แอมพลิฟายเออร์ Class D แบบสั่นด้วยตนเอง 350 วัตต์: 8 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

บทนำและเหตุใดฉันจึงทำให้คำแนะนำนี้ได้:

บนอินเทอร์เน็ต มีบทช่วยสอนมากมายที่แสดงให้ผู้คนเห็นถึงวิธีสร้างแอมพลิฟายเออร์คลาส D ของตนเอง มีประสิทธิภาพ เข้าใจง่าย และใช้โทโพโลยีทั่วไปเหมือนกันทั้งหมด มีการสร้างคลื่นสามเหลี่ยมความถี่สูงโดยส่วนหนึ่งของวงจร และเปรียบเทียบกับสัญญาณเสียงเพื่อมอดูเลตสวิตช์เอาต์พุต (เกือบทุกครั้ง MOSFET) เปิดและปิด การออกแบบ "DIY Class D" ส่วนใหญ่ไม่มีผลสะท้อนกลับ และแบบที่ฟังดูสะอาดสะอ้านในภูมิภาคเบสเท่านั้น พวกเขาสร้างแอมพลิฟายเออร์ซับวูฟเฟอร์ที่ค่อนข้างยอมรับได้ แต่มีความผิดเพี้ยนอย่างมากในบริเวณเสียงแหลม อันที่ไม่มีการป้อนกลับ เนื่องจากต้องเดดไทม์สำหรับการสลับ MOSFET มีรูปคลื่นเอาท์พุตที่ดูเหมือนคลื่นสามเหลี่ยม ตรงข้ามกับคลื่นไซน์ มีฮาร์โมนิกที่ไม่ต้องการอย่างมีนัยสำคัญ ส่งผลให้คุณภาพเสียงลดลงอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งทำให้เสียงเพลงราวกับหลุดออกมาจากทรัมเป็ต เสียงที่ค่อนข้างดังและไม่ดังของแอมพลิฟายเออร์คลาส D รุ่นก่อนของฉันคือเหตุผลที่ฉันตัดสินใจค้นคว้าและสร้างแอมพลิฟายเออร์โดยใช้โทโพโลยีที่คลุมเครือและใช้น้อยเกินไป

อย่างไรก็ตาม "ตัวเปรียบเทียบคลื่นสามเหลี่ยม" แบบคลาสสิกไม่ใช่วิธีเดียวที่จะสร้างแอมพลิฟายเออร์คลาส D มีวิธีที่ดีกว่า แทนที่จะให้ออสซิลเลเตอร์ปรับสัญญาณ ทำไมไม่ทำให้แอมพลิฟายเออร์ทั้งหมดเป็นออสซิลเลเตอร์ล่ะ MOSFET เอาต์พุตถูกขับเคลื่อน (ผ่านวงจรไดรฟ์ที่เหมาะสม) โดยเอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบที่มีอินพุตบวกรับเสียงขาเข้าและอินพุตลบที่ได้รับเวอร์ชัน (ลดขนาดลง) ของแรงดันเอาต์พุตของเครื่องขยายเสียง ฮิสเทรีซิสใช้ในเครื่องเปรียบเทียบเพื่อควบคุมความถี่ของการทำงานและป้องกันโหมดเรโซแนนซ์ความถี่สูงที่ไม่เสถียร นอกจากนี้ เครือข่าย RC snubber ยังใช้ทั่วทั้งเอาต์พุตเพื่อระงับเสียงกริ่งที่ความถี่เรโซแนนซ์ของตัวกรองเอาต์พุต และลดการเปลี่ยนเฟสให้ใกล้ 90 องศาที่ความถี่การทำงานของเครื่องขยายเสียงประมาณ 100 Khz การละเลยตัวกรองที่เรียบง่ายแต่สำคัญยิ่งนี้จะทำให้แอมพลิฟายเออร์ทำลายตัวเอง เนื่องจากอาจมีการสร้างแรงดันไฟฟ้าหลายร้อยโวลต์ ซึ่งจะทำลายตัวเก็บประจุของตัวกรองในทันที

หลักการทำงาน:

