En aquest post parlarem de 5 circuits amplificadors Hi-Fi de 40 watts de baixa distorsió excepcionals, fàcils de construir i de baixa distorsió, que es poden actualitzar a una potència superior mitjançant alguns ajustaments menors.
Un seguidor dedicat m’ha aportat aquest article a través del correu electrònic
Tot i que és possible que hi hagi disponibles diversos mòduls de sortida híbrids, gairebé cap d'aquests és capaç de combinar simplicitat amb assequibilitat i un gran rendiment general.
Un d’ells és el xip TDA2030 de SGS emprat en l’amplificador actual. El disseny de l’amplificador no és senzill: un opamp de potència acompanyat de dos transistors de sortida lligats al pont. El senyal d'àudio es dóna a l'entrada no inversora de la potència opamp lC1 a través del sòcol K1 i el condensador C1.
El corrent de subministrament al CI oscil·la segons el senyal d’entrada.
A causa d'això, presenta una caiguda de tensió que canvia igualment al voltant de les resistències R6, R7. R8 i R9 donat que es troben a les línies d'origen de l'opamp. Mentre el corrent sigui inferior a 1 A, la caiguda de tensió sobre les resistències serà inadequada per activar els transistors T1 i T2. El que significa que les sortides de fins a 2 W en altaveus de 4 Ohm són totalment subministrats per l’opamp.
Tan bon punt el corrent de sortida supera el nivell d’1 A, els transistors s’encenen i reforcen la potència de sortida de l’amplificador.
Si el senyal d'entrada és baix, es produeix un corrent de repòs insuficient a través del transistor, però, atès que això passa per la xarxa de creuament opamp, els problemes s'eviten.
El CI també proporciona compensació tèrmica i, per tant, garanteix una estabilitat garantida del punt de funcionament.
La tensió d'alimentació pot oscil·lar entre 12 V i un màxim absolut de 44 V. La construcció de l'amplificador al PCB ha de ser fàcil.
Els transistors juntament amb l’IC s’han d’instal·lar i aïllar en un dissipador de calor d’aproximadament 2 k W-1. Apliqueu un munt de material compost conductor de calor. La línia de subministrament s’ha de protegir mitjançant un fusible de 3,15 A. la línia s’ha de protegir amb un fusible de 3,15 A.
Esquema de connexions
Disseny de PCB
Llista de peces
Resistències, tots 1/4 watts al 5% tret que s'especifiqui
- R1 a R4 = 100K
- R5 = 8k2
- R6 a R9 = 1,4 ohm 1%
- R10 = 1 ohm
Condensadors
- C1 = 470 nF
- C2 = 10uF, 63V radial
- C3 = 4,7uF, 63V radial
- C4, C5, C7 = 220 nF MKT o ceràmica
- C6 = 2200uF, 50V radial
Semiconductors
- D1, D2 = 1N4007
- T1 = BD712
- T2 = BD711
- IC1 = TDA2030
Divers
- K1 = Presa d'àudio o presa
- Dissipador de calor = 2K W ^ -1
- Rentadores aïllants, etc. per IC1, T1, T2
Especificacions tècniques
Voltatge de funcionament: màxim 44V
Potència de sortida = 22 watts en altaveu de 8 ohms i 40 watts en altaveu de 4 ohms amb THD = 0,1%
Taula de distorsió harmònica
- 1 kHz a 8 ohms a 11 watts = 0,012%
- 1 kHz en 4 ohms a 20 watts = 0,032%
- 20 kHz a 8 ohms a 11 watts = 0,074%
- 1 kHz a 8 ohm a 1 watt = 0,038%
- 1 kHz en 4 ohms a 1 watt = 0,044%
- Corrent = 38mA aproximadament Quiscent
- Eficiència = 8 Ohm 62,5%
- Càrrega màxima = 4 Ohm 64%
2) Amplificador de 40 watts mitjançant IC LM391
Aquest segon disseny és un potent amplificador de potència mitjana, senzill, que es pot adaptar específicament per utilitzar-lo en tipus d’amplificadors portàtils ‘combo’, populars entre guitarristes i artistes de música jazz.
L'amplificador és una barreja eficient d'un controlador d'àudio integrat IC el LM391-80, i una etapa de sortida de potència push-pull construïda amb transistors bipolars.
