10 Watt audioversterker met op

Versterkers vormen de ruggengraat van analoge elektronica. Ze worden veel gebruikt in de elektronica-industrie. Versterkers worden bijna in alle audiogerelateerde toepassingen gebruikt.

Eindversterker is het onderdeel van geluidselektronica. Het is ontworpen om de omvang van het vermogen van een bepaald ingangssignaal te maximaliseren. Bij geluidselektronica verhoogt de operationele versterker de spanning van het signaal, maar kan hij niet de stroom leveren die nodig is om een belasting aan te drijven.

In deze tutorial bouwen we een 10W versterker met een 8 Ohm impedantie luidspreker erop aangesloten. We zullen een operationele versterker en twee extra vermogenstransistors gebruiken om de output van 10 watt over de uitgangsbelasting te leveren

Constructietopologie voor versterkers

In een versterker kettingsysteem, wordt de vermogensversterker gebruikt de laatste of laatste fase voor de lading. Over het algemeen gebruikt het geluidsversterkersysteem de onderstaande topologie die in het blokschema wordt weergegeven

Zoals u kunt zien in het bovenstaande blokschema, is Power Amplifier de laatste trap die rechtstreeks op de belasting is aangesloten. Over het algemeen wordt het signaal vóór de Power Amplifier gecorrigeerd met behulp van voorversterkers en versterkers met spanningsregelaars. In sommige gevallen, waar toonregeling nodig is, wordt het toonregelcircuit toegevoegd vóór de Power Amplifier.

Ken uw lading

In het geval van een Audio Amplifier-systeem is de belasting en het laadvermogen van de versterker een belangrijk aspect in de constructie. De belangrijkste belasting voor een eindversterker is de luidspreker. De output van de eindversterker is afhankelijk van de belastingsimpedantie, dus het aansluiten van een onjuiste belasting kan zowel de efficiëntie van de eindversterker als de stabiliteit in gevaar brengen.

Luidspreker is een enorme belasting die fungeert als een inductieve en resistieve belasting. De eindversterker levert wisselstroom, hierdoor is de impedantie van de luidspreker een kritische factor voor een goede vermogensoverdracht.

Impedantie is de effectieve weerstand van een elektronisch circuit of component voor wisselstroom, die voortkomt uit de gecombineerde effecten die verband houden met ohmse weerstand en reactantie.

In audio-elektronica zijn verschillende soorten luidsprekers verkrijgbaar in verschillende wattages met verschillende impedanties. De luidsprekerimpedantie kan het best worden begrepen aan de hand van de relatie tussen de waterstroom in een buis. Denk maar aan een luidspreker als een waterpijp, het water dat door de pijp stroomt is het afwisselende audiosignaal. Als de buis nu groter wordt in diameter, zal het water gemakkelijk door de buis stromen, zal het watervolume groter zijn, en als we de diameter verkleinen, zal hoe minder water door de buis stromen, dus het watervolume zal zijn lager. De diameter is het effect dat wordt gecreëerd door de ohmse weerstand en reactantie. Als de buis in diameter groter wordt, zal de impedantie laag zijn,zodat de luidspreker meer wattage kan krijgen en de versterker meer vermogenoverdracht biedt en als de impedantie hoog wordt, zal de versterker minder vermogen aan de luidspreker leveren.

Er zijn verschillende keuzes en er zijn verschillende segmenten luidsprekers beschikbaar op de markt, meestal met 4 ohm, 8 ohm, 16 ohm en 32 ohm, waarvan 4 en 8 ohm luidsprekers overal verkrijgbaar zijn tegen lage tarieven. We moeten ook begrijpen dat een versterker met 5 Watt, 6 Watt of 10 Watt of zelfs meer het RMS (Root Mean Square) wattage is, geleverd door de versterker aan een specifieke belasting in continu bedrijf.

We moeten dus voorzichtig zijn met de classificatie van de luidsprekers, de classificatie van de versterker, de efficiëntie van de luidsprekers en de impedantie.

