DIY 2.1 Hi-Fi-Audioverstärker der Klasse AB - Unter 5 US-Dollar - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Hallo allerseits! Heute zeige ich Ihnen, wie ich einen Audioverstärker für ein 2.1-Kanal-System (links-rechts und Subwoofer) gebaut habe. Nach fast einem Monat Recherche, Design und Tests habe ich dieses Design entwickelt.

In diesem anweisbaren werde ich Sie durch den Verstärker-Design-Prozess führen. Zunächst zeige ich Ihnen, wie Sie den perfekten IC für Ihr Projekt auswählen. Dann zeige ich Ihnen, wie Sie die richtigen Werte für alle Komponenten in der Schaltung finden und wie Sie die Verstärkung und andere Parameter ändern. Zum Schluss werde ich Ihnen einige Tipps geben, um jede Art von Rauschen zu entfernen.

Nach dem Durchlaufen der gesamten Anleitung kann jeder seinen eigenen Verstärker für verschiedene Anwendungen entwerfen. Ich werde versuchen, dieses instructable so kurz wie möglich und für jeden leicht verständlich zu machen.

Okay genug für die Einführung. Lass uns anfangen

Schritt 1: IC für Verstärker auswählen

Okay, jeder kann zwischen verschiedenen Optionen für Audioverstärker-ICs verwechseln. Es ist eine schwierige Aufgabe, mehrere Datenblätter durchzugehen. Hier ist also eine Zusammenfassung meiner Analyse für einige berühmte ICs in Indien.

Top-Audioverstärker-ICs:

1. TDA7294 Datenblatt

• 100V - 100W DMOS Audioverstärker mit Stummschaltung
• Kurzschlussschutz
• Kann 200 W parallel bereitstellen

2. LM3886 Datenblatt

• Leistungsstarker 68-W-Audio-Leistungsverstärker mit Stummschaltung
• Großer Versorgungsbereich 20V - 94V
• Signal-Rausch-Verhältnis ≥ 92 dB
• Beste Tonqualität

3. LA4440/CD4440 Datenblatt

• Eingebaute 2 Kanäle (Dual) für die Verwendung in Stereo- und Brückenverstärkeranwendungen.
• Dual: 6 W × 2 (typ.); Brücke: 19 W (typ.)
• Mindestanzahl erforderlicher externer Teile

4. TDA2050Datenblatt

• 32 W HiFi-Audioverstärker
• Weitbereichsversorgungsspannung, bis 50 V
• Günstig und einfach zu ersetzen

5. TDA2030Datenblatt

• 14 W HiFi-Audioverstärker
• Weitbereichsversorgungsspannung, bis 36 V
• Günstig und einfach zu ersetzen
• Überbrückbar für mehr Leistung

Berücksichtigen Sie bei der Auswahl eines ICs Ihre Erwartungen an den Verstärker und den Zweck Ihres Projekts. Wenn Sie einen Hochleistungsverstärker mit der besten Klangqualität seiner Klasse suchen, dann entscheiden Sie sich für TDA7294 oder LM3886. Wenn Sie jedoch nur einen 5-W-, 10-W- oder 20-W-Lautsprecher betreiben möchten, sind die 4. und 5. Option am besten für Sie. Sie können auch LA4440 in Betracht ziehen, wenn Sie eine einfachere Schaltung wünschen (sowohl linker als auch rechter Kanal in einem einzigen IC).

Im Allgemeinen sollten Sie einen Verstärker auswählen, der eine Leistung liefert, die der doppelten Nennleistung des Lautsprechers entspricht. Dies bedeutet, dass ein Lautsprecher mit einer Impedanz von 8 Ohm und einer Nennleistung von 5 Watt einen Verstärker benötigt, der 10 Watt an einer 8-Ohm-Last erzeugen kann. Für ein Stereo-Lautsprecherpaar sollte der Verstärker eine Nennleistung von 10 Watt pro Kanal an 8 Ohm haben.

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Schritt 2: Teile und Werkzeuge

Ich möchte zwei 5-W-Lautsprecher für den linken und rechten Kanal ansteuern, die ich aus einem alten CRT-Fernseher extrahiert habe. Also, TDA2030 ist das Beste für mich, aber Sie können TDA2050 auch zum Erstellen von linken und rechten Kanälen wählen.

