DIY 2.1 Class AB Hi-Fi เครื่องขยายเสียง - ต่ำกว่า $ 5: 10 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:03

เฮ้ทุกคน! วันนี้ผมจะแสดงให้คุณเห็นถึงวิธีการสร้างเครื่องขยายเสียงสำหรับระบบ 2.1 แชนเนล (ซ้าย-ขวาและซับวูฟเฟอร์) หลังจากการวิจัย ออกแบบ และทดสอบมาเกือบ 1 เดือน ฉันก็ได้ไอเดียนี้ขึ้นมา

ในคำแนะนำนี้ ฉันจะแนะนำคุณตลอดขั้นตอนการออกแบบแอมพลิฟายเออร์ ขั้นแรก ฉันจะแสดงวิธีเลือก IC ที่สมบูรณ์แบบสำหรับโครงการของคุณ จากนั้น ผมจะแสดงวิธีหาค่าที่เหมาะสมสำหรับส่วนประกอบทั้งหมดในวงจร และวิธีเปลี่ยนค่าเกนและพารามิเตอร์อื่นๆ สุดท้ายนี้ ผมจะมาบอกเคล็ดลับในการขจัดเสียงรบกวนแบบใดแบบหนึ่งให้คุณฟัง

หลังจากอ่านคำแนะนำทั้งหมดแล้ว ทุกคนสามารถออกแบบแอมพลิฟายเออร์ของตนเองสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกันได้ ฉันจะพยายามทำให้คำแนะนำนี้สั้นที่สุดและเข้าใจง่ายสำหรับทุกคน

เอาล่ะพอสำหรับการแนะนำตัว มาเริ่มกันเลย

ขั้นตอนที่ 1: การเลือก IC สำหรับแอมพลิฟายเออร์

เอาล่ะ ทุกคนสามารถสับสนระหว่างตัวเลือกต่างๆ ที่มีให้สำหรับไอซีแอมพลิฟายเออร์เสียง เป็นเรื่องยากที่จะอ่านเอกสารข้อมูลหลายแผ่น นี่คือบทสรุปของการวิเคราะห์ของฉันสำหรับ IC ที่มีชื่อเสียงในอินเดีย

IC เครื่องขยายเสียงยอดนิยม:

1. TDA7294 เอกสารข้อมูล

• เครื่องขยายสัญญาณเสียง DMOS 100V - 100W พร้อมการปิดเสียง
• ป้องกันการลัดวงจร
• สามารถจ่ายไฟแบบขนาน 200W ได้

2. LM3886 เอกสารข้อมูลสินค้า

• แอมพลิฟายเออร์พลังเสียง 68W ประสิทธิภาพสูงพร้อมปิดเสียง
• ช่วงการจ่ายกว้าง 20V - 94V
• อัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวน ≥ 92dB
• คุณภาพเสียงที่ดีที่สุด

3. เอกสารข้อมูล LA4440/CD4440

• Built-in 2 Channels (Dual) เปิดใช้งานในแอพพลิเคชั่นสเตอริโอและบริดจ์แอมพลิฟายเออร์
• คู่: 6 W × 2 (ทั่วไป); สะพาน: 19 W (ทั่วไป)
• จำนวนขั้นต่ำของชิ้นส่วนภายนอกที่ต้องการ

4. TDA2050เอกสารข้อมูล

• เครื่องขยายเสียงไฮไฟ 32 W
• แรงดันไฟฟ้าช่วงกว้างถึง 50 V
• ราคาถูกและเปลี่ยนง่าย

5. TDA2030เอกสารข้อมูล

• เครื่องขยายเสียงไฮไฟ 14W
• แรงดันไฟฟ้าช่วงกว้างถึง 36 V
• ราคาถูกและเปลี่ยนง่าย
• สามารถเชื่อมต่อเพื่อเพิ่มพลังได้

ขณะเลือก IC ให้พิจารณาความคาดหวังของคุณจากเครื่องขยายเสียงและวัตถุประสงค์ของโครงการของคุณ หากคุณต้องการแอมพลิฟายเออร์กำลังวัตต์สูงและคุณภาพเสียงที่ดีที่สุดในระดับเดียวกัน ให้เลือก TDA7294 หรือ LM3886 แต่ถ้าคุณแค่ต้องการขับลำโพง 5W, 10W หรือ 20W ให้มากกว่า ตัวเลือกที่ 4 และ 5 จะดีที่สุดสำหรับคุณ คุณสามารถพิจารณา LA4440 ได้หากต้องการวงจรที่ง่ายกว่า (ทั้งช่องสัญญาณซ้ายและขวาใน IC ตัวเดียว)