A continuació es revisen alguns aspectes únics del disseny.
El NTC, que està en contacte físic amb els transistors de sortida de potència, permet al LM391 apagar l’escenari de potència quan s’escalfa. El punt de partida d’aquesta seguretat tèrmica es troba a una corrent NTC d’uns 200 pA.
El condensador electrolític que posa a terra el NTC actua per presentar un 'arrencada suau', és a dir, per evitar un clic sorollós o un altre soroll de confusió des de l'altaveu quan s'activa l'amplificador.
Podria semblar que la protecció és massa sensible i, per tant, es poden requerir proves i errors pel valor de R4 o el del NTC. És fàcil aplicar comentaris a l'amplificador connectant R23 a la xarxa de línia C5-R7.
La resta de components, juntament amb R10, decideixen la resposta de freqüència de l'amplificador, que pot requerir una posada a punt per satisfer demandes específiques. Tot i això, els números de components presentats en aquest article poden estar bé per a la majoria d'aplicacions.
El resultat d’experimentar amb diferents valors de C5 i R7 és fàcil de determinar (o escoltar) en escurçar breument R23. Per als altaveus de 4 Ohm, cal reduir R23 a 0,18 Ohm. Malauradament, el LM391-80 és vulnerable a l’oscil·lació, que s’ha de mantenir sota control mitjançant els components RX, C6, C8 i C9 (en molts casos, es podria eliminar C6).
Resistor RX minimitza específicament el guany de bucle obert. Si s’utilitza RX, s’ha de connectar Ry per compensar la tensió desconeguda resultant. Els components R22 i C12 constitueixen una xarxa Boucherot que funciona per estabilitzar l'amplificador a altes freqüències. L’entrada de l’amplificador ha de ser operada per una font de baixa impedància que sigui capaç de lliurar senyals d’àudio de nivell ‘línia’ (0 dB].
La xarxa R1-C1 atenua amplituds superiors a 50 kHz aproximadament. El corrent en repòs de l'amplificador està definit pel valor predefinit P1. Ajusteu aquest control a 0 Ohm al principi i ajusteu-lo fins que s’estableixi un corrent de repòs de 50 mA.
Podeu augmentar-lo a 400 mA en cas que busqueu una distorsió baixa. Tots els transistors de potència es col·loquen a la mateixa secció del PCB per tal de poder subjectar-los a un dissipador de calor comú, juntament amb el NTC.
El dissipador de calor ha de ser força gran amb una resistència tèrmica d’1 K Wsl o inferior. Observeu que L1 es compon de 20 voltes de 0,8 mm de diàmetre. filferro de coure esmaltat enrotllat al voltant de R21. C9 és un condensador ceràmic.
Esquema de connexions
Dades tècniques
Vegem ara algunes dades provades:
Amb tensió d'alimentació: 35 V R23 en curtcircuit:
Amplada de banda de 3 dB (8 Q]: aprox. 11 Hz a 20 kHz
THD (distorsió harmònica transitòria) a 1 kHz:. 1 W a 8 Ohm: 0,006% (Iq = 400mA) 1 W a 8 Ohm: 0,02% (Iq = 50 mA) 65 W a 8 Ohm: 0,02% (Um = 873 mV) 80 W a 4 Ohm: 0,2% ( Um = nivell d’inici del límit de corrent de 700 mV).
Disposició de PCB i components
Llista de peces
3) Amplificador de potència de 40 watts amb IC LM2876 de Texas Instruments
El tercer disseny és un altre circuit amplificador de potència Hi-Fi de 40 watts que utilitza un sol xip LM2876 per proporcionar la quantitat especificada de potència musical a través d'un altaveu de 8 ohms.
L'IC LM2876 és un xip amplificador d'àudio d'alta qualitat dissenyat per manejar contínuament 40 watts de potència mitjana a través d'un altaveu de 8 Ohm amb un THD del 0,1% i un rang de freqüència de 20 Hz a 20 kHz.
El rendiment d’aquest CI és molt millor que altres circuits integrats híbrids a causa de la seva funció integrada anomenada circuit de control de temperatura instantània Self Peak o Espiga.
El 'SPiKe' inclou una protecció completa del xip contra sobretensió de sortida, sobretensió, sobrecàrrega i curtcircuits accidentals.
