แอมพลิฟายเออร์ลำโพงสำหรับพีซี: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:02

เป็นเครื่องขยายสัญญาณทรานซิสเตอร์กำลังไฟฟ้าขนาดเล็ก (น้อยกว่า 10 วัตต์) โดยใช้ LM386 และ TIP41/42

แม้ว่ากำลังขับจะไม่น่าประทับใจนัก แต่ก็ยังสามารถใช้เป็นเครื่องขยายเสียงสำหรับลำโพง PC และเครื่องเล่น MP3

เมื่ออยู่ในอพาร์ตเมนต์ที่คับคั่งร่วมกัน กำลังขับเพียงครึ่งเดียวจากแอมพลิฟายเออร์นี้สร้างปัญหาให้กับครอบครัวของฉันได้อย่างง่ายดาย

อย่างไรก็ตามมันสามารถขับลำโพง 8ohm และ 4ohm ด้วยแหล่งจ่ายไฟสูงสุด 12V

ฉันได้แผนผังดั้งเดิมจากเว็บไซต์ (https://www.bristolwatch.com/radio/lm386_power_amp.htm, Lm386 Audio Amplifier การเพิ่ม Push-Pull Output Stage)

เนื่องจากวงจรไม่ได้ใช้แหล่งจ่ายไฟแบบขั้วคู่ (+/-) ความซับซ้อนของวงจรโดยรวมจึงไม่สูงมาก และขนาดที่กะทัดรัด (15 ซม. (กว้าง) x 10 ซม. (ลึก) x 5 ซม. (ส)) ของแชสซีสามารถใช้งานได้ตามที่แสดงใน ภาพด้านบน.

ฉันได้สร้างแอมพลิฟายเออร์หลายตัวด้วยแผนผังดั้งเดิม และหนึ่งในนั้นที่แสดงในภาพด้านบนเป็นเวอร์ชันสุดท้ายซึ่งมีการปรับเปลี่ยนเล็กน้อยจากต้นฉบับ

ขั้นตอนที่ 1: เวอร์ชันก่อนหน้าของแอมพลิฟายเออร์

นี่เป็นแอมพลิฟายเออร์รุ่นเก่าที่สร้างขึ้นตามแผนผังดั้งเดิม

ใช้ทรานซิสเตอร์ TIP31/32 เป็นสเตจเอาท์พุทแบบผลักดึง..

ฉันใช้วงจรควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM7812 ทั่วไปและอะแดปเตอร์ติดผนัง 220V(in)/15V(ออก) เป็นแหล่งจ่ายไฟ เนื่องจากวงจรเครื่องขยายเสียงต้องการกระแสไฟน้อยกว่า 1A ระหว่างการทำงานปกติ

ค่อนข้างน่าพอใจเพราะระดับเอาต์พุตเพียงพอที่จะขับลำโพง 8 โอห์มหรือ 4 โอห์มที่ฉันมี

คุณภาพเสียงก็สมเหตุสมผลเมื่อเทียบกับเครื่องขยายเสียงเชิงพาณิชย์ที่ฉันเคยใช้มาก่อน

แต่ดูเหมือนว่าเสียงสูงจะดังขึ้นเมื่อได้ยินใกล้ลำโพง

บางที IC เครื่องขยายเสียง LM386 ดูเหมือนว่าจะสร้างเสียงฟู่ที่มีความถี่สูงพร้อมกับสัญญาณเสียงที่ขยายปกติ

ดังนั้นแอมพลิฟายเออร์นี้จึงไม่ค่อยได้ใช้เนื่องจากการได้ยินเป็นเวลาหลายชั่วโมงทำให้ฉันรู้สึกไม่สบายใจเนื่องจากเสียงสูงที่ออกมาจากลำโพง

และบางครั้ง RF (คลื่นความถี่วิทยุ) ระเบิดก็เกิดขึ้นเมื่อรถจักรยานยนต์ผ่านใกล้อพาร์ตเมนต์ของฉันโดยมีเสียงดัง

