Krachtige LA4440 dubbele IC stereo audioversterker met bas- en treble-regeling

De LA4440 is een zeer populaire tweekanaals audioversterker die vaak wordt gebruikt om krachtige audioversterkers te bouwen. De IC staat bekend om zijn hoge vermogen, gemakkelijke beschikbaarheid en lage prijs, waardoor hij populair is bij

thuisbioscoop- en autoversterkersystemen die werken op 12V. Daarom zullen we in dit artikel leren hoe we een krachtige stereo-audioversterker kunnen bouwen met behulp van de LS4440 audioversterker IC. Het circuit heeft twee LS4440-versterkers IC's en kan twee 20W-luidsprekers (20W + 20W) aansturen met volume-, bas- en treble-regeling. De audio-ingang voor onze versterkerprint kan ook rechtstreeks via een audio-aansluiting of draadloos via Bluetooth worden geleverd.

We hebben eerder veel audioversterkercircuits gebouwd, variërend van kleine 10W-versterkers tot zware 100W-eindversterker met behulp van verschillende klassen van de eindversterker voor verschillende toepassingen. U kunt ze ook bekijken als uw vereiste anders is.

LA4440 IC

Voordat we beginnen met het bouwen van deze versterker, moeten we meer weten over de LA4440 Power Amplifier IC om de technische specificaties te kennen, zodat we onze versterker efficiënt kunnen ontwerpen. Zoals hieronder getoond, is de LA4440 een 14-pins lineaire audioversterker-IC ontwikkeld door SANYO.

Het IC kan worden gebruikt als mono-audioversterker of als stereo tweekanaals audioversterker. Het heeft dubbele inschakelmodi, namelijk de stereomodus en de bridge-modus. Het belangrijkste verschil tussen deze twee configuratiemodi is dat in stereomodus een enkele IC maximaal 6W + 6W twee luidsprekers kan aansturen die slechts 12 watt aan belasting betekenen, maar in de bridge-modusconfiguratie krijgt u 19W audio-uitvoer van een enkele IC voor een enkele luidspreker. Daarom hebben we 2 IC's nodig voor het maken van stereo en 2 kopieën van dezelfde schakeling die we zullen bespreken in het gedeelte over het schakelschema. Hier heb ik de audioversterker in bridge-modus geconfigureerd om 20 W + 20 W krachtige audio-uitvoer te krijgen. Omdat ons ontwerp twee IC's heeft, wordt het ook wel 4440 Double IC Amplifier Circuit genoemd. Afgezien daarvan heeft onze Audio Amplifier IC ook de volgende voordelen.

Het heeft een goede rimpelafwijzing van 46db
Goede kanaalscheiding
Klein restgeluid
Lage audiorestauratie over een breed bereik van lage frequentie tot hoge frequentie van de muziek.
Klein pop-up- of startgeluid
Ingebouwde functie voor het dempen van audio
Ingebouwde bescherming: overspanningsbeveiliging, overspanningsbeveiliging, pin-to-pin kortsluiting.
Minimaal vereiste reserveonderdelen

Wat is rimpelafwijzing en waarom is het belangrijk?

Rimpel is de variatie van de spanning en stroom over een stabiele waarde die kan worden gewijzigd met de belasting, dit veroorzaakt de ruis aan het uitgangseinde van het circuit en leidt daardoor tot vervormingen. Om dit probleem op te lossen, wordt een filter gebruikt dat helpt bij het onderdrukken van deze ruis / rimpel. Het wordt rimpelafwijzing genoemd. De LA4440 IC biedt een goede rimpelonderdrukkingswaarde van 46dB.

Wat is kanaalscheiding?

Wanneer een enkel IC-pakket meer operationele versterkers bevat (LA4440 IC heeft 2 kanalen), beïnvloedt één operationele versterker de prestaties van een andere operationele versterker. Om dit probleem te voorkomen zorgt de LA4440 IC voor een goede kanaalscheiding

Meer technische details en prestatiegrafieken zijn te vinden in de Datasheet van LA4440 IC. Het interne blokschema en de pinout-afbeelding worden hieronder weergegeven

Benodigde materialen voor 40 W Dual IC stereo audioversterker

Het complete stuklijst van de stereo-audioversterker staat hieronder vermeld. De meeste van de gebruikte componenten zouden gemakkelijk beschikbaar moeten zijn, aangezien ze vaak worden gebruikt in audioversterkercircuits.

