מעגל מגבר שמע 25 וואט באמצעות tda2040

מגברים הם עמוד השדרה של אלקטרוניקה אנלוגית. הם משמשים רבות בתחום תעשיית האלקטרוניקה. מגברים משמשים כמעט בכל היישומים הקשורים לאודיו.

מגבר כוח הוא החלק באלקטרוניקה האודיו. הוא נועד למקסם את גודל ההספק שאותו קלט נתון. באלקטרוניקה קולית, המגבר התפעולי מגביר את מתח האות, אך אינו מסוגל לספק את הזרם, הנדרש להנעת עומס. במדריך זה נבנה מגבר 25W באמצעות TDA2040 מגבר כוח IC עם רמקול עכבה בעל 4 אוהם המחובר אליו.

טופולוגיית בניה למגברים

בראיון מגבר מערכת שרשרת, מגבר הכח משמש בשלב האחרון או סופי לפני העומס. ככלל, מערכת מגבר הקול משתמשת בטופולוגיה שלמטה המוצגת בתרשים הבלוקים

כפי שניתן לראות בתרשים הבלוקים לעיל, מגבר כוח הוא השלב האחרון המחובר ישירות לעומס. באופן כללי, לפני מגבר הספק, האות מתוקן באמצעות מגברים מקדימים ומגברי בקרת מתח. כמו כן, במקרים מסוימים, בהם יש צורך בבקרת טון, מתווסף מעגל בקרת הטון לפני מגבר הספק.

דע את העומס שלך

במקרה של מערכת מגבר שמע, העומס וכושר ההעברה של המגבר הם היבט חשוב בבנייה. העומס העיקרי עבור מגבר כוח הוא הרמקול החזק. פלט מגבר הספק תלוי בעכבת העומס, ולכן חיבור עומס לא תקין עלול לפגוע ביעילות מגבר ההספק וכן ביציבות.

רמקול רם הוא עומס עצום אשר משמש כעומס אינדוקטיבי והתנגדות. מגבר הספק מספק פלט AC, בשל כך עכבה של הרמקול היא גורם קריטי להעברת כוח נכונה.

עכבה היא ההתנגדות היעילה של מעגל אלקטרוני או רכיב לזרם חילופין, אשר נובע מהאפקטים המשולבים הקשורים להתנגדות אוכמית ותגובה.

באלקטרוניקה שמע, סוגים שונים של רמקולים זמינים בהספק שונה עם עכבה שונה. ניתן להבין בצורה הטובה ביותר את עכבת הרמקולים באמצעות הקשר בין זרימת מים בתוך צינור. רק תחשוב על הרמקול כצינור מים, המים הזורמים דרך הצינור הם אות השמע המתחלף. כעת, אם הצינור היה גדול יותר בקוטר, המים יזרמו בקלות דרך הצינור, נפח המים יהיה גדול יותר, ואם נקטין את הקוטר, פחות מים יזרמו דרך הצינור, כך שנפח המים יהיה נמוך יותר. הקוטר הוא האפקט שנוצר על ידי העמידות והתגובה האוהמית. אם הצינור יגדל בקוטרו, העכבה תהיה נמוכה,כך שהרמקול יכול לקבל יותר וואט והמגבר יספק תרחיש העברת הספק יותר ואם העכבה תגבר אז המגבר יספק פחות כוח לרמקול.

ישנן אפשרויות שונות, כמו כן ניתן להשיג פלח שונה של רמקולים בשוק, בדרך כלל עם 4 אוהם, 8 אוהם, 16 אוהם, ו -32 אוהם, מתוכם 4 ו -8 רמקולים זמינים באופן נרחב במחירים זולים. כמו כן, עלינו להבין כי מגבר בעל 5 ואט, 6 ואט או 10 ואט ואפילו יותר הוא הספק RMS (ריבוע ממוצע של שורש), המועבר על ידי המגבר לעומס ספציפי בפעולה רציפה.

לכן עלינו להקפיד על דירוג הרמקולים, דירוג המגברים, יעילות הרמקולים ועכבה.

בניית מגבר פשוט 25W

בהדרכות הקודמות שלנו, יצרנו מגבר 10 וואט באמצעות מגבר אופטר וטרנזיסטור כוח. אך לצורך הדרכה זו, נבנה מגבר כוח 25W שיניע רמקול עכבה בעל 4 אוהם. אנו נשתמש במגבר כוח ספציפי לשם כך. בחרנו את מגבר הספק TDA2040 IC.

בתמונה לעיל, TDA2040 מוצג. הוא זמין ברוב החנויות המקוונות הגנריות וכן ב- eBay. החבילה נקראת חבילת ' Pentawatt ' עם 5 סיכות פלט. דיאגרמת ה- pinout היא די פשוטה וזמינה בגיליון הנתונים,

הכרטיסייה מחוברת לסיכה 3 או ל- –Vs (מקור אספקה ​​שלילי). שלא לדבר על כך, גוף הקירור המחובר ללשונית מקבל גם הוא את אותו החיבור.

אם נבדוק את גליון הנתונים, נוכל לראות גם את התכונות של מגבר כוח IC זה

התכונות של ה- IC די טובות. הוא מספק הגנה מפני קצר חשמלי לקרקע. כמו כן, הגנה תרמית תספק תכונות בטיחות נוספות עקב מצב עומס יתר. כפי שאנו רואים ה- TDA2040 מסוגל לספק פלט של 25 וואט לעומס של 4 אוהם אם מחובר ספק כוח מפוצל עם יציאת +/- 17 וולט. במקרה כזה, ה- THD (עיוות הרמוני מוחלט) יהיה 0.5%. באותה תצורה, אם נקבל פלט הספק של 30 וואט, ה- THD יהפוך ל -10%.

