Mini circuiti amplificatori audio

In questo articolo stiamo discutendo una manciata di mini circuiti amplificatori audio che possono essere costruiti rapidamente per amplificare segnali di ingresso molto piccoli in uscite udibili degli altoparlanti.

1) Circuito amplificatore da 1 Watt

Il primo circuito di mini amplificatore audio funziona con uno stadio di uscita 'complementare', con un singolo transistor di potenza NPN e un singolo transistor PNP, che elimina un trasformatore di uscita comunemente osservato nei modelli di amplificatori più vecchi. La potenza in uscita è di circa 1 W, con una distorsione abbastanza minima. Il segnale di ingresso viene trasferito tramite il controllo del volume RV1 e successivamente tramite C1 alla base Q1.

Il carico del collettore per Q1 è costituito da R1, R5 insieme all'altoparlante. La tensione del collettore di Q1 è circa il 50% della tensione di alimentazione, cioè 4V5. Le basi Q2 e Q3 hanno la stessa tensione (più o meno) del collettore Q1 poiché il valore R1 è molto piccolo (68R).

All'interno dell'intersezione degli emettitori Q2, Q3 la tensione può anche essere quasi 4V5, R3 e R4 e resistori di valore estremamente piccolo per controllare la corrente che passa attraverso Q2 e Q3. Se il segnale di ingresso amplificato non è superiore a 4V5, Q2 viene spento (poiché la base sarà probabilmente alla tensione ridotta rispetto al suo emettitore), tuttavia Q3 può continuare a passare il segnale.

Non appena Q1 amplifica il segnale su 4V5 la situazione si inverte, Q2 si accende e Q3 si spegne.

I segnali vengono miscelati al giunto emettitore comune di Q2 e Q3, e trasferiti all'altoparlante tramite il grande condensatore elettrolitico C2. Un valore inferiore per il condensatore C2 può causare una debole risposta in frequenza ridotta.

Il feedback negativo è fornito da R5 e R2, che garantiscono stabilità riducendo al minimo il guadagno. R1 è incorporato per ottenere una piccola quantità di polarizzazione di base per Q2 e Q3 layout molto più superiori fanno uso di termistori o diodi per proteggere da situazioni di fuga termica che potrebbero danneggiare la coppia di transistor di uscita.

Un aspetto negativo è l'accoppiamento DC del transistor, dove se un particolare transistor cambia le sue caratteristiche l'effetto potrebbe essere devastante! Per questo motivo, la coppia di transistor di uscita deve essere una 'coppia abbinata' correttamente. Alcune altre varianti potrebbero essere testate dato che anch'esse sono correttamente abbinate a un hFE identico.

2) Piccolo amplificatore per apparecchi acustici

Quando un circuito mini amplificatore audio economico e sporco è quello che stai cercando, probabilmente puoi provare questo piccolo dispositivo. Tra i vari altri fattori, potrebbe essere abituato ad aumentare l'uscita di una cuffia per le persone con problemi di udito. Il circuito è un semplice doppio transistor, amplificatore audio. Il 1 ° transistor, Q1, funziona come un preamplificatore base a guadagno medio che riceve il segnale proveniente da C1, agendo come un DC blocker.

Il transistor Q1 amplifica il segnale e lo indirizza a C2. Quel transistor}, poi, alimenta il segnale a Q2, che è configurato come lo stadio dell'amplificatore di potenza. Questo stadio amplifica ancora di più il segnale e C3 lo commuta verso l'altoparlante.

Potresti eventualmente trovare un po 'di distorsione, tuttavia questa potrebbe essere minimizzata testando con diversi valori di C5, mantenendola all'interno dell'intervallo indicato. Nel caso in cui ciò non funzioni correttamente, prendere in considerazione altri valori. Tuttavia, pensando a come il guadagno dei transistor può differire, molto probabilmente sarà necessario un po 'di sperimentazione per avere tutte le cose per funzionare correttamente.

3) Circuito amplificatore per apparecchi acustici in miniatura migliorato

4) Circuito amplificatore da mezzo watt

Il prossimo circuito amplificatore audio in miniatura presentato qui è abbastanza semplice. La potenza di uscita è di circa 250 mW, che di solito è abbastanza sufficiente per la maggior parte delle applicazioni ed è buona come qualsiasi normale radio a transistor. La quantità di distorsione è piuttosto alta, intorno al 5%.

Questo piccolo amplificatore è moderatamente sensibile e può fornire il 100% di uscita con un ingresso di circa 50 mV. L'impedenza di ingresso è di circa 50k. È integrato un controllo di tono di base. Sebbene questo non sia effettivamente un controllo di tono attivo, piuttosto che passivo, l'effetto è abbastanza adeguato. Il braccio centrale per il controllo del volume è fissato alla base Q1 tramite un condensatore di blocco CC.