L'IC LM2876 presenta una excel·lent relació senyal-soroll superior a 95 dB, que garanteix una excel·lent claredat i reproducció del so de nivell Hi-Fi.
Esquema detallat de LM2876
Esquema de connexions
A continuació es presenta el diagrama complet del circuit d’aquest amplificador basat en LM2876 de 40 watts:
Per obtenir més informació, visiteu el full de dades de l'IC
4) Circuit d'amplificador estèreo de 40 watts mitjançant IC TDA7292
Fins ara hem parlat sobre amplificadors amb sortida mono de 40 watts, però aquest quart circuit de la llista està dissenyat per oferir una sortida estèreo de 40 + 40 watts mitjançant un sol xip IC TDA7292. Per tant, si esteu buscant una versió estèreo d’un amplificador de 40 watts, aquest disseny complirà els vostres requisits molt fàcilment.
Aquest excel·lent amplificador estèreo d’un sol xip està fabricat per Microelectrònica ST .
El circuit no necessita gairebé cap component i es podria configurar ràpidament mitjançant un PCB ben dissenyat que es proporciona a la fitxa tècnica.
Principals característiques
- Àmplia gamma de tensió d'alimentació (de +/- 12 V ± 33 V)
- Funciona amb doble subministrament per obtenir una potència de sortida òptima
- Dissenyat per proporcionar una potència de sortida completa de 40 W + 40 W a 8 Ω amb tensió d’alimentació = ± 26 V i distorsió harmònica total no superior a = 10%
- S'ha eliminat el so 'pop' intern quan s'encén / apaga l'alimentació
- Inclou una opció de silenci que també és lliure ('pop')
- Quan el pin Mute està connectat a terra, l’IC passa a un mode d’espera més baix.
- Internament l'IC està protegit contra el curtcircuit, és a dir, que l'IC no es cremarà ni es danyarà quan la sortida es faci un curtcircuit o una sobrecàrrega accidental.
- A més, l’IC compta amb una protecció de sobrecàrrega tèrmica integrada, de manera que el sobreescalfament no danyarà l’IC.
Diagrama de circuits complet
Valoració màxima absoluta
A continuació es mostra la qualificació absoluta màxima de l’IC TDA7292, que no s’hauria de superar per protegir l’IC de no danyar-se definitivament:
- Tensió d'alimentació CC ± 35 V
- (JoO) Corrent pic de sortida (internament limitat) 5 A
- (Pàgfins) Dissipació de potència Tcase = 70 ° C 40 W
- (Tencès) Temperatura de funcionament -20 a 85 ° C
- (Tj) Temperatura d’unió -40 a 150 ° C
- (Tstg) Temperatura d'emmagatzematge -40 a 150 ° C
Referència: per obtenir més detalls i el disseny complet del PCB, podeu consultar el document full de dades original de l'IC.
5) Amplificador de 40 watts amb només transistors
Tots els dissenys explicats anteriorment depenen de circuits integrats i tots sabem amb quina facilitat aquests IC poden quedar obsolets en qualsevol moment del temps. Potser la millor manera de tenir un disseny d'amplificador de fulla perenne universal és tenir-lo en forma de versió transistoritzada discreta, tal com es mostra en aquest cinquè disseny final:
Aquesta és en realitat la versió abreujada del popular amplificador de 100 watts d’aquest lloc web. S’ha simplificat eliminant un parell de mosquetons i reduint l’entrada de subministrament a 24V.
Les parts indicades al circuit amplificador transistoritzat de 40 watts anteriorment semblen poc convencionals i potser no estaran fàcilment disponibles al mercat. No obstant això, la bellesa d'aquestes versions transistoritzades és que els components actius es poden substituir fàcilment per valors equivalents. Per a aquest disseny també podem trobar els equivalents adequats i substituir-los aquí per obtenir els mateixos resultats impecables.
L’amplificador està dissenyat magníficament pels enginyers de Hitachi per oferir una claredat excepcional amb distorsions mínimes. L'he provat i em va encantar amb la seva enorme potència ajustable i la seva qualitat de sortida excepcional.
Visiteu la llista completa de peces Aquest article.
Anterior: H-Bridge Bootstrapping Següent: Transistors d'efecte de camp (FET)