Werkzeuge -

1. Multimeter
2. Lötstation
3. Heißklebepistole
4. Zange
5. Cutter
6. Schrumpfschlauch

Für TDA2030 Stereo-Verstärker (links + rechts) -

1. TDA2030 (2)
2. Lautsprecher (2)
3. Vorstand
4. 3,5-mm-Stereo-Klinke
5. 1N4007 Diode (2*2)
6. Potentiometer oder Trimpot 10K/22K (2)
7. Potentiometerknopf (optional)
8. Widerstand 10(1*2), 100k(4*2), 3,7k(1*2)
9. Keramikkondensator 100nF(2*2)
10. Elektrolytkondensator 1uF(1*2), 100uF(1*2), 2uF(1*2), 22uF(1*2), 2200uF(1*2)
11. Stromversorgung: Transformator oder DC-Adapter 12V 2Amp(min)
12. Kühlkörper (2)

Für TDA2050 Subwoofer -

1. TDA2050 (1)
2. Subwoofer (1)
3. Vorstand
4. Potentiometer oder Trimpot 10K/22K (1)
5. Potentiometerknopf (optional)
6. Widerstand 10(1), 100k(4), 3,3k(1)
7. Keramikkondensator 100nF(2)
8. Elektrolytkondensator 1uF(1), 1000uF(2), 2uF(1*2), 22uF(1)
9. Stromversorgung: Transformator oder DC-Adapter 24V 2Amp (empfohlen)
10. Kühlkörper

Für Tiefpassfilter -

1. RC4558 (1)
2. Widerstand: 100K(2), 560(2), 22K(1)
3. Kondensator: 1uF(1), 104j(2)
4. Split-Netzteil 9V bis 12V

Beginnen wir nun mit dem TDA2030 Verstärker.

Schritt 3: Stereoverstärkerschaltung

Laut Datenblatt kann der TDA2030 9 Watt an 8--Lautsprecher mit 0,5% Verzerrung an einem 14-V-Netzteil ausgeben.

Tatsächlich können Sie für fast jeden IC im Datenblatt eine grundlegende Anwendungsschaltung erhalten. Im Datenblatt des TDA2030 gibt es zwei Stromkreise, einen mit einem einzelnen Netzteil und einen anderen mit einem geteilten Netzteil. Sie können jede beliebige Schaltung nach Ihren Bedürfnissen auswählen. Ich werde eine einzelne Stromversorgungsschaltung verwenden, da ich sie über einen 12-Gleichstrom-Adapter mit Strom versorgen werde. Für das Split-Netzteil benötigen Sie einen 12-0-12 Transformator.

Lassen Sie uns zunächst die Schaltung simulieren. So konnten wir sehen, wie es funktioniert. Der Schaltplan wurde mit Proteus erstellt.

Testen Sie alles und stellen Sie sicher, dass Ihre Schaltung funktioniert, bevor Sie mit dem Löten beginnen.

Hinweis: Die Drähte C2 und R7 sind nicht angeschlossen. (Simulations-Abb.)

Schritt 4: Ändern der Schaltung

Lassen Sie uns die besten Werte für die Komponenten in der Schaltung herausfinden. Ich verwende das obige Schema, das mit dem im Datenblatt identisch ist, jedoch mit einigen Änderungen, um Verstärkung, Bandbreite einzustellen und Rauschen herauszufiltern.

1. Gewinn

Die Schaltung im Datenblatt hat eine Verstärkung von 33 und verursacht Verzerrungen. Eine gute Verstärkung für das Hören zu Hause liegt zwischen 27 und 30 dB. Diese Einstellung ist nicht hoch genug, um Verzerrungen zu verursachen, und bietet Ihnen einen guten Lautstärkebereich.

Verstärkung = 1+R1/R2wenn R1 = 100kdann, R2 = 3,7k

2. Das Zobel-Netzwerk

Ein Zobel-Netzwerk hilft, Schwingungen zu vermeiden, die durch die parasitäre Induktion von Lautsprecherkabeln entstehen können. Es wirkt auch als Filter, um zu verhindern, dass von den Lautsprecherkabeln aufgenommene Funkstörungen über die Rückkopplungsschleife zum invertierenden Eingang gelangen. C6 und R8 bilden am Ausgang des Verstärkers ein Zobel-Netzwerk.

C6 = 100 nF und R8 = 10 Ohm, was eine Grenzfrequenz (fc) von:

fc = 1/(2*pi*R*C)fc = 159KHz

159 kHz liegt über der 20-kHz-Grenze des menschlichen Gehörs und deutlich unter den Funkfrequenzen, daher funktionieren diese Werte gut. Wenn der Verstärker schwingt, leitet R6 hohe Ströme zur Erde, daher sollte er eine Nennleistung von mindestens 1 Watt haben.