สมมติว่าเครื่องขยายเสียงเริ่มทำงานก่อนและแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดอยู่ที่ศูนย์ เนื่องจากเป็นฮิสเทรีซิส ตัวเปรียบเทียบจะตัดสินใจดึงเอาท์พุตเป็นบวกหรือลบ สำหรับตัวอย่างนี้ เราจะถือว่าตัวเปรียบเทียบดึงเอาท์พุตเป็นค่าลบ ภายในเวลาไม่กี่สิบไมโครวินาที แรงดันไฟขาออกของแอมพลิฟายเออร์ลดลงพอที่จะพลิกตัวเปรียบเทียบและส่งแรงดันไฟกลับมาอีกครั้ง และวงจรนี้จะเกิดขึ้นซ้ำประมาณ 60 ถึง 100 พันครั้งต่อวินาที โดยรักษาแรงดันไฟที่ต้องการไว้ที่เอาต์พุต เนื่องจากอิมพีแดนซ์สูงของตัวเหนี่ยวนำตัวกรองและอิมพีแดนซ์ต่ำของตัวเก็บประจุตัวกรองที่ความถี่นี้ เอาต์พุตจึงไม่มีเสียงรบกวนมากนัก และเนื่องจากความถี่ในการทำงานสูง มันจึงอยู่เหนือช่วงเสียงที่ได้ยินมาก ถ้าแรงดันไฟขาเข้าเพิ่มขึ้น แรงดันไฟขาออกจะเพิ่มขึ้นเพียงพอที่แรงดันป้อนกลับถึงแรงดันไฟขาออก ด้วยวิธีนี้จะบรรลุการขยาย

ข้อดีเหนือระดับมาตรฐาน D:

1. อิมพีแดนซ์เอาต์พุตต่ำมาก: เนื่องจาก MOSFET เอาต์พุตจะไม่เปลี่ยนกลับจนกว่าแรงดันเอาต์พุตที่ต้องการหลังจากถึงตัวกรอง อิมพีแดนซ์ของเอาต์พุตแทบจะเป็นศูนย์ แม้จะมีความแตกต่าง 0.1 โวลต์ระหว่างแรงดันเอาต์พุตจริงและที่ต้องการ วงจรจะถ่ายโอนแอมป์ไปยังเอาต์พุตจนกว่าแรงดันไฟฟ้าจะพลิกตัวเปรียบเทียบกลับ (หรือบางอย่างระเบิด)

2. ความสามารถในการขับเคลื่อนโหลดปฏิกิริยาอย่างหมดจด: เนื่องจากอิมพีแดนซ์เอาต์พุตต่ำมาก class D ที่สั่นในตัวเองจึงสามารถขับเคลื่อนระบบลำโพงแบบหลายทางที่มีอิมพีแดนซ์จุ่มขนาดใหญ่และพีคที่มีการบิดเบือนฮาร์มอนิกน้อยมาก ระบบซับวูฟเฟอร์แบบพอร์ตที่มีอิมพีแดนซ์ต่ำที่ความถี่เรโซแนนซ์ของพอร์ตเป็นตัวอย่างสำคัญของลำโพงที่แอมพลิฟายเออร์ "ตัวเปรียบเทียบคลื่นสามเหลี่ยม" ที่ไม่มีการป้อนกลับจะมีปัญหาในการขับได้ดี

3. การตอบสนองความถี่กว้าง: เมื่อความถี่เพิ่มขึ้น แอมพลิฟายเออร์จะพยายามชดเชยโดยเปลี่ยนรอบการทำงานให้มากขึ้นเพื่อให้แรงดันป้อนกลับตรงกับแรงดันไฟฟ้าอินพุต เนื่องจากการลดทอนความถี่สูงของตัวกรอง ความถี่สูงจะเริ่มตัดที่ระดับแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าความถี่ที่ต่ำกว่า แต่เนื่องจากเพลงมีกำลังไฟฟ้าในเสียงเบสมากกว่าเสียงแหลมอย่างมาก (การกระจายประมาณ 1/f มากกว่าถ้าคุณ ใช้เบสบูสต์) นี่ไม่ใช่ปัญหาแต่อย่างใด

4. ความเสถียร: หากได้รับการออกแบบอย่างถูกต้องและมีเครือข่าย snubber ระยะขอบเกือบ 90° ของตัวกรองเอาต์พุตที่ความถี่ในการทำงานช่วยให้มั่นใจได้ว่าเครื่องขยายเสียงจะไม่เสถียร แม้ว่าจะขับของหนักภายใต้การตัดอย่างหนัก คุณจะระเบิดบางอย่าง เช่น ลำโพงหรือซับเสียงของคุณ ก่อนที่แอมป์จะไม่เสถียร