***

ฉันได้ค้นหาทางอินเทอร์เน็ตเพื่อลดเสียงฟู่สูงและการรับ RF เป็นครั้งคราวทั้งหมด

แผนผังด้านล่างเป็นผลลัพท์ที่ใช้กับการแก้ไขที่แนะนำในหน้าเว็บหลายหน้า

ขั้นตอนที่ 2: แผนผังวงจร

เนื่องจากฉันไม่เก่งด้านอิเล็กทรอนิกส์แบบอะนาล็อก จึงไม่สามารถอธิบายทางวิทยาศาสตร์ได้สำหรับการปรับเปลี่ยนที่ฉันทำในแผนผังด้านบน

แต่ผลลัพธ์ค่อนข้างน่าพอใจเมื่อฉันกำลังเล่น MP3 และได้ยินเอาต์พุตเสียงของวิดีโอเป็นเวลาหลายชั่วโมงด้วยวงจรขยายเสียงที่ดัดแปลง

เนื่องจากคุณภาพเสียงเป็นเรื่องส่วนตัวมากตามมุมมองส่วนบุคคล การดำเนินการแก้ไขข้างต้นจึงไม่เหมาะกับใครก็ตาม

แต่อย่างไรก็ตามไม่มีปิ๊กอัพ RF อีกต่อไปและในที่สุดเสียงที่น่ารำคาญก็หายไปในที่สุด

เหตุผลในการเพิ่มและถอดชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์มีดังนี้

***

- แนะนำให้ใช้ตัวเก็บประจุแบบบายพาสความถี่ต่ำ (100uF) และสูง (0.1uf) กับสายจ่ายไฟของ LM386 เพื่อขจัดสัญญาณรบกวนขาเข้าไปยังเครื่องขยายเสียง IC

- การลดเกนของ LM386 (ทำพินเปิด 1 และ 8 เพื่อแก้ไขเกนเป็นค่าเริ่มต้น 20 (26dB)) ช่วยในการลบสัญญาณรบกวนความถี่สูงในหน้าเว็บอื่น ๆ

- และสุดท้ายเพิ่มตัวเก็บประจุเซรามิกอีกหนึ่งตัว (ตัวเก็บประจุ 0.1uF ซึ่งมีหมายเลขเป็น 3 ในแผนผังด้านบน) ไปที่เอาต์พุต LM386 เพื่อขจัดเสียงรบกวนจากระดับเสียงสูงทั้งหมด เนื่องจากตัวเก็บประจุเซรามิกทำหน้าที่เป็นตัวกรองความถี่ต่ำ

***

คำแนะนำข้างต้นทั้งหมดที่ฉันพบในหน้าเว็บถูกนำไปใช้และทดสอบทีละตัวเพื่อสร้างแผนผังสุดท้ายที่แสดงในภาพด้านบน

ประการแรก ฉันไม่คิดว่าการเพิ่มตัวเก็บประจุเซรามิกอีกตัวหนึ่ง (ส่วนที่ 3 ในแผนผัง) กับเอาต์พุต LM386 เป็นความคิดที่ดี

เนื่องจากตัวเก็บประจุอาจลบสัญญาณเสียงความถี่สูงที่มีประโยชน์บางส่วนออกจากเอาต์พุตของลำโพงจึงเป็นข้อสงสัยที่สมเหตุสมผลสำหรับทุกคน

แต่การเติมคาปาซิเตอร์กลับกลายเป็นวิธีแก้ปัญหาที่มีประสิทธิภาพมากในการลบปิ๊กอัพ RF และเสียงฟู่แหลมสูงออกจากเอาต์พุตเสียงในตอนท้าย

ขั้นตอนที่ 3: การเดินสายไฟ

เนื่องจากจำเป็นต้องมีเอาต์พุตสเตอริโอ วงจรแอมพลิฟายเออร์สองวงจรจึงถูกจัดตำแหน่งและต่อสายบนบอร์ด PCB สากล

เมื่อเปรียบเทียบแผนผังและแผนภาพการเดินสายเข้าด้วยกัน คุณจะเห็นการเดินสายแต่ละเส้นที่แสดงในแผนผังตรงกับรูปแบบการเดินสายในภาพวาดด้านบน

