Tda2040 kullanan 25 Watt ses amplifikatör devresi

Amplifikatörler, Analog elektroniğin bel kemiğidir. Elektronik endüstrisi alanında yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Amplifikatörler, neredeyse tüm ses ile ilgili uygulamalarda kullanılır.

Güç amplifikatörü, ses elektroniğinin bir parçasıdır. Verilen giriş sinyalinin gücünün büyüklüğünü maksimize etmek için tasarlanmıştır. Ses elektroniğinde, işlemsel amplifikatör sinyalin voltajını arttırır, ancak bir yükü sürmek için gerekli olan akımı sağlayamaz. Bu eğitimde, 4 Ohm empedans hoparlörü bağlı olan TDA2040 Güç Amplifikatörü IC kullanarak 25W'lık bir Amplifikatör inşa edeceğiz.

Amplifikatörler için Yapı Topolojisi

Bir amplifikatör zinciri sisteminde, güç amplifikatörü, yükten önceki son veya son aşamada kullanılır. Genel olarak, Ses Yükseltici sistemi blok şemada gösterilen aşağıdaki topolojiyi kullanır

Yukarıdaki blok diyagramda da görebileceğiniz gibi, Güç Amplifikatörü doğrudan yüke bağlı olan son aşamadır. Genel olarak, Güç Amplifikatöründen önce, sinyal Ön Amplifikatörler ve Voltaj kontrol amplifikatörleri kullanılarak düzeltilir. Ayrıca, ton kontrolünün gerekli olduğu bazı durumlarda, ton kontrol devresi Güç Amplifikatöründen önce eklenir.

Yükünüzü Bilin

Ses Amplifikatör sistemi durumunda, amplifikatörün yükü ve yük sürüş kapasitesi, yapımda önemli bir husustur. Bir güç Amplifikatör üzere ana yük Loud Hoparlör olduğunu. Güç amplifikatörü çıkışı, yük empedansına bağlıdır; bu nedenle, uygun olmayan bir yükün bağlanması, Güç amplifikatörünün verimliliğinin yanı sıra kararlılığı da tehlikeye atabilir.

Yüksek Hoparlör, Endüktif ve Dirençli bir yük görevi gören çok büyük bir yüktür. Güç amplifikatörü AC çıkışı sağlar, bu nedenle hoparlörün empedansı uygun güç aktarımı için kritik bir faktördür.

Empedans, omik direnç ve reaktans ile ilgili birleşik etkilerden kaynaklanan alternatif akım için bir elektronik devrenin veya bileşenin etkili direncidir.

Ses elektroniğinde, farklı empedanslı farklı watt değerlerinde farklı Hoparlörler mevcuttur. Hoparlör empedansı, bir Boru içindeki su akışı arasındaki ilişki kullanılarak en iyi şekilde anlaşılabilir. Hoparlörü bir su borusu olarak düşünün, borudan akan su, alternatif ses sinyalidir. Şimdi, boru çapı büyürse, su borudan kolaylıkla akacak, su hacmi daha büyük olacak ve çapı küçülttüğümüzde borudan o kadar az su akacak, dolayısıyla su hacmi daha düşük. Çap, omik direnç ve reaktansın yarattığı etkidir. Boru çapı büyürse empedans düşük olur,böylece hoparlör daha fazla watt alabilir ve amplifikatör daha fazla güç aktarımı senaryosu sağlar ve empedans yükselirse Amplifikatör hoparlöre daha az güç sağlar.

Piyasada genellikle 4 ohm, 8 ohm, 16 ohm ve 32 ohm olmak üzere farklı seçenekler ve farklı hoparlör segmentleri mevcuttur, bunlardan 4 ve 8 ohm hoparlörler ucuz fiyatlarla yaygın olarak mevcuttur. Ayrıca, 5 Watt, 6 Watt veya 10 Watt veya daha fazla olan bir amplifikatörün, amplifikatör tarafından sürekli çalışma sırasında belirli bir yüke iletilen RMS (Ortalama Kök Kare) watt değeri olduğunu anlamamız gerekir.

Bu nedenle, hoparlör derecelendirmesi, amplifikatör derecelendirmesi, hoparlör verimliliği ve empedans konusunda dikkatli olmamız gerekir.

Basit 25W Amplifikatör Yapısı

Önceki eğitimlerimizde, Op-amp ve güç transistörünü kullanarak 10Watt Amplifikatör yaptık. Ancak bu eğitim için, 4 Ohm empedans hoparlörü çalıştıracak 25W güç amplifikatörü inşa edeceğiz. Bunun için özel güç amplifikatörü IC kullanacağız. Biz seçilmiş TDA2040 IC amplifikatör gücü.

Yukarıdaki görselde TDA2040 gösterilmektedir. Çoğu genel çevrimiçi mağazada ve eBay'de mevcuttur. Paket, 5 çıkış pinli ' Pentawatt ' paketi olarak adlandırılır. Pinout diyagramı oldukça basittir ve veri sayfasında mevcuttur,

Sekme, pin 3'e veya –Vs'ye (Negatif besleme kaynağı) bağlanır. Bahsetmiyorum bile, sekme ile bağlantılı Soğutucu da aynı bağlantıyı alıyor.

Veri sayfasını kontrol edersek, bu güç amplifikatörü IC'nin özelliklerini de görebiliriz.