5. ประสิทธิภาพและขนาดที่เล็ก: เนื่องจากลักษณะการควบคุมตนเองของแอมพลิฟายเออร์ การเพิ่มเวลาตายจำนวนมากให้กับรูปคลื่นการสลับ MOSFET จึงไม่ส่งผลต่อคุณภาพเสียง ประสิทธิภาพการโหลดเต็มที่สูงถึง 90% เป็นไปได้ด้วยตัวเหนี่ยวนำคุณภาพดีและ MOSFET (ฉันใช้ IRFB4115 ในแอมพลิฟายเออร์ของฉัน) ด้วยเหตุนี้ ฮีตซิงก์ขนาดค่อนข้างเล็กบน FET จึงเพียงพอ และจำเป็นต้องใช้พัดลมก็ต่อเมื่อทำงานภายในกล่องหุ้มฉนวนที่มีกำลังไฟสูงเท่านั้น

ขั้นตอนที่ 1: ชิ้นส่วน วัสดุสิ้นเปลือง และข้อกำหนดเบื้องต้น

ข้อกำหนดเบื้องต้น:

การสร้างวงจรกำลังสูงทุกชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งวงจรที่ออกแบบมาเพื่อสร้างเสียงอย่างหมดจด ต้องใช้ความรู้เกี่ยวกับแนวคิดทางอิเล็กทรอนิกส์ขั้นพื้นฐาน คุณจะต้องรู้ว่าตัวเก็บประจุ ตัวเหนี่ยวนำ ตัวต้านทาน MOSFET และ op-amps ทำงานอย่างไร ตลอดจนวิธีออกแบบแผงวงจรจัดการพลังงานอย่างเหมาะสม คุณต้องรู้วิธีประสานส่วนประกอบรูทะลุและวิธีใช้แผ่นแถบ (หรือสร้าง PCB) บทช่วยสอนนี้เหมาะสำหรับผู้ที่เคยสร้างวงจรที่ซับซ้อนปานกลางมาก่อน ไม่จำเป็นต้องมีความรู้ด้านอนาล็อกอย่างกว้างขวาง เนื่องจากวงจรย่อยส่วนใหญ่ในแอมพลิฟายเออร์คลาส D ใด ๆ จัดการกับแรงดันไฟฟ้าเพียงสองระดับ - เปิดหรือปิด

คุณจะต้องรู้วิธีใช้ออสซิลโลสโคป (แค่ฟังก์ชันพื้นฐาน) และวิธีดีบักวงจรที่ไม่ทำงานตามที่ตั้งใจไว้ ด้วยวงจรที่มีความซับซ้อนนี้ เป็นไปได้มากว่าคุณจะได้วงจรย่อยที่ไม่ทำงานในครั้งแรกที่คุณสร้างมันขึ้นมา ค้นหาและแก้ไขปัญหาก่อนที่จะไปยังขั้นตอนถัดไป การดีบักวงจรย่อยหนึ่งวงจรนั้นง่ายกว่าการพยายามค้นหาข้อบกพร่องที่ใดจุดหนึ่งในทั้งบอร์ด การใช้ออสซิลโลสโคปเป็นสิ่งจำเป็นในการค้นหาการสั่นที่ไม่ได้ตั้งใจและตรวจสอบว่าสัญญาณมีลักษณะตามที่ควรจะเป็น

เคล็ดลับทั่วไป:

ในแอมพลิฟายเออร์คลาส D คุณจะมีแรงดันไฟฟ้าและกระแสสลับสูงที่ความถี่สูง ซึ่งมีโอกาสที่จะสร้างเสียงรบกวนได้ดี คุณจะมีวงจรเสียงกำลังต่ำที่ไวต่อสัญญาณรบกวน และจะรับและขยายเสียง สเตจอินพุตและสเตจกำลังควรอยู่ที่ปลายอีกด้านของบอร์ด

การต่อสายดินที่ดีโดยเฉพาะอย่างยิ่งในขั้นตอนกำลังก็เป็นสิ่งสำคัญเช่นกัน ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสายกราวด์วิ่งโดยตรงจากขั้วลบไปยังไดรเวอร์เกทและตัวเปรียบเทียบแต่ละตัว การมีสายกราวด์มากเกินไปเป็นเรื่องยาก หากคุณกำลังทำสิ่งนี้บนแผงวงจรพิมพ์ ให้ใช้ระนาบกราวด์เพื่อต่อกราวด์

ชิ้นส่วนที่คุณต้องการ:

(ถ้าตกหล่นอะไร แจ้งมานะคะ รายการนี้ครบค่ะ)

(ทุกอย่างที่ติดฉลาก HV จะต้องได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นเป็นอย่างน้อยเพื่อขับเคลื่อนลำโพง ควรมีมากกว่านั้น)

