Cele mai bune 5 circuite de amplificator de 40 de wați explorate

În această postare vom vorbi despre 5 circuite amplificatoare Hi-Fi de 40 de wați remarcabile, ușor de construit, cu distorsiuni reduse, care pot fi actualizate în continuare la o putere mai mare prin intermediul unor modificări minore.

Acest articol mi-a fost contribuit prin e-mail de către un adept dedicat

Deși este posibil să găsiți mai multe module de ieșire hibride disponibile, aproape nici unul dintre acestea nu este capabil să îmbine simplitatea cu accesibilitatea, împreună cu performanța generală excelentă.

Unul dintre acestea este cipul SGS TDA2030 utilizat în amplificatorul actual. Dispunerea amplificatorului este simplă: un opamp de putere însoțit de doi tranzistori de ieșire legați de punte. Semnalul audio este dat intrării neinversibile a puterii opamp lC1 prin mufa K1 și condensatorul C1.

Curentul de alimentare către IC oscilează în funcție de semnalul de intrare.

Datorită acestui fapt, prezintă o cădere de tensiune la fel de schimbătoare în jurul rezistențelor R6, R7. R8 și R9 având în vedere că acestea se află în liniile sursă către opamp. Atâta timp cât curentul este sub 1 A, căderea de tensiune peste rezistențe va fi inadecvată pentru a porni tranzistoarele T1 și T2. Ceea ce înseamnă că ieșirile de până la 2 W în difuzoarele de 4 Ohm sunt furnizate în totalitate de opamp.

De îndată ce curentul de ieșire devine mai mare de un nivel de 1 A, tranzistoarele sunt pornite și consolidează puterea de ieșire a amplificatorului.

Dacă semnalul de intrare este scăzut, rezultă un curent de repaus insuficient prin tranzistor, totuși, deoarece acest lucru se întâmplă prin rețeaua crossover opamp, problemele sunt în cele din urmă evitate.

IC oferă suplimentar compensare termică și, prin urmare, asigură stabilitatea garantată a punctului de funcționare.

Tensiunea de alimentare poate varia între 12 V și un maxim absolut de 44 V. Construirea amplificatorului pe PCB trebuie să fie ușoară.

Tranzistoarele împreună cu circuitul integrat trebuie instalate și izolate pe un radiator de aproximativ 2 k W-1. Aplicați o mulțime de compozit care conduce conductele de căldură. Linia de alimentare trebuie protejată de o siguranță de 3,15 A. linia trebuie protejată de o siguranță de 3,15 A.

Diagrama circuitului

Design PCB

Lista de componente

Rezistoare, toate 1/4 watt 5% dacă nu se specifică

• R1 la R4 = 100K
• R5 = 8k2
• R6 la R9 = 1,4 ohm 1%
• R10 = 1 ohm

Condensatoare

• C1 = 470 nF
• C2 = 10uF, 63V radial
• C3 = 4.7uF, 63V radial
• C4, C5, C7 = 220 nF MKT sau ceramică
• C6 = 2200uF, 50V radial

Semiconductori

• D1, D2 = 1N4007
• T1 = BD712
• T2 = BD711
• IC1 = TDA2030

Diverse

• K1 = mufă audio sau mufă
• Radiator = 2K W ^ -1
• Șaibe izolatoare etc. pentru IC1, T1, T2

Specificatii tehnice

Tensiune de funcționare: 44V maxim

Putere de ieșire = 22 W în difuzor de 8 Ohm și 40 de wați în difuzor de 4 Ohm cu THD = 0,1%

Diagrama de distorsiune armonică

• 1 kHz în 8 ohmi la 11 wați = 0,012%
• 1 kHz în 4 ohmi la 20 wați = 0,032%
• 20 kHz în 8 ohmi la 11 wați = 0,074%
• 1 kHz în 8 ohmi la 1 watt = 0,038%
• 1 kHz în 4 ohmi la 1 watt = 0,044%
• Curent = 38mA aproximativ Quiscent
• Eficiență = 8 Ohm 62,5%
• Sarcină maximă = 4 Ohm 64%

2) Amplificator de 40 W utilizând IC LM391

Cel de-al doilea design este un amplificator de putere medie puternic, fără pretenții, care poate fi adaptat în mod specific pentru a fi utilizat în amplificatoare portabile de tip „combo”, care sunt populare printre chitariști și artiști de muzică jazz.