Circuito funzionante

Q1 è collegato come un amplificatore emettitore comune molto tradizionale insieme a R2 che fornisce il bias di base e R3 si comporta come un carico di collettore. Questo stadio è direttamente accoppiato al secondo transistor che è di tipo PNP. In questo modo la corrente che attraversa Q1 fornisce la polarizzazione per il 2 ° transistor. Con i valori impiegati, l'uscita del secondo transistor è accoppiata direttamente alla bobina dell'altoparlante.

Questa potrebbe non sembrare un'idea saggia perché la corrente di standby nel transistor di uscita polarizza costantemente la bobina a volte un po 'dentro o fuori dal suo livello operativo tipico. Tuttavia, se si utilizza un grande altoparlante, come dovrebbe essere, questo non ha quasi alcun impatto e poiché non ci aspettiamo una grande uscita Hi-Fi, non fa differenza.

Controllo del tono

Il controllo del tono include C2 e RV2 che sono uniti attraverso il collettore / base di Q1. Quando RV2 è impostato ad un valore di resistenza elevato, questo non ha quasi alcun impatto ma se impostato al livello minimo il 100nF provoca un feedback delle alte frequenze che tendono ad essere sfasate, con conseguente cancellazione totale. Per consentire al circuito di funzionare correttamente, R3 deve essere determinato meticolosamente.

Il valore indicato in questo articolo è di 39 ohm che è solo un range medio e anche se potrebbe funzionare bene per la messa a punto preliminare per garantire il funzionamento del circuito, il valore deve essere determinato sperimentalmente. Nel caso in cui sia molto piccolo, vedrai una distorsione estrema nelle configurazioni di volume più grandi.

Quando è eccessivamente alto, l'assorbimento di corrente sarà probabilmente eccessivo anche se la qualità del suono in uscita sarà molto buona. Si possono trovare un paio di metodi per scegliere il valore. Senza multimetro il valore deve essere determinato come il più piccolo appropriato per una qualità decente.

Nel caso in cui un multimetro sia accessibile, questo dovrebbe essere collegato in serie con la tensione di alimentazione e R3 deve essere scelto per garantire che la corrente di riposo dell'amplificatore, che risulta essere la corrente che opera in assenza di un segnale di ingresso, sia di circa 20 mA.

È fondamentale che Q2 sia installato su un dissipatore di calore poiché può diventare incredibilmente caldo e può entrare in fuga termica se non viene utilizzato alcun dissipatore di calore. L'impedenza degli altoparlanti non è molto importante e nei prototipi di altoparlanti da 8 ohm e fino a 80 ohm quasi tutti hanno funzionato bene. Tuttavia, la modifica dell'impedenza dell'altoparlante potrebbe anche richiedere una modifica del valore di R3.

5) Circuito mini amplificatore di base da 3 V.

Per diminuire la quantità di parti, viene impiegato l'accoppiamento diretto tra Tr1 e Tr2 e tra Tr2 e l'altoparlante. Tr1 funziona come un comune amplificatore collettore che si carica attraverso un comune amplificatore emettitore Tr2. Il bias di base Tr1 viene estratto dal collettore di Tr2. Poiché questo è fuori fase con la base di Tr1, si ottiene una quantità eccessiva di stabilizzazione.

Allo stesso modo, una parte della corrente di collettore permanente di Tr1 scorre attraverso Tr2 attraverso la base fino all'emettitore, fornendo così la polarizzazione essenziale. Il feedback negativo è fornito da R5 e R3. R3 fornisce feedback attraverso i due stadi e R5 implementa il feedback attraverso l'uscita all'ingresso di Tr2.

L'effetto di questo feedback si traduce in una curva di risposta incredibilmente piatta fino a frequenze sorprendentemente basse. La risposta ad alta frequenza potrebbe essere notevolmente migliorata cambiando i transistor con 2N2907. L'applicazione di questo dispositivo può anche determinare un aumento del guadagno.

Il circuito dell'amplificatore subminiaturizzato può essere fantastico per aumentare l'uscita dal sintonizzatore FM o AM. Nel caso in cui si disponga di una radio compatta, che funziona solo con un'uscita auricolare, si potrebbe essere abituati ad alzare il volume approssimativamente al livello dell'altoparlante. Per farlo basta collegare l'uscita della radio all'ingresso dell'amplificatore.

L'altoparlante, utilizzato su questo amplificatore, deve essere il più grande possibile, se possibile un tipo da 12 pollici all'interno di un alloggiamento. L'implementazione di un altoparlante estremamente piccolo può portare a un po 'di inefficienza a causa del fatto che potrebbe esserci un'ampia corrente in movimento sull'avvolgimento anche quando il segnale di ingresso non è disponibile.