S.No	Onderdelen	Type	Aantal stuks
1	LA4440	IC (SANYO)	2
2	2200uF / 50 V	CONDENSATOR (KELTRON)	2
3	47uF / 25 v	CONDENSATOR (KELTRON)	4
4	470uF / 25 V.	CONDENSATOR (KELTRON)	4
5	100uF / 25 V	CONDENSATOR (KELTRON)	2
6	1uF / 25V	CONDENSATOR (KELTRON)	2
7	104 PF	CONDENSATOR (KELTRON)	8
8	220 OHOMS	WEERSTAND	2
9	1 K	WEERSTAND	2
10	2,2 K.	WEERSTAND	2
11	DUBBELE KANAALS 50K POTENTIOMETER	BOURNS / LRM	3
12	2-PINS SCHROEFAANSLUITING	ALGEMEEN	3
13	3-PINS SCHROEFAANSLUITING	ALGEMEEN	1
14	LM7805	SPANNINGSREGELAAR IC	1
15	BLUETOOTH-MODULE	KOSMISCH	1
16	TRANSFORMATOR	0-12 V (KLASSIEK)	1
17	LUIDSPREKER (20W) 4 ohm	(SWETON)	2
18	1N5408	3A Diod	4
19	Koellichaam	Gebruik een aluminium koellichaamplaat	1
20	Koelventilator	Koelventilator voor computerkast	1
21	Een doorverbindingsdraad

LA4440 Dubbel IC-versterkercircuit

Het complete schakelschema van de 4440IC-versterker wordt weergegeven in de onderstaande afbeelding. Vanwege het krachtige karakter van het circuit, wordt het niet aanbevolen om een breadboard te gebruiken om dit circuit te bouwen. Daarom gaan we thuis een PCB bouwen door voor dit circuit een Audio Amplifier PCB te ontwerpen.

Ik heb de condensatoren C13 en C14 op het eerste IC en op dezelfde manier C23, en C16 voor het tweede IC, aangesloten op de IC-pinnen 1 en 7. Deze condensatoren worden feedbackcondensatoren genoemd. De lage afsnijfrequentie van onze versterker is afhankelijk van de waarde van deze condensatoren. Als de waarde wordt verhoogd, wordt de starttijd vertraagd. De spanningsversterking van deze condensatoren op IC 1 en 2 kan worden aangepast door de waarde van respectievelijk weerstand R1 en R2 te variëren.

De condensatoren C15 en C19 voor de eerste IC en C20 en C21 voor de tweede IC zijn verbonden met de uitgangsklem met IC-pinnen 9 tot 10 en 13 tot 12. Deze condensatoren worden Bootstrap-condensatoren genoemd en worden gebruikt voor het aanpassen van de lage of lage frequenties.

De C3 en C4 zijn erg belangrijke condensatoren. De waarde van deze condensator moet hoog zijn, normaal gesproken wordt 2200uF 35V of 4700uF 35v aanbevolen voor de filtratie van de hoofdvoeding en het afhandelen van de belasting. De condensatoren zijn geschikt voor 1Amp tot 3Amp om de geluidskwaliteit te verbeteren. De condensator C2 en C5 zijn filtercondensatoren die worden gebruikt om de audio-invoer van onze versterker-IC te filteren.

De condensatoren C18 en C17 zijn de bypass-condensatoren die worden gebruikt in een audiosysteem of andere elektronische schakelingen voor ruisfiltratie. Wanneer een actief apparaat zoals onze audioversterker is aangesloten op de voeding, zal de stroom die door ons apparaat wordt getrokken een spanningsval over de voeding veroorzaken. Als gevolg van de verandering in impedantie van onze belasting en verschillende actieve belastingen die op hetzelfde pad zijn aangesloten, zal de opgenomen stroom fluctueren en meer spanningspieken en grondbounce produceren. Om dit probleem te voorkomen, gebruiken we normaal gesproken een bypass-condensator in onze belasting die een bypass-pad biedt voor tijdelijke stroom in plaats van door het gemeenschappelijke pad te stromen.

LA4440 Audioversterker PCB-ontwerp

Zoals eerder vermeld, heeft het circuit een hoog stroompad en kan het daarom niet op een breadboard worden gebouwd en getest. Daarom hebben we een printplaat ontworpen voor de bovenstaande schakeling met behulp van de Eagle-software. U kunt elke PCB-ontwerpsoftware van uw keuze gebruiken. Ook kun je de schakeling direct op een perf board solderen als je geen printje wilt ontwerpen. Mijn PCB-layout ziet er als volgt uit, zoals hieronder weergegeven.

We zullen deze lay-out van het PCB-ontwerp gebruiken om thuis onze eigen PCB te bouwen. U kunt ook het GERBER-bestand voor deze printplaat downloaden via de onderstaande link. Zodra u het GERBER-bestand hebt ontvangen, kunt u de PCB thuis maken door de zelfgemaakte PCB-instructies te volgen of het GERBER-bestand delen met een PCB-fabrikant om ze te laten fabriceren.

