Veľmi dôležitou súčasťou Sound Electronics je Výkonový zosilňovač . Jeho hlavnou úlohou je zvýšiť amplitúdu výkonu daného vstupného signálu. Zosilňuje výkon vstupného signálu tak, aby bol schopný riadiť záťaž ako reproduktory alebo slúchadlá atď. Normálne zosilňovače, ktoré sa používajú na zosilnenie napätia striedavého signálu, nie sú schopné poskytnúť prúd. to znemožňuje riadenie nákladu. Výkonový zosilňovač však poskytuje tento potrebný prúd, ktorý je potrebný na riadenie výstupného zaťaženia.
Obvod zosilňovača zvuku
V tomto článku sa chystáme navrhnúť 10 W zosilňovač, ku ktorému bude ako záťaž pripojený 8-ohmový reproduktor. Požadovaný výkon sa do záťaže dodá pomocou operačného zosilňovača IC LF351 a dvoch výkonových tranzistorov TIP127 a TIP122.
Ako navrhnúť obvod výkonového zosilňovača pomocou výkonových tranzistorov?
Teraz, keď už vieme abstrakt nášho projektu, posuňme sa ďalej a po vytvorení zoznamu komponentov obvod otestujme.
Krok 1: Zhromaždenie komponentov
Pred začatím projektu musí človek vedieť, aké komponenty bude potrebovať pri práci, či už ide o hardvérovú súčasť alebo počítačový softvér. Vynikajúcim prístupom, ktorý je možné prijať pri začatí projektu, je vytvoriť kompletný zoznam všetkých komponentov, ktoré použije v konkrétnom projekte. Ak máme tento zoznam komponentov, môžeme pri práci na projekte ušetriť veľa času. Kompletný zoznam komponentov, ktoré v tomto projekte použijeme, je uvedený nižšie:
- Hliníkový chladič
- 8 ohmový 10 Wattový reproduktor
- 4,7k-ohmový rezistor (x3)
- 200-ohmový rezistor (x2)
- Rezistor 3,3k-ohm
- Kondenzátor 10pF
- Kondenzátor 82uF
- 2 pinové konektory (x2)
- 12V variabilný zdroj napájania
- Veroboard
- Pripojovacie vodiče
Krok 2: Návrh obvodu
Výkonový zosilňovač je zvyčajne posledný blok v reťazovom systéme zosilňovača. Je priamo pripojený k záťaži. Zosilňovače a predzosilňovače regulátora napätia zvyčajne zosilňujú vstupný signál pred jeho odoslaním do výkonového zosilňovača.
V systémoch zosilňovača zvuku sa väčšinou používa hlasitý reproduktor. Impedancia záťaže hrá dôležitú úlohu vo výstupe výkonového zosilňovača. Pri pripájaní na výstupnú svorku obvodu je teda potrebné zvoliť správne zaťaženie.
LM351 je integrovaný obvod, ktorý bude zosilňovať vstupný signál. Používajú sa dva výkonové tranzistory, ktoré zabezpečia potrebné zosilnenie výkonu. Tranzistory priamo odoberajú energiu z napájacieho zdroja a dávajú ich záťaži. Pretože je vstupný signál striedavý, zmení sa jeho polarita. Takže obidva tranzistory pomôžu zaistiť zosilnenie výkonu na opačnom póle, t. J. TIP127 zabezpečí zosilnenie výkonu na kladný vrchol a záporný vrchol zabezpečí zosilnenie výkonu na TIP122.
Krok 3: Simulácia okruhu
Ako vieme, máme kompletný zoznam všetkých komponentov, ktoré v tomto projekte použijeme, posuňme sa o krok vpred a otestujeme obvod. Pred vytvorením tohto obvodu na hardvéri si najskôr urobme simuláciu tohto obvodu na počítačovom softvéri. Simulácia obvodu v softvéri pred jeho implementáciou do hardvéru je vynikajúci prístup, pretože nám zaručuje, že obvod funguje úplne v poriadku a ak existujú určité nevýhody, je možné ich okamžite opraviť v počítači. Softvér, ktorý nebudeme používať na účely simulácie, je Proteus. Tento softvér nám umožňuje navrhnúť obvod v počítači a otestovať jeho výstup príslušným vstupom. Ak chcete simulovať obvod, vykonajte nasledujúce kroky:
- Ak tento softvér ešte nemáte v počítači nainštalovaný, kliknite tu stiahnuť.
- Po nainštalovaní softvéru ho otvorte a kliknutím na ikonu ISIS tlačidlo.
ISIS
- Práve sa otvorila nová schéma. Klikni na P tlačidlo na otvorenie ponuky komponentov.
Nová schéma
- V ľavom hornom rohu sa zobrazí okno s vyhľadávacou lištou. Vyhľadajte komponent, ktorý musíte použiť v projekte.
Výber komponentov
- Po výbere všetkých komponentov sa vám na ľavej strane obrazovky zobrazí kompletný zoznam.
Zoznam komponentov
- Vytvorte schému zapojenia, ako je uvedené nižšie.
Schéma zapojenia
- Teraz kliknite na vstupnú svorku a nastavte amplitúdu striedavého signálu na 1 V a frekvenciu na 50 Hz.
Nastavte AC signál
- Teraz vymeňte reproduktor za 8-ohmový odpor. Umiestnite osciloskop na schému a pripojte jeho svorku A k vstupu a svorku B k výstupu.
Pripojovací osciloskop
- Teraz spustite simuláciu. Preskúmajte výstupné vlny. Všimnete si, že výstupná vlna bude mať väčšiu amplitúdu.
Výkon
Krok 4: Vytvorenie obvodu
Teraz, keď sme simulovali obvod, urobme hardvér tohto projektu na Veroboarde. Ak chcete tento obvod implementovať do hardvéru, vykonajte nasledujúce kroky. Je potrebné mať na pamäti jednu vec, že všetky komponenty musia byť umiestnené blízko seba a obvod by mal byť kompaktný.
- Vezmite Veroboard a jeho stranu potrite medeným povlakom škrabkou.
- Teraz umiestnite komponenty opatrne a dostatočne blízko, aby sa obvod obvodu nestal príliš veľkým
- Opatrne urobte pripojenia pomocou spájkovačky. Ak pri vytváraní spojov dôjde k chybe, pokúste sa spojku odpájať a spojku opäť správne spájkovať, nakoniec však musí byť spoj utiahnutý.
- Po vykonaní všetkých spojení vykonajte skúšku spojitosti. V elektronike je testom kontinuity kontrola elektrického obvodu s cieľom skontrolovať, či prúd tečie požadovanou cestou (či je to s istotou úplný obvod). Skúška spojitosti sa vykonáva nastavením malého napätia (zapojeného v súprave s diódou LED alebo rozruchom vytvárajúcim súčasť, napríklad piezoelektrický reproduktor) vybraným spôsobom.
- Ak test spojitosti vyhovuje, znamená to, že obvod je primerane vyrobený podľa želania. Teraz je pripravený na testovanie.
- Pripojte kladnú a zápornú svorku napájacieho zdroja v obvode. a nastavte gombík napájacieho zdroja na 12V.
- Pripojte AC vstup do vstupného terminálu a preskúmajte zvuk produkovaný reproduktorom.
Takže to bol celý postup výroby obvodu výkonového zosilňovača. Teraz si tento okruh môžete vychutnať doma.