โดยทั่วไป คุณควรเลือกแอมพลิฟายเออร์ที่สามารถจ่ายกำลังไฟฟ้าได้เท่ากับสองเท่าของระดับกำลังของลำโพง ซึ่งหมายความว่าลำโพงที่มีอิมพีแดนซ์ 8 โอห์มและพิกัด 5 วัตต์จะต้องใช้แอมพลิฟายเออร์ที่สามารถผลิต 10 วัตต์เป็นโหลด 8 โอห์ม สำหรับลำโพงสเตอริโอคู่ แอมพลิฟายเออร์ควรได้รับการจัดอันดับที่ 10 วัตต์ต่อแชนเนลเป็น 8 โอห์ม

ต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับแอมพลิฟายเออร์ คลิกที่นี่

ขั้นตอนที่ 2: ชิ้นส่วนและเครื่องมือ

ฉันต้องการขับลำโพง 5W สองตัวสำหรับช่องซ้ายและขวาซึ่งฉันดึงมาจาก CRT TV รุ่นเก่า ดังนั้น TDA2030 จึงดีที่สุดสำหรับฉัน แต่คุณสามารถเลือก TDA2050 เพื่อสร้างช่องซ้ายและขวาได้เช่นกัน

เครื่องมือ -

1. มัลติมิเตอร์
2. สถานีบัดกรี
3. ปืนกาวร้อน
4. คีม
5. เครื่องตัด
6. ท่อหด

สำหรับ TDA2030 Stereo Amplifier (ซ้าย+ขวา) -

1. ทีดีเอ 2030 (2)
2. ลำโพง (2)
3. พรีบอร์ด
4. แจ็คสเตอริโอ 3.5 มม.
5. 1N4007 ไดโอด (2*2)
6. โพเทนชิออมิเตอร์หรือ Trimpot 10K/22K (2)
7. ปุ่มโพเทนชิออมิเตอร์ (อุปกรณ์เสริม)
8. ตัวต้านทาน 10(1*2), 100k(4*2), 3.7k(1*2)
9. ตัวเก็บประจุเซรามิก 100nF(2*2)
10. ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า 1uF (1*2), 100uF (1*2), 2uF (1*2), 22uF (1*2), 2200uF (1*2)
11. แหล่งจ่ายไฟ: หม้อแปลงหรืออะแดปเตอร์ DC 12V 2Amp (นาที)
12. อ่างความร้อน (2)

สำหรับ TDA2050 ซับวูฟเฟอร์ -

1. ทีดีเอ 2050 (1)
2. ซับวูฟเฟอร์ (1)
3. พรีบอร์ด
4. Potentiometer หรือ Trimpot 10K/22K (1)
5. ปุ่มโพเทนชิออมิเตอร์ (อุปกรณ์เสริม)
6. ตัวต้านทาน 10(1), 100k(4), 3.3k(1)
7. ตัวเก็บประจุเซรามิก 100nF(2)
8. ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า 1uF(1), 1000uF(2), 2uF(1*2), 22uF(1)
9. แหล่งจ่ายไฟ: หม้อแปลงหรืออะแดปเตอร์ DC 24V 2Amp (แนะนำ)
10. อ่างความร้อน

สำหรับตัวกรองความถี่ต่ำ -

1. RC4558 (1)
2. ตัวต้านทาน: 100K(2), 560(2), 22K(1)
3. ตัวเก็บประจุ: 1uF(1), 104j(2)
4. แยกแหล่งจ่ายไฟ 9V ถึง 12V

มาเริ่มกันที่แอมพลิฟายเออร์ TDA2030 กันก่อน

ขั้นตอนที่ 3: วงจรเครื่องขยายเสียงสเตอริโอ

ตามเอกสารข้อมูล TDA2030 สามารถส่งออก 9 วัตต์เป็นลำโพง 8 Ω โดยมีความผิดเพี้ยน 0.5% บนแหล่งจ่ายไฟ 14 V