IC'nin özellikleri oldukça iyi. Şasiye kısa devre koruması sağlar. Ayrıca, termal koruma, aşırı yük durumu nedeniyle ekstra güvenlik özellikleri sağlayacaktır. Görebildiğimiz gibi TDA2040, +/- 17V çıkışlı bölünmüş bir güç kaynağı bağlanırsa 4 Ohm'luk bir yüke 25Watt çıkış sağlayabilir. Böyle bir durumda THD (Toplam Harmonik Bozulma)% 0,5 olacaktır. Aynı konfigürasyonda 30 Watt güç çıkışı alırsak THD% 10 olacaktır.

Ayrıca, veri sayfasında Besleme gerilimi ile çıkış gücü arasındaki ilişkiyi sağlayan başka bir grafik vardır.

Grafiği görürsek, 15V'dan fazla çıkışa sahip bölünmüş bir güç kaynağı kullanırsak 26Watt'tan fazla çıkış gücü elde edebiliriz. Öyleyse güç amplifikatörünü THD'den ödün vermeden 25Watt'ta 4 ohm empedans hoparlörle çalıştıralım.

Gerekli Bileşenler

Devreyi inşa etmek için aşağıdaki bileşenlere ihtiyacımız var:

Vero panosu (noktalı veya bağlantılı herkes kullanılabilir)
Havya
Lehim teli
Kıskaç ve Tel sıyırma aracı
Teller
Alüminyum ısı emici
+ 17V GND -17V güç kanallı 17V Raydan Raya güç kaynağı
4 Ohm 25 Watt hoparlör
4.7R Direnç 1/2 Watt
680R Direnç 1/4 ^th Watt
22k direnç
10k direnç
100nF /.1uF kondansatör 4 adet
22 uF kapasitör
TDA2040

25 Watt Ses Amplifikatör Devre Şeması ve Açıklaması

25 watt'lık ses amplifikatörünün şeması oldukça basittir; TDA2040, sinyali güçlendiriyor ve 4 ohm hoparlöre 25 Watt RMS watt sağlıyor. Dekuplaj filtre kondansatörü olarak C4 ve C5 kullanılır. C1 ve R1 bir filtre görevi görüyor. R2, R3 ve C2, güç amplifikatörüne gerekli geri bildirimi sağlıyor. R4 ve C3, geri beslemeyi endüktif yükten (Yüksek Hoparlör) sıkıştıran durdurucu devrelerdir.

25 watt Amplifikatör Devresinin Test Edilmesi

Devrenin çıkışını kontrol etmek için proteus simülasyon araçlarını kullandık; çıktıyı sanal osiloskopta ölçtük. Aşağıda verilen tanıtım videosunun tamamını kontrol edebilirsiniz.

Devreye +/- 17V kullanarak güç veriyoruz ve giriş sinüzoidal sinyal sağlanıyor. Osiloskop, A kanalındaki (Sarı) 4 ohm yüke karşı çıkış boyunca bağlanır ve giriş sinyali B kanalına (Mavi) bağlanır.

Videodaki giriş sinyali ile güçlendirilmiş çıkış arasındaki çıkış farkını görebiliriz: -

Ayrıca, çıkış watt değerini kontrol ettik, Amplifikatör watt değeri daha önce tartışıldığı gibi birçok şeye bağlıdır. Hoparlör empedansına, hoparlör verimliliğine, Amplifikatör verimliliğine, yapı topolojilerine, toplam harmonik distorsiyonlara, vb. Büyük ölçüde bağlıdır. Amplifikatör wattında bağımlılıklar yaratan tüm olası faktörleri dikkate alamadık veya hesaplayamadık. Gerçek hayat devresi simülasyondan farklıdır çünkü çıkışı kontrol ederken veya test ederken birçok faktörün dikkate alınması gerekir.

Amplifikatör Watt Hesaplama

Amplifikatörün watt değerini hesaplamak için basit bir formül kullandık -

Amplifikatör Gücü = V ² / R

Çıkışa bir AC multimetre bağladık. Çoklu ölçüm cihazında gösterilen AC voltajı, tepeden tepeye AC voltajıdır.

Birkaç 25-50 Hz'lik çok düşük frekanslı sinüzoidal sinyal sağladık. Düşük frekansta olduğu gibi, amplifikatör yüke daha fazla akım iletecek ve multimetre AC voltajını doğru bir şekilde algılayabilecektir.

Multimetre + 10.1V AC gösterdi. Dolayısıyla, formüle göre, güç amplifikatörünün 4 Ohm yükteki çıkışı

Amfi Güç = 10.1 ² /4 Amfi Güç = 25.50 (25W yaklaşık)

25w Amplifikatör Yaparken Unutulmaması Gerekenler

Devreyi oluştururken, Güç amplifikatörü TDA2040'ın soğutucuya doğru şekilde bağlanması gerekir. Daha büyük soğutucu, daha iyi bir sonuç sağlar. Ayrıca, daha iyi bir sonuç için ses sınıfı dereceli kutu tipi kapasitörler kullanmak iyidir.

Sesle ilgili uygulamalar için PCB kullanmak her zaman iyi bir seçimdir. PCB'yi oluşturmanın en iyi yolu, IC üretici yönergelerine başvurmaktır. TDA2040 veri sayfasında bir referans PCB tasarımı bulunmaktadır.

Yukarıdaki resimde, PCB düzenine sahip örnek bir devre gösterilmektedir. Referans düzenine bağlı kalmak daha iyidir ve 1: 1 oranında. Çıkıştaki gürültü kuplajını azaltacaktır.

Ayrıca, bu güç amplifikatörü ile sürmek için uygun watt değerine sahip 4 Ohm yüksek verimli hoparlörü kullanmayı deneyin.