La corrente utilizzata attraverso la batteria sarà relativamente alta, circa 150 ma. il che significa che deve essere il più grande possibile.

6) Un altro circuito mini amplificatore, funzionante con 3 V.

Questo mini amplificatore può funzionare senza problemi o errori attraverso tensioni di alimentazione comprese tra 3 V e 20 V utilizzando resistenze di sorgente come:

Tensione di alimentazione / 2 mA (k ohm)

La potenza erogata dall'amplificatore è, naturalmente, determinata dalla tensione di alimentazione e dalla resistenza dell'altoparlante, come è visibile attraverso la tabella allegata.

L'utilizzo della corrente di quiescenza dell'amplificatore è compreso tra 1 mA e 1,5 mA, la magnitudine precisa dipende dalla varietà di transistor impiegati.

Se la corrente di quiescenza scende oltre questo particolare limite, sarà probabilmente essenziale modificare il valore di R9. Come è evidente nella tabella, l'amplificatore funziona in modo efficiente con altoparlanti ad alta impedenza.

Poiché altoparlanti con impedenze fino a 200 ohm non possono essere facilmente disponibili, la scelta è di provare a utilizzare un altoparlante a impedenza inferiore con un trasformatore complementare.

Ad esempio, un altoparlante da 8 ohm può essere impiegato con un trasformatore utilizzando un rapporto di circa 5: 1.

Sebbene la potenza di uscita dell'amplificatore non sia molto elevata, è comunque sufficientemente adeguata se combinata con un altoparlante moderatamente efficiente all'interno di un'area silenziosa. Il guadagno di tensione dell'amplificatore è di circa 50 e la larghezza di banda di 3 dB è compresa tra 300 Hz e 6 kHz.

Disegni PCB

Amplificatore discreto da 1,5 Watt

Questo piccolo circuito amplificatore può essere un comodo supporto per qualsiasi sperimentatore audio.

Potrebbe essere abituato ad amplificare e produrre impulsi udibili tramite oscillatori che funzionano all'interno della gamma acustica, a tracciare segnali tramite un diverso amplificatore audio che potrebbe essere difettoso, ad amplificare qualche altro segnale a un livello di potenza accettabile per la misurazione o il funzionamento del relè, ecc. eccetera.

Nei tempi moderni, si possono trovare molti amplificatori di potenza a circuito integrato che forniscono uscite da 1 a 3 watt sebbene la maggior parte di essi richieda una disposizione cauta del circuito in modo da poter evitare l'instabilità (un amplificatore instabile potrebbe vibrare e venire distrutto di conseguenza) .

Inoltre, un amplificatore a transistor discreto è molto più informativo perché le tensioni potrebbero essere valutate per ottenere una maggiore percezione del suo funzionamento.

Quindi l'attuale piccolo amplificatore è stato sviluppato applicando transistor discreti che, oltre ad essere molto più stabili dei progetti basati su IC, si adattano perfettamente alle esigenze dell'utente.

I transistor Q2, Q4 e Q5 sono cementati in un piccolo alluminio che funge da dissipatore di calore.

Come funziona il circuito

Questo circuito è abbastanza tipico di un gran numero di amplificatori audio. Il transistor dell'amplificatore di tensione primario Q3 esegue la corrispondenza secondaria (NPN più PNP) Q4 e Q5 che sono buffer che forniscono un guadagno di corrente elevato ma inferiore al guadagno di tensione unitario.

Poiché le basi di Q4 e Q5 tendono ad essere appropriatamente a parte due giunzioni emettitore di base, Q3 viene impiegato per impostare le tensioni di polarizzazione per questi BJT.

Il transistor Q1 funziona come un amplificatore di errore che analizza la tensione di ingresso e una variazione suddivisa della tensione di uscita.

Quando c'è praticamente una variazione, fornisce una tensione di controllo a Q3 in modo che l'errore sia corretto.

La tensione di uscita è suddivisa attraverso il rapporto di (R6 + R5) / R5 e quindi il guadagno elaborato sarà 28 anche se il guadagno corretto sarà probabilmente leggermente inferiore.

Il punto di polarizzazione dc dell'amplificatore è inoltre stabilito da Q2 che è inalterato da R5 e questo è separato da C3.

Per mantenere una corrente approssimativamente costante in Q3, il condensatore C6 è posizionato in modo da garantire la tensione su R8 (quindi la corrente che lo attraversa) costante. I condensatori C4 e C5 sono abituati a offrire la compensazione della frequenza