In questo post parleremo di 5 circuiti amplificatori Hi-Fi da 40 watt eccezionali, facili da costruire ea bassa distorsione che possono essere ulteriormente aggiornati a wattaggi più elevati attraverso alcune piccole modifiche.
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Sebbene sia possibile trovare diversi moduli di output ibridi disponibili, quasi nessuno di questi è in grado di unire semplicità e convenienza insieme a ottime prestazioni generali.
Uno di questi è il chip TDA2030 di SGS impiegato nell'attuale amplificatore. Il layout dell'amplificatore è semplice: un amplificatore operazionale accompagnato da due transistor di uscita collegati a ponte. Il segnale audio è dato all'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale lC1 tramite la presa K1 e il condensatore C1.
La corrente di alimentazione all'IC oscilla in base al segnale di ingresso.
A causa di ciò, mostra una caduta di tensione altrettanto variabile attorno ai resistori R6, R7. R8 e R9 dato che si trovano nelle righe sorgente dell'amplificatore operazionale. Finché la corrente è inferiore a 1 A, la caduta di tensione sui resistori sarà inadeguata per accendere i transistor T1 e T2. Ciò significa che le uscite fino a 2 W in altoparlanti da 4 Ohm sono fornite totalmente dall'opamp.
Non appena la corrente di uscita supera un livello di 1 A, i transistor vengono accesi e rafforzano la potenza in uscita dell'amplificatore.
Se il segnale di ingresso è basso si traduce in una corrente di quiescenza insufficiente attraverso il transistor, tuttavia poiché ciò accade attraverso la rete di crossover opamp, i problemi vengono infine elusi.
L'IC fornisce inoltre una compensazione termica e quindi garantisce la stabilità del punto di lavoro.
La tensione di alimentazione può essere compresa tra 12 V e un massimo assoluto di 44 V. La costruzione dell'amplificatore sul PCB deve essere facile.
I transistor insieme al circuito integrato devono essere installati e isolati su un dissipatore di calore di circa 2 k W-1. Applicare molto composito conduttore di calore. La linea di alimentazione deve essere protetta da un fusibile da 3,15 A. la linea deve essere protetta da un fusibile da 3,15 A.
Schema elettrico
Progettazione PCB
Elenco delle parti
Resistori, tutti 1/4 watt 5% se non specificato
- Da R1 a R4 = 100K
- R5 = 8k2
- Da R6 a R9 = 1,4 ohm 1%
- R10 = 1 ohm
Condensatori
- C1 = 470 nF
- C2 = 10uF, 63V radiale
- C3 = 4.7uF, 63V radiale
- C4, C5, C7 = 220 nF MKT o ceramica
- C6 = 2200uF, 50V radiale
Semiconduttori
- D1, D2 = 1N4007
- T1 = BD712
- T2 = BD711
- IC1 = TDA2030
Miscellanea
- K1 = presa audio o jack
- Dissipatore di calore = 2K W ^ -1
- Rondelle isolanti ecc. Per IC1, T1, T2
Specifiche tecniche
Tensione di funzionamento: 44 V massimo
Potenza in uscita = 22 watt in altoparlante da 8 Ohm e 40 watt in altoparlante da 4 Ohm con THD = 0,1%
Grafico della distorsione armonica
- 1 kHz su 8 ohm a 11 watt = 0,012%
- 1 kHz in 4 ohm a 20 watt = 0,032%
- 20 kHz su 8 ohm a 11 watt = 0,074%
- 1 kHz in 8 ohm a 1 watt = 0,038%
- 1 kHz in 4 ohm a 1 watt = 0,044%
- Corrente = 38mA circa Quiscent
- Efficienza = 8 Ohm 62,5%
- Carico massimo = 4 Ohm 64%
2) Amplificatore da 40 Watt che utilizza IC LM391
Questo secondo progetto è un amplificatore di media potenza potente e senza fronzoli che può essere specificamente abbinato per essere utilizzato in amplificatori portatili di tipo 'combo', apprezzati da chitarristi e artisti di musica jazz.
L'amplificatore è una miscela efficiente di un driver audio integrato, l'LM391-80, e uno stadio di uscita di potenza push-pull costruito con transistor bipolari.
Di seguito vengono esaminati alcuni aspetti unici del design.