Vereiste componenten

Om het versterkercircuit van 10 watt te construeren , hebben we de volgende componenten nodig:

Vero-bord (gestippeld of verbonden iedereen kan worden gebruikt)
Soldeerbout
Soldeerdraad
Tang en draadstripper
Draden
Aluminium koellichaam
12V rail naar rail voeding met + 12V GND -12V stroomrail
8 Ohm 10 Watt luidspreker
2 stuks 4.7K weerstand 1/4 ^ste Watt
2 stuks 200R Weerstand 1/2 ^th Watt
1 pc 47 k weerstand
10pF condensator 1 st
3.2k weerstand
.82uF condensator
TIP127 Transistor
TIP122 Transistor
LF351 IC met 8-pins IC-basis

10 Watt audioversterker schakelschema en uitleg

Het schema voor een 10 watt versterker is vrij simpel, de LF351 versterkt de signaalspanning en twee Power Transistors zorgen voor de nodige vermogensversterking. De stroom wordt rechtstreeks van de voeding gehaald en via twee transistors aan de 8 Ohm luidspreker geleverd. Terwijl de sinusoïdale golf de polariteit verandert, levert TIP127 de vermogensversterking op positieve pieksignalen en TIP 122 levert de vermogensversterking op negatieve pieksignalen.

In dit circuit zijn TIP122 en TIP 127 twee hoofdcomponenten. Die twee transistors zijn identiek paar met 100V Collector-Emitter-ondersteunende spanning @ 100 mA. Beide IC's bieden een hoge DC-stroomversterking - typisch hFE = 2500.

In de bovenstaande afbeelding is het TO-220B-pakket weergegeven, beide transistors zijn beschikbaar in dit pakket. Dit pakket is essentieel voor een perfecte warmteoverdracht en handig om te passen bij een heatsink. Deze transistors zijn voorgespannen met behulp van de 200R-weerstanden. De versterkte output is afkomstig van de collectorovergang van TIP122 en TIP127.

Testen van het versterkercircuit van 10 watt

We gebruikten proteus-simulatietools om de output van het circuit te controleren; we hebben de output gemeten in de virtuele oscilloscoop. U kunt de volledige demonstratievideo hieronder bekijken

We voeden het circuit met + / - 12V en het sinusvormige ingangssignaal wordt geleverd. De oscilloscoop is verbonden met de uitgang tegen 8 ohm belasting op kanaal A (geel) en het ingangssignaal is verbonden met kanaal B (blauw).

We kunnen het uitgangsverschil zien tussen het ingangssignaal en de versterkte uitgang in de onderstaande video.

We hebben ook het uitgangsvermogen gecontroleerd, het wattage van de versterker is sterk afhankelijk van meerdere dingen, zoals eerder besproken. Het is sterk afhankelijk van de luidsprekerimpedantie, luidsprekerefficiëntie, versterkerefficiëntie, constructietopologieën, totale harmonische vervormingen enz. We konden niet alle mogelijke factoren die tot afhankelijkheden in het versterkervermogen ontstaan, overwegen of berekenen. Het echte circuit is anders dan de simulatie omdat er veel factoren in overweging moeten worden genomen bij het controleren of testen van de uitvoer.

Berekening van het versterkervermogen

We gebruikten een eenvoudige formule om het wattage van de versterker te berekenen -

Versterker Wattage = V ² / R

We hebben een AC-multimeter over de uitgang aangesloten. Wisselspanning weergegeven in de multimeter is de piek-tot-piek wisselspanning. We leverden een zeer laagfrequent sinusvormig signaal van enkele 25-50Hz. Net als bij lage frequentie, zal de versterker meer stroom leveren aan de belasting en kan de multimeter de wisselspanning correct detecteren.

De multimeter toonde + 8,90V AC. Dus, volgens de formule, is de output van de eindversterker bij 8 Ohm belasting

Versterker Vermogen = 8,90 ² /8 versterker Vermogen = 9,90125 (ongeveer 10W)

Dingen om te onthouden tijdens het bouwen van een 10w-versterker

Vermogenstransistors moeten correct op het koellichaam worden aangesloten. Een grotere heatsink zorgt voor een beter resultaat. Ook,
Het is goed om condensatoren van audiokwaliteit te gebruiken voor een beter resultaat.
Probeer de voorversterker, naar de stroomtransistorcollectorovergang en naar het uiteindelijke uitgangsspoor zo kort mogelijk te maken. Het vermindert de geluidskoppeling in de uitvoer. Ook,
Probeer 8 Ohm luidspreker met een hoger rendement te gebruiken om met deze eindversterker te rijden.

Controleer de demonstratie video hieronder voor 10W versterker systeem