3. Bass

Kondensator C7 in der Abb. wird verwendet, um den Bass für die Lautsprecher einzustellen, ein höherer Kondensatorwert verbessert die Basswiedergabe der Lautsprecher. Sie können auch einen variablen Kondensator verwenden, um den Bass manuell zu ändern. (Dieser Bass hat nichts mit Subwoofer zu tun)

Tipp: Als ich diesen Verstärker gebaut habe, bezweifle ich, warum wir diese zusätzlichen Kondensatoren und Widerstände verwenden, was sie tun und was, wenn wir sie entfernen. Sie können diese Fragen nicht ignorieren, wenn Sie ein Elektronik-Enthusiast sind. Gehen Sie Seite 10 Abschnitt 4.3 im Datenblatt durch, um eine grobe Vorstellung zu bekommen.

Aber ich kann dieses tolle Tutorial von Circuit Basics wärmstens empfehlen. In diesem Artikel werden alle erforderlichen Details ausführlich behandelt.

Hinweis: Ich werde die obige Abb. in den nächsten Schritten als Referenz verwenden.

Schritt 5: 3,5-mm-Buchse anschließen

Wenn Sie ein Audiokabel (mit Klinke) oder Kopfhörer haben, ist das Multimeter die beste Option, um die Konnektivität zu überprüfen und die G-L-R-Konnektivität herauszufinden. Wenn Sie kein Audio-Klinkenkabel haben, können Sie männliche oder weibliche Anschlüsse verwenden.

Verbinden Sie den 3,5-mm-Klinkenstecker mit dem Telefon und die anderen seitlichen offenen Drähte mit dem Verstärker. Verstärker von links nach links und Verstärker von rechts nach rechts mit gemeinsamer Masse.

Überprüfen Sie die beigefügten Fotos als Referenz.

Schritt 6: Aufbau des Verstärkers

Beginnen Sie mit dem Bauen mit nur einem Kanal unseres Stereoverstärkers. Bauen Sie die Schaltung sorgfältig auf dem Perfboard auf. Sie können die Hilfe der im Datenblatt verfügbaren PCB-Designs in Anspruch nehmen. Wenn Sie Zweifel haben, können Sie zuerst ein Steckbrett verwenden, um die Schaltung zu überprüfen. Denken Sie jedoch daran, dass beim Zusammenbau auf dem Steckbrett viele offene Drähte vorhanden sind, die zu viel Rauschen im Lautsprecher führen können. Denken Sie also nicht, dass die Schaltung falsch ist, wenn Sie Summen oder Brummen bekommen.

Fügen Sie ein Potentiometer vor dem Kondensator C2 (Schritt 4 Abb.) zur Lautstärkeregelung hinzu, es ist auch sehr effektiv, um Verzerrungen zu reduzieren. Ich habe zu diesem Zweck einen Trimpot verwendet und den Wert von Trimpot dauerhaft so eingestellt, dass es bei maximaler Telefonlautstärke keine Verzerrungen gibt.

Nachdem Sie den ersten Kanal überprüft und getestet haben, wiederholen Sie den Vorgang und klonen Sie die exakt gleiche Schaltung auf demselben oder einem anderen Perfboard. Jetzt haben Sie zwei Mono-Verstärker, verbinden Sie das Kabel des linken Kanals mit einem Verstärker und das Kabel des rechten Kanals mit dem anderen Verstärker mit gemeinsamer Masse zu beiden. Verwenden Sie für jeden Kanal ein anderes Trimpot, und stellen Sie für beide Kanäle denselben Trimpot-Wert ein, damit jeder Kanal die gleiche Lautstärke hat.

Sie können ein Potentiometer (anstelle des Trimpotis) verwenden, wenn Sie die Lautstärke des Verstärkers häufig ändern möchten. Ich schlage vor, dass Sie ein Dual Taper Potentiometer verwenden, um das linke und rechte Audio gleichzeitig manuell zu steuern.

Netzteil: Das Netzteil, das Sie verwenden werden, sollte die doppelte Leistung haben, d.h. für zwei 5-W-Lautsprecher sollte ein 20-W-Netzteil vorhanden sein, um beste Ergebnisse zu erzielen.

Hier verwende ich einen 12V 2Amp DC Adapter (P=24W) für beide Kanäle.

HINWEIS: Überprüfen Sie Schritt 9: Rauschunterdrückung, bevor Sie die Schaltung auf dem Perfboard abschließen.

Schritt 7: Subwoofer-Schaltung