L'NTC, che è in contatto fisico con i transistor di uscita di potenza, consente all'LM391 di spegnere lo stadio di potenza quando questo si surriscalda. Il punto di partenza di questa sicurezza termica è situato ad una corrente NTC di circa 200 pA.
Il condensatore elettrolitico che collega a terra l'NTC agisce per presentare un 'avvio graduale', ovvero per evitare un clic rumoroso o altri rumori confusi dall'altoparlante quando l'amplificatore è acceso.
Potrebbe sembrare che la protezione sia troppo sensibile, e quindi potrebbero essere necessari alcuni tentativi ed errori per il valore di R4 o quello dell'NTC. È facile applicare il feedback nell'amplificatore collegando R23 alla rete di linea C5-R7.
Gli altri componenti, insieme a R10, decidono la risposta in frequenza dell'amplificatore che potrebbe richiedere una regolazione fine per soddisfare esigenze specifiche. I numeri dei componenti presentati in questo articolo possono, tuttavia, andare bene per la maggior parte delle applicazioni.
Il risultato della sperimentazione con valori diversi di C5 e R7 è facile da determinare (o sentire) cortocircuitando brevemente R23. Per altoparlanti da 4 Ohm, R23 deve essere ridotto a 0,18 Ohm. Purtroppo, l'LM391-80 è vulnerabile all'oscillazione, che deve essere tenuta sotto controllo tramite i componenti RX, C6, C8 e C9 (in molti casi, C6 potrebbe essere rimosso).
Il resistore RX riduce al minimo il guadagno ad anello aperto. Se si utilizza RX, Ry deve essere collegato per compensare la tensione di offset risultante. I componenti R22 e C12 costituiscono una rete Boucherot che funziona per stabilizzare l'amplificatore alle alte frequenze. L'ingresso dell'amplificatore deve essere gestito da una sorgente a bassa impedenza in grado di fornire segnali audio di livello 'linea' (0 dB].
La rete R1-C1 attenua le ampiezze superiori a 50 kHz circa. La corrente di quiescenza dell'amplificatore è definita dal preset P1. Regolare questo controllo su 0 Ohm all'inizio e sintonizzarlo fino a quando non viene stabilita una corrente di riposo di 50 mA.
Puoi aumentare questo valore a 400 mA se stai cercando una bassa distorsione. I transistor di potenza sono tutti posizionati nella stessa sezione del PCB in modo che possano essere fissati su un comune dissipatore di calore, insieme all'NTC.
Il dissipatore di calore deve essere abbastanza grande con una resistenza termica di 1 K Wsl o inferiore. Osservare che L1 è composto da 20 giri di 0,8 mm di diametro. filo di rame smaltato avvolto intorno a R21. C9 è un condensatore ceramico.
Schema elettrico
Dati tecnici
Ora diamo un'occhiata ad alcuni dati testati:
Con tensione di alimentazione: 35 V R23 in cortocircuito:
Larghezza di banda 3 dB (8 Q]: da circa 11 Hz a 20 kHz
THD (Transient Harmonic-Distortion) a 1 kHz:. 1 W su 8 Ohm: 0,006% (Iq = 400 mA) 1 W su 8 Ohm: 0,02% (Iq = 50 mA) 65 W su 8 Ohm: 0,02% (Um = 873 mV) 80 W su 4 Ohm: 0,2% ( Um = 700 mV livello di inizio del limite di corrente).
PCB e layout dei componenti
Elenco delle parti
3) Amplificatore di potenza da 40 watt utilizzando IC LM2876 di Texas Instruments
Il terzo progetto è un altro fantastico circuito amplificatore di potenza Hi-Fi da 40 watt che utilizza un singolo chip LM2876 per fornire la quantità specificata di potenza musicale su un altoparlante da 8 ohm.
L'IC LM2876 è un chip amplificatore audio di alta qualità progettato per gestire continuamente 40 watt di potenza media su un altoparlante da 8 Ohm con un THD dello 0,1% e una gamma di frequenza da 20 Hz a 20 kHz.
Le prestazioni di questo circuito integrato sono di gran lunga migliori rispetto ad altri circuiti integrati ibridi grazie alla sua funzione incorporata chiamata circuito di controllo della temperatura istantaneo di picco automatico o SPiKe.