ที่จริงแล้ว คุณสามารถรับวงจรแอปพลิเคชันพื้นฐานสำหรับ IC เกือบทุกตัวในแผ่นข้อมูล ในแผ่นข้อมูลของ TDA2030 มีสองวงจร วงจรหนึ่งมีแหล่งจ่ายไฟเดียวและอีกวงจรหนึ่งมีแหล่งจ่ายไฟแยก คุณสามารถเลือกวงจรใด ๆ ได้ตามความต้องการของคุณ ฉันจะใช้วงจรจ่ายไฟเดียวเพราะฉันจะใช้อะแดปเตอร์ 12 DC สำหรับการจ่ายไฟแบบแยกส่วน คุณจะต้องใช้หม้อแปลง 12-0-12

ขั้นแรก มาจำลองวงจรกันก่อน ดังนั้นเราจึงเห็นว่ามันทำงานอย่างไร แผนภาพวงจรสร้างด้วยโพรทูส

ทดสอบทุกอย่างและตรวจดูให้แน่ใจว่าวงจรของคุณจะใช้งานได้ก่อนที่คุณจะเริ่มบัดกรี

หมายเหตุ: ไม่ได้เชื่อมต่อสาย C2 และ R7 (รูปจำลอง)

ขั้นตอนที่ 4: การปรับเปลี่ยนวงจร

มาหาค่าที่ดีที่สุดสำหรับส่วนประกอบในวงจรกัน ฉันจะใช้แผนผังด้านบน ซึ่งเหมือนกับแผนผังในแผ่นข้อมูล แต่มีการปรับเปลี่ยนเล็กน้อยเพื่อตั้งค่าเกน แบนด์วิดท์ และช่วยกรองสัญญาณรบกวน

1. กำไร

วงจรในแผ่นข้อมูลได้รับ 33 และจะทำให้เกิดการบิดเบือน อัตราขยายที่ดีสำหรับการฟังที่บ้านคือประมาณ 27 ถึง 30dB การตั้งค่านี้ไม่สูงพอที่จะทำให้เกิดความผิดเพี้ยนและจะให้ช่วงเสียงที่ดี

กำไร = 1+R1/R2ถ้า R1 = 100kแล้ว R2 = 3.7k

2. เครือข่ายโซเบล

เครือข่าย Zobel ช่วยป้องกันการสั่นที่อาจเกิดขึ้นจากการชักนำให้เกิดกาฝากของสายลำโพง นอกจากนี้ยังทำหน้าที่เป็นตัวกรองเพื่อป้องกันสัญญาณรบกวนวิทยุที่สายลำโพงรับจากอินพุตกลับด้านผ่านลูปป้อนกลับ C6 และ R8 สร้างเครือข่าย Zobel ที่เอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์

C6 = 100nF และ R8 = 10ohms ซึ่งให้ความถี่ตัด (fc) ของ:

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

159 kHz อยู่เหนือขีดจำกัดการได้ยินของมนุษย์ 20 kHz และต่ำกว่าความถี่วิทยุ ดังนั้นค่าเหล่านี้จะทำงานได้ดี หากแอมพลิฟายเออร์สั่น R6 จะส่งกระแสสูงลงสู่พื้น ดังนั้นจึงควรมีพิกัดกำลังไฟฟ้าอย่างน้อย 1 วัตต์

3. เบส

ตัวเก็บประจุ C7 ในรูปที่ ใช้สำหรับตั้งค่าเสียงเบสสำหรับลำโพง ค่าตัวเก็บประจุที่สูงขึ้นจะตอบสนองเสียงเบสของลำโพงได้ดีขึ้น คุณยังสามารถใช้ตัวเก็บประจุแบบแปรผันเพื่อเปลี่ยนเสียงเบสได้ด้วยตนเอง (เบสนี้ไม่เกี่ยวกับซับวูฟเฟอร์)

เคล็ดลับ: เมื่อฉันสร้างแอมพลิฟายเออร์นี้ ฉันสงสัยว่าทำไมเราจึงใช้ตัวเก็บประจุและตัวต้านทานเพิ่มเติม พวกมันทำอะไร และถ้าเราถอดมันออกจะเป็นอย่างไร คุณไม่สามารถละเลยคำถามเหล่านี้ได้หากคุณเป็นผู้ที่ชื่นชอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ไปที่หน้า 10 ส่วน 4.3 ในแผ่นข้อมูลเพื่อทำความเข้าใจคร่าวๆ

แต่ฉันขอแนะนำบทช่วยสอนที่ยอดเยี่ยมนี้โดย Circuit Basics บทความนี้ครอบคลุมรายละเอียดที่จำเป็นทั้งหมดในเชิงลึก

