju pojačalo isporučuje na određeno opterećenje u kontinuiranom radu.

Dakle, moramo biti oprezni oko ocjene zvučnika, ocjene pojačala, učinkovitosti zvučnika i impedancije.

Potrebne komponente

Za konstrukciju kruga pojačala od 10 W trebamo sljedeće komponente -

Vero ploča (može se koristiti točkice ili spojevi bilo koga)
Lemilica
Žica za lemljenje
Alat za skidanje oštrice i žice
Žice
Aluminijski hladnjak
Napajanje od 12V do željeznice s napajanjem + 12V GND -12V
Zvučnik od 8 ohma od 10 W
2pcs 4.7k Otpornik 1/4 ^th Watt
2kom 200R otpornik 1/2 ^th Watt
1kom 47k otpornik
10pF kondenzator 1kom
Otpor 3,2k
.82uF kondenzator
TIP127 Tranzistor
TIP122 Tranzistor
LF351 IC s 8-polnom IC bazom

Šema i objašnjenje 10-vatnog audio pojačala

Shematski 10 watt pojačalo je prilično jednostavna, LF351 pojačava signalni napon i dva napajanja Tranzistori osigurati potrebnu pojačanje snage. Napajanje se izravno uzima iz izvora napajanja i preko dva tranzistora isporučuje se u 8-omski zvučnik. Kako sinusni val mijenja polaritet, TIP127 osigurava pojačanje snage na pozitivnom vrhu, a TIP 122 pojačanje snage na negativnim vršnim signalima.

U ovom su krugu TIP122 i TIP 127 dvije glavne komponente. Ta su dva tranzistora identičan par sa 100V održavajućim naponom kolektora-odašiljača @ 100 mA. Obje IC daju veliko jednosmjerno pojačanje - hFE = 2500 tipično.

Na gornjoj slici prikazan je paket TO-220B, oba tranzistora su dostupna u ovom paketu. Ovaj je paket neophodan za savršen prijenos topline i koristan za postavljanje uz hladnjak. Ovi tranzistori su pristrani pomoću otpornika 200R. Pojačani izlaz uzima se iz kolektorskog spoja TIP122 i TIP127.

Ispitivanje kruga pojačala od 10 W

Koristili smo proteusove alate za simulaciju kako bismo provjerili izlaz kruga; izmjerili smo izlaz u virtualnom osciloskopu. Možete pogledati dolje prikazani kompletni demonstracijski video

Krug napajamo pomoću + / - 12V i ulazni sinusoidni signal je osiguran. Osciloskop je povezan preko izlaza s opterećenjem od 8 oma na kanalu A (žuta), a ulazni signal preko kanala B (plavi).

Izlaznu razliku između ulaznog signala i pojačanog izlaza možemo vidjeti u dolje navedenom videu.

Također smo provjerili izlaznu snagu, Pojačala snaga jako ovisi o više stvari, kao što je prethodno spomenuto. Jako ovisi o impedanciji zvučnika, učinkovitosti zvučnika, učinkovitosti pojačala, topologijama konstrukcije, ukupnim harmonijskim izobličenjima itd. Nismo mogli razmotriti ili izračunati sve moguće čimbenike koji stvaraju ovisnosti o snazi pojačala. Krug stvarnog života razlikuje se od simulacije jer je potrebno uzeti u obzir mnoge čimbenike tijekom provjere ili testiranja rezultata.

Proračun snage pojačala

Koristili smo jednostavnu formulu za izračunavanje snage pojačala -

Snaga pojačala = V ² / R

Preko izlaza smo spojili AC-multimetar. Izmjenični napon prikazan u multimetru je vršni do naponski izmjenični napon. Dali smo vrlo niskofrekventni sinusoidni signal od nekoliko 25-50Hz. Kao i na niskim frekvencijama, pojačalo će isporučiti više struje na teret, a multimetar će moći ispravno detektirati izmjenični napon.

Multimetar je pokazivao + 8,90V izmjeničnog napona. Dakle, prema formuli, izlaz pojačala snage pri opterećenju od 8 Ohma je

Snaga pojačalo = 8,90 ² /8 pojačalo Snaga = 9,90125 (10W otprilike)

Stvari koje treba zapamtiti prilikom konstrukcije pojačala od 10 W

Moćni tranzistori moraju biti pravilno povezani s hladnjakom. Veći hladnjak daje bolji rezultat. Također,
Za bolji rezultat dobro je koristiti kondenzatore s ocjenom zvuka.
Pokušajte predpojačalo napraviti do spoja kolektora snage tranzistora i do konačnog izlaznog traga što je moguće kraćim. Smanjit će spregu šuma na izlazu. Također,
Pokušajte koristiti 8 ohma zvučnika veće učinkovitosti za vožnju s ovim pojačalom snage.

Pogledajte donji demonstracijski videozapis za ovaj sustav pojačala od 10 W