'SPiKe' include una protezione completa del chip da sovratensione, sottotensione, sovraccarico e cortocircuiti accidentali in uscita.
L'IC LM2876 mostra un eccellente rapporto segnale-rumore superiore a 95 dB, garantendo un'eccellente chiarezza e riproduzione del suono a livello Hi-Fi.
Schema dei piedini di LM2876
Schema elettrico
Lo schema elettrico completo di questo amplificatore da 40 watt basato su LM2876 è presentato di seguito:
Per maggiori informazioni su questo, visita il scheda tecnica dell'IC
4) Circuito amplificatore stereo da 40 watt che utilizza IC TDA7292
Finora abbiamo discusso di amplificatori con uscita mono da 40 watt, tuttavia questo quarto circuito nell'elenco è progettato per offrire un'uscita stereo da 40 + 40 watt attraverso un singolo chip IC TDA7292. Quindi, se stai cercando una versione stereo di un amplificatore da 40 watt, questo design soddisferà le tue esigenze molto facilmente.
Questo eccezionale amplificatore stereo a chip singolo è prodotto da Microelettronica ST .
Il circuito richiede pochissimi componenti e può essere configurato rapidamente utilizzando un PCB ben progettato che viene fornito nel datasheet stesso.
Caratteristiche principali
- Ampio intervallo di tensione di alimentazione (da +/- 12 V ± 33 V)
- Funziona con doppia alimentazione per una potenza di uscita ottimale
- Progettato per fornire piena potenza di uscita 40 W + 40 W in 8 Ω con tensione di alimentazione = ± 26 V e distorsione armonica totale non superiore a = 10%
- Suono 'pop' eliminato internamente all'accensione / spegnimento
- Presenta un'opzione Mute che è anche ('pop' -free)
- Quando il pin Mute è collegato a terra, l'IC entra maggiormente in Standby a basso consumo.
- Internamente l'IC è protetto da cortocircuito, il che significa che l'IC non si brucerà o si danneggerà se l'uscita viene accidentalmente cortocircuitata o sovraccaricata.
- Inoltre, l'IC è dotato di una protezione da sovraccarico termico incorporata, quindi il surriscaldamento non danneggerà l'IC.
Schema elettrico completo
Valutazione massima assoluta
I seguenti sono i valori massimi assoluti dell'IC TDA7292, che non devono essere superati per salvaguardare l'IC da danni permanenti:
- Tensione di alimentazione CC ± 35 V.
- (IOO) Corrente di picco in uscita (limitata internamente) 5 A
- (Pfino a) Potenza dissipata Tcase = 70 ° C 40 W
- (Tsu) Temperatura di esercizio da -20 a 85 ° C
- (Tj) Temperatura di giunzione da -40 a 150 ° C
- (Tstg) Temperatura di immagazzinamento da -40 a 150 ° C
Riferimento: per maggiori dettagli e per la progettazione completa del PCB, fare riferimento a scheda tecnica originale dell'IC.
5) Amplificatore da 40 Watt con solo transistor
Tutti i progetti spiegati sopra dipendono dai circuiti integrati e sappiamo tutti con quanta facilità questi circuiti integrati possono diventare obsoleti in qualsiasi momento. Forse il modo migliore per avere un amplificatore universale evergreen è di averlo sotto forma di versione transistorizzata discreta, come mostrato in questo quinto progetto finale:
Questa è in realtà la versione ridotta del popolare amplificatore da 100 watt di questo sito web. È stato semplificato rimuovendo un paio di mosfet e riducendo l'ingresso di alimentazione a 24V.
Le parti indicate nel circuito dell'amplificatore da 40 watt transistorizzato sopra sembrano un po 'non convenzionali e potrebbero non essere prontamente disponibili sul mercato. Tuttavia, la bellezza di tali versioni transistorizzate è che i componenti attivi possono essere facilmente sostituiti con valori equivalenti. Anche per questo design possiamo trovare gli equivalenti appropriati e sostituirli qui per ottenere gli stessi risultati impeccabili.
L'amplificatore è superbamente progettato dagli ingegneri Hitachi per fornire una chiarezza eccezionale con distorsioni minime. L'ho provato e sono rimasto piuttosto entusiasta della sua vasta gamma di potenza regolabile e dell'eccezionale qualità di output.
Per l'elenco completo delle parti, visitare Questo articolo.
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