כמו כן, קיים גרף נוסף בגליון הנתונים המספק את הקשר בין מתח האספקה ​​לבין הספק המוצא.

אם אנו רואים את הגרף, אנו יכולים להשיג יותר מ 26 וואט הספק יציאה אם ​​נשתמש באספקת חשמל מפוצלת עם יותר מ 15 וולט. אז בואו נגרום למגבר הכוח לעבוד עם רמקול עכבה בעל 4 אוהם ב 25 וואט מבלי להתפשר על ה- THD.

רכיבים נדרשים

כדי לבנות את המעגל אנו זקוקים לרכיבים הבאים-

1. לוח ורו (ניתן להשתמש בכל אחד מנוקד או מחובר)
2. מלחם
3. חוט הלחמה
4. כלי חשפנית ניפר וחוט
5. חוטים
6. גוף קירור מאלומיניום
7. אספקת חשמל 17V מסילה למסילה עם מסלול כוח 17V GND -17V
8. 4 אוהם רמקול 25 ואט
9. נגד 4.7R 1/2 ואט
10. 680R נגד 1/4 ^ה ואט
11. נגד 22k
12. נגד 10k
13. קבלים 100nF /.1uF 4 יחידות
14. קבל 22uF
15. TDA2040

תרשים מעגל מגבר שמע 25 ואט והסבר

הסכימטי של מגבר שמע 25 וואט הוא די פשוט; ה- TDA2040 מגביר את האות ומספק הספק של 25 וואט RMS לרמקול 4 אוהם. C4 ו- C5 המשמשים כקבל מסנן לניתוק. C1 ו- R1 משמשים כמסנן. R2, R3 ו- C2 מספקים את המשוב הדרוש למגבר הכוח. R4 ו- C3 הם המעגל הצנוע כדי להדק את המשוב מהעומס ההשראי (רמקול רם).

בדיקת מעגל המגבר 25 ואט

השתמשנו בכלי הדמיית פרוטאוס לבדיקת תפוקת המעגל; מדדנו את התפוקה באוסילוסקופ הווירטואלי. תוכלו לבדוק את סרטון ההדגמה השלם המופיע להלן

אנו מפעילים את המעגל באמצעות +/- 17 וולט והאות הסינוסי קלט מסופק. האוסצילוסקופ מחובר על פני הפלט כנגד עומס של 4 אוהם בערוץ A (צהוב) ואות הקלט מחובר על פני ערוץ B (כחול).

אנו יכולים לראות את ההבדל ביציאה בין אות הכניסה לפלט המוגבר בסרטון: -

כמו כן, בדקנו את הספק ההספק, מגבר הספק תלוי מאוד בדברים מרובים, כפי שפורט קודם. זה תלוי מאוד בעכבת הרמקולים, ביעילות הרמקולים, ביעילות המגברים, בטופולוגיות הבנייה, בעיוותים הרמוניים מוחלטים וכו '. לא יכולנו לקחת בחשבון או לחשב את כל הגורמים האפשריים שיוצרים תלות במתח המגבר. מעגל החיים האמיתיים שונה מהסימולציה מכיוון שיש צורך לקחת בחשבון גורמים רבים בעת בדיקת או בדיקת הפלט.

חישוב הספק מגבר

השתמשנו בנוסחה פשוטה לחישוב הספק המגבר -

מתח מגבר = V ² / R

חיברנו רב-מטר מתח לרוחב הפלט. מתח AC המוצג ברב-מטר הוא מתח AC לשיא.

סיפקנו אות סינוסי בתדר נמוך מאוד של 25-50 הרץ מעטים. כמו בתדירות נמוכה, המגבר יעביר יותר זרם לעומס והמולטימטר יוכל לזהות את מתח ה- AC כראוי.

המולטימטר הראה + 10.1 וולט AC. אז, לפי הנוסחה, הפלט של מגבר ההספק בעומס של 4 אוהם הוא

מגבר חלש = 10.1 ² /4 חלשות מגבר = 25.50 (25W כ)

דברים שכדאי לזכור בעת בניית מגבר 25w

בעת בניית המעגל, מגבר הכוח TDA2040 צריך להיות מחובר כראוי עם גוף הקירור. גוף קירור גדול יותר מספק תוצאה טובה יותר. כמו כן, טוב להשתמש בקבלים מסוג תיבות מדורגות בכיתה אודיו לקבלת תוצאה טובה יותר.

זו תמיד בחירה טובה להשתמש ב- PCB ליישום הקשור לאודיו. הדרך הטובה ביותר לבנות את ה- PCB היא על ידי הפניה להנחיות יצרן IC. קיים עיצוב PCB ייחוס בגליון הנתונים של TDA2040.

בתמונה שלמעלה מוצג מעגל לדוגמא עם פריסת ה- PCB. עדיף להישאר עם פריסת הייחוס, והיא ביחס של 1: 1. זה יקטין את צימוד הרעש בפלט.

כמו כן, נסה להשתמש ברמקול בעל יעילות גבוהה יותר של 4 אוהם עם הספק מתאים לנהיגה עם מגבר כוח זה.