Amplificatorul este un amestec eficient de un driver audio încorporat IC LM391-80 și o etapă de ieșire a puterii push-pull construită cu tranzistoare bipolare.

Câteva aspecte unice ale designului sunt revizuite mai jos.

NTC, care este în contact fizic cu tranzistoarele de ieșire de putere, permite LM391 să oprească etapa de alimentare atunci când aceasta se supraîncălzește. Punctul de plecare al acestei siguranțe termice este situat la un curent NTC de aproximativ 200 pA.

Condensatorul electrolitic care pune la pământ NTC acționează pentru a prezenta un „pornire ușoară”, adică pentru a evita un clic zgomotos sau un alt zgomot de confuzie de la difuzor atunci când amplificatorul este pornit.

S-ar putea părea că protecția este mult prea sensibilă și, prin urmare, ar putea fi necesare unele încercări și erori pentru valoarea R4 sau cea a NTC. Este ușor să aplicați feedback în amplificator prin conectarea R23 la rețeaua de linie C5-R7.

Celelalte componente, împreună cu R10 decid răspunsul în frecvență al amplificatorului, care ar putea necesita reglaj fin pentru a îndeplini cerințe specifice. Numerele componentelor prezentate în acest articol pot fi totuși în regulă pentru majoritatea aplicațiilor.

Rezultatul experimentării cu diferite valori ale C5 și R7 este ușor de determinat (sau auzit) prin scurtcircuitarea scurtă a lui R23. Pentru difuzoarele de 4 Ohm, R23 trebuie redus la 0,18 Ohm. Din păcate, LM391-80 este vulnerabil la oscilație, care trebuie ținut sub control prin componentele RX, C6, C8 și C9 (în multe cazuri, C6 ar putea fi eliminat).

Rezistorul RX minimizează în mod specific câștigul în buclă deschisă. Dacă se folosește RX, Ry trebuie atașat pentru a compensa tensiunea deconectată rezultată. Componentele R22 și C12 constituie o rețea Boucherot care funcționează pentru stabilizarea amplificatorului la frecvențe înalte. Intrarea amplificatorului trebuie să fie acționată de o sursă cu impedanță redusă, care să poată emite semnale audio de nivel „linie” (0 dB].

Rețeaua R1-C1 atenuează amplitudini peste 50 kHz aproximativ. Curentul de repaus al amplificatorului este definit de presetarea P1. Reglați acest control la 0 Ohm la început și reglați-l până când se stabilește un curent de repaus de 50 mA.

Puteți crește acest lucru la 400 mA în cazul în care căutați distorsiuni reduse. Tranzistoarele de putere sunt toate poziționate în aceeași secțiune a PCB-ului pentru a putea fi fixate pe un radiator comun, împreună cu NTC.

Radiatorul trebuie să fie destul de mare, cu o rezistență termică de 1 K Wsl sau mai mică. Observați că L1 este format din 20 de ture de 0,8 mm dia. sârmă de cupru emailată înfășurată în jurul R21. C9 este un condensator ceramic.

Diagrama circuitului

Date tehnice

Acum să verificăm câteva date testate:

Cu tensiune de alimentare: 35 V R23 scurtcircuitat:

Lățime de bandă de 3 dB (8 Q]: aproximativ 11 Hz până la 20 kHz

THD (distorsiune armonică tranzitorie) la 1 kHz:. 1 W în 8 Ohm: 0,006% (Iq = 400mA) 1 W în 8 Ohm: 0,02% (Iq = 50 mA) 65 W în 8 Ohm: 0,02% (Um = 873 mV) 80 W în 4 Ohm: 0,2% ( Um = 700 mV nivel de debut al limitei de curent).

PCB și aspectul componentelor

Lista de componente

3) Amplificator de putere de 40 de wați utilizând IC LM2876 de la Texas Instruments

Al treilea design este încă un alt circuit de amplificator de putere Hi-Fi de 40 de wați care folosește un singur cip LM2876 pentru a furniza cantitatea specificată de putere muzicală printr-un difuzor de 8 ohmi.

IC LM2876 este un cip amplificator audio de înaltă calitate, care este conceput pentru a gestiona în mod continuu 40 de wați de putere medie la un difuzor de 8 Ohm cu un THD de 0,1% și un interval de frecvență de la 20 Hz la 20 kHz.

Performanța acestui IC este mult mai bună decât alte IC-uri hibride datorită caracteristicii sale încorporate numite circuitele de control al temperaturii instantanee Self Peak sau SPiKe.