Download LA4440 High Power Stereo Audio Versterker PCB GERBER

Het PCB-ontwerp heeft twee audio-ingangen, de ene is via een directe audiolijn via aux en 3,5 mm audio-aansluiting en de andere is voor een draadloze Bluetooth-verbinding. We hebben ook schroefklemmen gebruikt om het bord van stroom te voorzien en twee 20W-luidsprekers aan te sluiten. De potmeters worden gebruikt om volume, bas en hoge tonen te regelen.

PCB bouwen met toneroverdrachtsmethode

Voor de demonstratie van dit project hebben we onze eigen PCB gemaakt met behulp van de Toner-overdrachtsmethode. De onderstaande afbeeldingen tonen de verschillende stadia van onze plaat tijdens het fabricageproces.

Bekijk de onderstaande afbeelding om te zien hoe de zelfgemaakte PCB eruit ziet na het boren van alle componentpads. Zoals je kunt zien, is het bord uitgekomen en netjes en zijn de pads allemaal duidelijk en duidelijk.

Nadat het bord is uitgelezen, is het tijd om alle componenten in te brengen en op de op maat gemaakte PCB te solderen. De componenten die ik heb gebruikt om het bord te solderen, worden hieronder weergegeven. Hier gebruik ik een tweekanaals potentiometer voor het regelen van volume, bas en hoge tonen. Voor de stroomvoorziening kunt u 12v 1 Amp tot 3 Amp voeding of 12V accu gebruiken.

De twee-pins schroefklemmen worden gebruikt om de stroom van stroom te voorzien en de luidsprekers aan te sluiten. De driepolige schroefklemmen worden gebruikt om audio-invoer te leveren. We voegen ook een mini ingebouwde Bluetooth-module toe, omdat mensen tegenwoordig graag nummers rechtstreeks vanaf hun mobiele telefoons afspelen en uiteraard via draadloze connectiviteit. U moet ook een mannelijk-vrouwelijk-header invoegen om deze gemakkelijk te kunnen verwijderen en vervangen. Voor de voeding van deze Bluetooth-module heb ik een LM7805 Positive Voltage Regulator IC gebruikt die helpt bij het regelen en verlagen van de spanning van 12 V naar 5 V.

Merk op dat ik het diodebruggedeelte van de print moest verwijderen om de circuitgrootte te verkleinen met de kleinere afmeting en om het compact te maken. Maar voor de voeding van de transformator moet je een diodebrug nemen met 4 stuks 5408 universele 3 Amp-diodes voordat je input geeft aan dit versterkercircuit. De onderstaande afbeelding laat zien hoe het eruit ziet nadat alle componenten zijn gesoldeerd.

LA440 Versterkercircuit werkt

Als het bord klaar is, kunnen we het testen door de luidsprekers rechtstreeks aan te sluiten en van stroom te voorzien. De audio-ingang kan komen van een 3,5 mm audio-aansluiting (drie-pins schroefaansluiting) of via onze Bluetooth-module. De volledige werking van het versterkercircuit wordt in beide modi in de onderstaande video gedemonstreerd. Als je vragen hebt, kun je ons Circuitdigest-forum gebruiken om je vragen te stellen.

Tips en overwegingen voor het ontwerpen van audioversterkers

De LA4440 of CD4440 IC heeft een ingebouwde thermische uitschakeling en voert veel warmte af. Bevestig dus een goed koellichaam voor een langere levensduur. U kunt ook een koelventilator aan uw versterkerkast bevestigen. Het is een veelvoorkomend probleem dat de versterker last heeft van ruis en een zoemend geluid produceert. Controleer het volgende om het probleem van de ruis van de audioversterker te voorkomen.

Het koellichaam heeft een gemeenschappelijke GND met de negatieve aansluitingen van de voeding.
Gebruik een paar grote condensatoren bij vermogensfilter- en gelijkrichtingsfasen zoals 2200uF, 4700uF of 6800uF of 10000uF 25v of 50V condensator voor het beste resultaat. Gebruik geen transformatorvoeding, aangezien deze niet nodig is voor voeding via de batterij.
De behuizing van de potentiometer voor volume, bas en hoge tonen moet gemeenschappelijk zijn met de negatieve voeding.
Gebruik een metalen koffer / kast
Ruis is ook afhankelijk van een goede aarding van de hoofdlijn en moet worden aangesloten op de kast.
U kunt ook een Audio Transformer gebruiken voor isolatie en ruisfiltering.