ขนาดใกล้เคียงกันของส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์แต่ละชิ้นถูกแสดง ตั้งอยู่ และต่อสายร่วมกับส่วนประกอบอื่นๆ ในแบบร่างสายไฟ

เพื่อลดความยาวสายไฟโดยรวม ให้ใช้รูปแบบการเดินสายที่ไม่เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าและเอียง

และเส้นสีส้มมีสายและเชื่อมต่อที่ด้านบนของ PCB

ในขณะที่เส้นสีแดง/เขียวอื่นๆ ถูกต่อสายและเชื่อมต่อที่ด้านหลัง (การบัดกรี) ของ PCB

ขั้นตอนที่ 4: อะไหล่

ฉันไม่สามารถอธิบายและอธิบายแต่ละองค์ประกอบทีละอย่างในภาพด้านบนได้

แต่องค์ประกอบที่น่าสังเกตส่วนใหญ่จะอธิบายไว้ในภาพ

รายละเอียด BOM (Bill of Materials) ได้อธิบายไว้ในรายการด้านล่าง (เขียนต้นทุนเฉพาะส่วนสำคัญ แต่ให้ข้อมูลต้นทุนไว้เป็นเครื่องบ่งชี้)

***

- LM386 เครื่องขยายเสียง IC x 2 (ประมาณ 1$)

- TIP41 (ทรานซิสเตอร์ NPN) x 2, TIP42 (ทรานซิสเตอร์ PNP) x 2 (ประมาณ 1.2$ สำหรับแต่ละอัน)

- 1N4148 ไดโอด x 4 สำหรับทรานซิสเตอร์ไบอัสเป็นคลาส AB

- ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า LM7812 (แหล่งจ่ายไฟของเครื่องขยายเสียง)

- โพเทนชิโอมิเตอร์ 20K กำมะหยี่สีน้ำเงิน ALPS (การควบคุมระดับเสียง, รวม VR 20K คู่, 10 เหรียญ)

- ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ 1000uF x 2 สำหรับกรอง DC จากเอาต์พุตเสียง

- ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ 100uF x 2 สำหรับการเลี่ยงสัญญาณรบกวนความถี่ต่ำจากสายไฟ

- ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์ 10uF x 2 สำหรับการจ่ายไฟแบบบายพาสด้วย LM386 IC

- ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า 2.2uF x 2 สำหรับเชื่อมต่อสัญญาณเสียงเข้ากับวงจรเครื่องขยายเสียง

- ตัวเก็บประจุเซรามิก 0.1uF x 6 สำหรับการกรองพลังงานและการลดสัญญาณรบกวนความถี่สูง

- ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม 0.33uF x 1 สำหรับตัวกรองสัญญาณรบกวนตัวควบคุม LM7812

- 0.047uF ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม x 2 สำหรับความเสถียรของเอาต์พุต (เครือข่าย Zobel)

- ตัวต้านทาน 2.2ohm 1/2W x 4 สำหรับการโหลดทรานซิสเตอร์

- ตัวต้านทาน 1K 1/4W x 2 สำหรับไบอัสทรานซิสเตอร์

- 10ohm x 2 สำหรับเอาต์พุตที่เสถียรด้วยเครือข่าย Zobel

- แผงขั้วต่อสายไฟสำหรับสายลำโพง (4 Pins, 3$)

- ช่องเสียบสัญญาณเสียงสเตอริโอ 3.5 มม.

- เต้ารับไฟฟ้าแบบวงกลมสำหรับอะแดปเตอร์จ่ายไฟติดผนัง 15V

- บอร์ด PCB สากล ประมาณ 15 ซม. (ก) x 10 ซม. (ล)

- แผ่นอะคริลิค x 4 (15 ซม. (กว้าง) x 10 ซม. (ลึก) x 5 มม./3 มม. (ส))

- ค้ำยันโลหะ ขนาด M3 (น๊อต/น๊อต) 3.5 ซม. x 4

- สายไฟ 2 เส้น (พิกัด 5V และมากกว่า 2A)