หมายเหตุ: ฉันจะใช้รูปด้านบนเป็นข้อมูลอ้างอิงในขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 5: เชื่อมต่อแจ็ค 3.5 มม

หากคุณมีสายสัญญาณเสียง (พร้อมแจ็ค) หรือหูฟัง มัลติมิเตอร์เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดในการตรวจสอบการเชื่อมต่อและค้นหาการเชื่อมต่อ G-L-R หากคุณไม่มีสายแจ็คเสียง คุณสามารถใช้ขั้วต่อตัวผู้หรือตัวเมียได้

เชื่อมต่อแจ็ค 3.5 มม. เข้ากับโทรศัพท์และสายเปิดด้านอื่นๆ เข้ากับเครื่องขยายเสียง แอมพลิฟายเออร์ด้านซ้ายไปซ้ายและแอมพลิฟายเออร์ด้านขวาไปขวาพร้อมกราวด์ทั่วไป

ตรวจสอบรูปถ่ายที่แนบมาเพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิง

ขั้นตอนที่ 6: การสร้างเครื่องขยายเสียง

เริ่มสร้างด้วยแอมพลิฟายเออร์สเตอริโอของเราเพียงช่องเดียว สร้างวงจรบน perfboard อย่างระมัดระวัง คุณสามารถรับความช่วยเหลือจากการออกแบบ PCB ที่มีอยู่ในแผ่นข้อมูล หากคุณมีข้อสงสัย คุณสามารถใช้เขียงหั่นขนมเพื่อตรวจสอบวงจรก่อน แต่จำไว้ว่าการประกอบบนเขียงหั่นขนมจะมีสายไฟเปิดอยู่หลายเส้น ซึ่งอาจนำไปสู่เสียงรบกวนในลำโพงได้มาก ดังนั้น อย่าคิดว่าวงจรนั้นผิดเมื่อคุณได้รับเสียงกระหึ่มหรือฮัม

เพิ่มโพเทนชิออมิเตอร์ก่อนตัวเก็บประจุ C2 (ขั้นตอนที่ 4 รูป) สำหรับการควบคุมระดับเสียง มันยังมีประสิทธิภาพมากในการลดความผิดเพี้ยน ฉันใช้ trimpot เพื่อจุดประสงค์นี้และตั้งค่าของ trimpot อย่างถาวรเพื่อไม่ให้เกิดการบิดเบือนที่ระดับเสียงสูงสุดของโทรศัพท์

หลังจากตรวจสอบและทดสอบช่องสัญญาณแรกแล้ว ให้ทำซ้ำขั้นตอนและโคลนวงจรเดียวกันบนบอร์ดเดียวกันหรืออีกบอร์ดหนึ่ง ตอนนี้คุณมีแอมพลิฟายเออร์โมโนสองตัว เชื่อมต่อสายแชนเนลซ้ายกับแอมป์หนึ่งตัว และสายแชนเนลขวากับแอมป์อื่นที่มีกราวด์ร่วมทั้งสอง ใช้ทริมพอตที่ต่างกันสำหรับแต่ละแชนเนล และตั้งค่าทริมพอตเดียวกันสำหรับทั้งสองแชนเนล เพื่อให้แต่ละแชนเนลมีระดับเสียงเท่ากัน

คุณสามารถใช้โพเทนชิออมิเตอร์ (แทน trimpot) ได้หากต้องการเปลี่ยนระดับเสียงของแอมพลิฟายเออร์บ่อยๆ ฉันแนะนำให้คุณใช้โพเทนชิโอมิเตอร์แบบเรียวคู่เพื่อควบคุมเสียงซ้ายและขวาพร้อมกัน

แหล่งจ่ายไฟ: แหล่งจ่ายไฟที่คุณจะใช้ควรเป็นสองเท่าของกำลังไฟที่ต้องการ เช่น สำหรับลำโพง 5W สองตัว ควรมีแหล่งจ่ายไฟ 20W เพื่อผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

ที่นี่ฉันจะใช้อะแดปเตอร์ DC 12V 2Amp (P = 24W) สำหรับทั้งสองช่อง

หมายเหตุ: ตรวจสอบขั้นตอนที่ 9: การลดสัญญาณรบกวน ก่อนปิดวงจรบนบอร์ด

ขั้นตอนที่ 7: วงจรซับวูฟเฟอร์