„SPiKe” include o protecție completă a cipului împotriva supratensiunii de ieșire, subtensiunii, supraîncărcării și scurtcircuitelor accidentale.

IC LM2876 prezintă un raport semnal-zgomot excelent peste 95 dB, garantând claritate și reproducere excelentă a sunetului la nivel Hi-Fi.

Diagrama Pinout a LM2876

Diagrama circuitului

Schema completă a circuitului acestui amplificator de 40 de wați bazat pe LM2876 este prezentată mai jos:

Pentru mai multe informații despre acest lucru, vă rugăm să vizitați foaie tehnică a CI

4) Circuit amplificator stereo de 40 de wați utilizând IC TDA7292

Până acum am discutat despre amplificatoare cu ieșire mono de 40 de wați, însă acest al patrulea circuit din listă este conceput pentru a oferi o ieșire stereo de 40 + 40 de wați printr-un singur chip IC TDA7292. Deci, dacă sunteți în căutarea unei versiuni stereo a amplificatorului de 40 de wați, acest design vă va îndeplini cerințele foarte ușor.

Acest remarcabil amplificator stereo cu un singur chip este fabricat de ST microelectronică .

Circuitul nu necesită componente și ar putea fi configurat rapid folosind un PCB bine conceput, care este furnizat în fișa tehnică.

Caracteristici principale

• Gama largă de tensiune de alimentare (de la +/- 12 V ± 33 V)
• Funcționează cu alimentare dublă pentru o putere de ieșire optimă
• Proiectat pentru a furniza putere totală de ieșire 40 W + 40 W în 8 Ω cu tensiune de alimentare = ± 26 V și distorsiune armonică totală nu mai mare de = 10%
• Sunetul „pop” eliminat intern când alimentarea este pornită / oprită
• Oferiți o opțiune Mute care este, de asemenea, („pop” -free)
• Când pinul Mute este împământat, IC-ul intră într-un consum redus de așteptare.
• Intern IC-ul este protejat la scurtcircuit, ceea ce înseamnă că IC-ul nu va arde sau se va deteriora când ieșirea este scurtcircuitată accidental sau este supraîncărcată.
• De asemenea, IC-ul are o protecție termică încorporată, astfel încât supraîncălzirea nu va deteriora IC-ul.

Schema circuitului complet

Evaluare maximă absolută

Următoarele sunt valoarea absolută maximă a IC TDA7292, care nu trebuie depășită pentru a proteja IC-ul de a se deteriora definitiv:

• Tensiune de alimentare DC ± 35 V
• (Eu_SAU) Curent de vârf de ieșire (limitat intern) 5 A
• (P_{pana cand}) Disiparea puterii Tcase = 70 ° C 40 W
• (T_pe) Temperatura de funcționare -20 până la 85 ° C
• (T_j) Temperatura de joncțiune -40 până la 150 ° C
• (T_stg) Temperatura de depozitare -40 până la 150 ° C

Referință: Pentru mai multe detalii și designul complet al PCB-ului, puteți face referire la foaie de date originală a CI.

5) Amplificator de 40 de wați cu doar tranzistoare

Toate proiectele explicate mai sus sunt dependente de circuite integrate și știm cu toții cât de ușor pot fi depășite aceste IC-uri în orice moment al timpului. Poate că cel mai bun mod de a avea un design universal de amplificator veșnic verde este să îl aveți sub formă de versiune discretă tranzistorizată, așa cum se arată în acest al cincilea design final:

Aceasta este de fapt versiunea scurtată a popularului amplificator de 100 de wați de pe acest site. Acesta a fost simplificat prin îndepărtarea a câteva mosfete și reducerea alimentării la 24V.

Piesele indicate în circuitul amplificator de 40 de wați tranzistorizat de mai sus par puțin neconvenționale și s-ar putea să nu fie ușor disponibile pe piață. Cu toate acestea, frumusețea acestor versiuni tranzistorizate este că componentele active pot fi ușor înlocuite cu valori echivalente. De asemenea, pentru acest design putem găsi echivalentele corespunzătoare și le putem înlocui aici pentru a obține aceleași rezultate impecabile.

Amplificatorul este proiectat superb de inginerii Hitachi pentru a oferi o claritate remarcabilă, cu distorsiuni minime. L-am testat și am fost destul de încântat de gama sa mare de putere reglabilă și de o calitate excepțională a ieșirii.

Pentru întreaga listă de piese vă rugăm să vizitați Acest articol.