(สิ่งเหล่านี้สามารถกู้คืนได้จากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องใช้ที่ทิ้งลงในถังขยะโดยเฉพาะตัวเก็บประจุ)

• แหล่งจ่ายไฟ 24 โวลต์ที่มีความสามารถ 375 วัตต์ (ฉันใช้แบตเตอรี่ลิเธียม หากใช้แบตเตอรี่ ให้ตรวจสอบว่าคุณมี LVC (ตัดไฟแรงดันต่ำ))
• ตัวแปลงไฟ Boost ให้กำลังไฟ 350 วัตต์ที่ 65 โวลต์ (ค้นหา "ตัวแปลงไฟ Yeeco 900 วัตต์" ใน Amazon แล้วคุณจะพบอันที่ฉันใช้)
• "Perf board" หรือ proto-board เพื่อสร้างทุกอย่าง ฉันแนะนำให้มีอย่างน้อย 15 ตารางนิ้วสำหรับโครงการนี้ 18 ถ้าคุณต้องการสร้างบอร์ดอินพุตบนบอร์ดเดียวกัน
• ฮีทซิงค์สำหรับติดตั้ง MOSFETs กับ
• ตัวเก็บประจุ 220uf
• 2x 470uf Capacitor ต้องได้รับการจัดอันดับสำหรับแรงดันไฟฟ้าขาเข้า (ไม่ใช่ HV)
• ตัวเก็บประจุ 2x 470nf
• ตัวเก็บประจุ 1x 1nf
• 12x 100nf ตัวเก็บประจุเซรามิก (หรือคุณสามารถใช้โพลี)
• ตัวเก็บประจุโพลี 2x 100nf [HV]
• ตัวเก็บประจุโพลี 1x 1uf [HV]
• 1x 470uf LOW ESR ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า [HV]
• 2x 1n4003 ไดโอด (ไดโอดใด ๆ ที่สามารถทนต่อ 2 * HV หรือมากกว่านั้นก็ได้)
• ฟิวส์ 1x 10 แอมป์ (หรือสายสั้น 30AWG ข้ามแผงขั้วต่อ)
• ตัวเหนี่ยวนำ 2x 2.5mh (หรือไขลานของคุณเอง)
• 4x IRFB4115 Power MOSFET [HV] [ต้องเป็นของแท้!]
• ตัวต้านทานสารพัน คุณสามารถนำออกจาก eBay หรือ Amazon ได้ในราคาไม่กี่เหรียญ
• 4x 2k โพเทนชิโอมิเตอร์แบบทริมเมอร์
• 2x KIA4558 Op amp (หรือออดิโอ op amps ที่คล้ายกัน)
• 3x LM311 เครื่องเปรียบเทียบ
• 1x7808 ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า
• 1x บอร์ดแปลงบั๊ก "Lm2596" คุณสามารถหาได้บน eBay หรือ Amazon ในราคาไม่กี่เหรียญ
• IC ตัวขับเกท NCP5181 2x (คุณอาจระเบิดบ้าง รับเพิ่ม) [ต้องเป็นของแท้!]
• หัวต่อ 3 พินเพื่อเชื่อมต่อกับบอร์ดอินพุต (หรือพินเพิ่มเติมสำหรับความแข็งแกร่งทางกล)
• สายไฟหรือขั้วต่อสำหรับลำโพง กำลังไฟ ฯลฯ
• สายไฟ 18AWG (สำหรับเดินสายพาวเวอร์สเตจ)
• สายเบ็ด 22 AWG (สำหรับเดินสายทุกอย่าง)
• หม้อแปลงเสียงกำลังต่ำ 200 โอห์มสำหรับอินพุตสเตจ
• พัดลมคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก 12v/200ma (หรือน้อยกว่า) เพื่อทำให้แอมพลิฟายเออร์เย็นลง (อุปกรณ์เสริม)

เครื่องมือและอุปกรณ์:

• ออสซิลโลสโคปที่มีความละเอียดอย่างน้อย 2us/div พร้อมโพรบ 1x และ 10x (คุณสามารถใช้ตัวต้านทาน 50k และ 5k เพื่อสร้างโพรบ 10x ของคุณเองได้)
• มัลติมิเตอร์ที่สามารถทำแรงดัน กระแส และความต้านทาน
• บัดกรีและหัวแร้ง (ฉันใช้ Kester 63/37, GOOD QUALITY ปราศจากสารตะกั่วก็ใช้ได้หากคุณมีประสบการณ์)
• ตัวดูดบัดกรี ไส้ตะเกียง ฯลฯ คุณจะทำผิดพลาดในวงจรขนาดใหญ่นี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อบัดกรีตัวเหนี่ยวนำ มันเป็นความเจ็บปวด
• เครื่องตัดและปอกสายไฟ
• สิ่งที่สามารถสร้างคลื่นสี่เหลี่ยมของ HZ ไม่กี่อย่างเช่นเขียงหั่นขนมและตัวจับเวลา 555