***

แนะนำให้ใช้การจับคู่ทรานซิสเตอร์ในหน้าเว็บที่มีการโพสต์แผนผังต้นฉบับ

เพื่อคุณภาพเสียงที่ดีขึ้น โดยปกติจำเป็นต้องมีการจับคู่ทรานซิสเตอร์เพื่อรองรับลักษณะทางกายภาพที่เหมือนกันของทรานซิสเตอร์ NPN/PNP

แต่เนื่องจากกระบวนการจับคู่ค่อนข้างยุ่งยาก ฉันจะไม่พูดถึงรายละเอียดในเรื่องนี้

ขั้นตอนที่ 5: การเดินสายไฟและการบัดกรี

ลวดดีบุก (ขนาด AWG 24) ใช้สำหรับทำรูปแบบการเดินสายตามที่แสดงในแผนผังและแบบเดินสาย

ใช้สายจัมเปอร์หลายสายเนื่องจากข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นระหว่างการบัดกรี

เนื่องจากมีการอธิบายวิธีการบัดกรีในคำแนะนำอื่น ๆ (https://www.instructables.com/circuits/raspberry-pi/projects/recent/) ฉันจะไม่อธิบายรายละเอียดในเรื่องนี้

แต่โดยทั่วไปการเดินสายและการบัดกรีจะดำเนินการตามรายละเอียดดังแสดงในแบบเดินสาย

ดังที่เห็นในภาพด้านบน สายเคเบิลต่างๆ เชื่อมต่อกับเครื่องขยายเสียง เช่น สายสัญญาณเสียงสเตอริโอ สายลำโพง 2 เส้น และสายไฟ 15V

ขั้นตอนที่ 6: การเล่นและการพัฒนาเพิ่มเติม

เมื่อทำเครื่องขยายเสียงเสร็จแล้ว มาเริ่มฟังเพลงกันได้เลย

ลำโพงที่แสดงในภาพด้านบนคือ Scandyna MicroPod SE ซึ่งซื้อมาเมื่อประมาณ 10 ปีที่แล้ว

ตอนนี้รูปแบบการเชื่อมต่อสายสัญญาณเสียงถูกเปลี่ยนเป็น Bluetooth และยังคงมีรูปแบบรูปร่างเหมือนกันสำหรับการซื้อ

โดยส่วนตัวแล้วฉันคิดว่าข้อกำหนดทางเทคนิคและประสิทธิภาพของลำโพงมีความสำคัญมากกว่าแอมพลิฟายเออร์สำหรับคุณภาพเสียง

ข้อกำหนดทางเทคนิคของผู้พูดมีดังนี้

***

- แอพพลิเคชั่น สเตอริโอ Hi-Fi, ระบบ AV-Home Theater

- ต้องการแอมพลิฟายเออร์ 10 - 100 วัตต์

- ความต้านทานที่กำหนด 4 Ω

- การตอบสนองความถี่ 65-20.000 Hz (± 3dB)

***

ฉันอธิบายการใช้เครื่องขยายเสียงนี้สำหรับลำโพง PC

แต่สามารถเชื่อมต่อกับแหล่งเสียงที่หลากหลายสำหรับการเล่นเพลงหรือวิดีโอ

คุณสามารถดูวิดีโอของเครื่องขยายเสียงที่ทำงานในลิงค์ต่อไปนี้

***

drive.google.com/file/d/131MuCqJzu-P7cf5pM…

***

เนื่องจากทำการบันทึกด้วยสมาร์ทโฟน คุณภาพเสียงจึงไม่ค่อยเป็นที่รู้จักมากนัก

อย่างไรก็ตาม ฉันกำลังใช้แอมพลิฟายเออร์นี้เป็นอุปกรณ์พื้นฐานสำหรับการเล่นเนื้อหามัลติมีเดียด้วย PC, เซิร์ฟเวอร์ Raspberry Pi, สมาร์ทโฟน และอื่นๆ..

ในฐานะส่วนขยายของโปรเจ็กต์นี้ ฟังก์ชันเสริมบางอย่างจะถูกรวมเข้ากับแอมพลิฟายเออร์นี้

ขอบคุณที่อ่าน.