ขั้นตอนที่ 2: เรียนรู้ว่าคลาส D ที่สั่นในตัวเองทำงานอย่างไร (ไม่บังคับ แต่แนะนำ)

ก่อนที่คุณจะเริ่ม คุณควรทำความเข้าใจว่าวงจรทำงานอย่างไร มันจะช่วยได้มากสำหรับปัญหาใดๆ ที่คุณอาจมีต่อไป และจะช่วยให้คุณเข้าใจว่าแต่ละส่วนของแผนผังแบบเต็มทำอะไรได้บ้าง

ภาพแรกเป็นกราฟที่สร้างโดย LTSpice ซึ่งแสดงการตอบสนองของแอมพลิฟายเออร์ต่อการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าอินพุตในทันที ดังที่คุณเห็นจากกราฟ เส้นสีเขียวจะพยายามตามเส้นสีน้ำเงิน ทันทีที่อินพุตเปลี่ยนแปลง เส้นสีเขียวจะพุ่งขึ้นให้เร็วที่สุดเท่าที่จะทำได้และหยุดนิ่งโดยมีการโอเวอร์โหลดน้อยที่สุด เส้นสีแดงคือแรงดันไฟฟ้าของสเตจเอาต์พุตก่อนตัวกรอง หลังจากการเปลี่ยนแปลง แอมพลิฟายเออร์จะตกลงอย่างรวดเร็วและเริ่มสั่นรอบจุดที่ตั้งไว้อีกครั้ง

ภาพที่สองคือแผนภาพวงจรพื้นฐาน อินพุตเสียงจะถูกเปรียบเทียบกับสัญญาณป้อนกลับ ซึ่งจะสร้างสัญญาณเพื่อขับสเตจเอาต์พุตเพื่อให้เอาต์พุตเข้าใกล้อินพุตมากขึ้น ฮิสเทรีซิสในตัวเปรียบเทียบทำให้วงจรสั่นรอบแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการที่ความถี่สูงเกินไปสำหรับหูหรือลำโพงที่จะตอบสนอง

หากคุณมี LTSpice คุณสามารถดาวน์โหลดและลองใช้ไฟล์แผนผัง.asc ได้ ลองเปลี่ยน r2 เพื่อเปลี่ยนความถี่และดูวงจรเป็นบ้าเมื่อคุณถอดสนูบเบอร์ที่ลดการสั่นสะเทือนมากเกินไปรอบ ๆ จุดเรโซแนนซ์ของฟิลเตอร์ LC

แม้ว่าคุณจะไม่มี LTSpice การศึกษารูปภาพจะทำให้คุณมีความคิดที่ดีว่าทุกอย่างทำงานอย่างไร ตอนนี้เรามาเริ่มกันที่อาคาร

ขั้นตอนที่ 3: สร้างพาวเวอร์ซัพพลาย

ก่อนที่คุณจะเริ่มบัดกรีอะไรให้ดูที่แผนผังและเลย์เอาต์ตัวอย่าง แผนผังเป็น SVG (กราฟิกเวกเตอร์) ดังนั้นเมื่อคุณดาวน์โหลดแล้ว คุณจะสามารถซูมเข้าได้มากเท่าที่ต้องการโดยไม่สูญเสียความละเอียด ตัดสินใจว่าคุณจะวางทุกอย่างไว้บนบอร์ดที่ไหน แล้วสร้างแหล่งจ่ายไฟ ต่อแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่และกราวด์ และตรวจดูให้แน่ใจว่าไม่มีสิ่งใดร้อนขึ้น ใช้มัลติมิเตอร์เพื่อปรับบอร์ด "lm2596" ให้มีเอาต์พุต 12 โวลต์ และตรวจสอบว่าตัวควบคุม 7808 กำลังเอาต์พุต 8 โวลต์

นั่นคือมันสำหรับแหล่งจ่ายไฟ

ขั้นตอนที่ 4: สร้าง Stage Output และ Gate Driver

ในกระบวนการสร้างทั้งหมด นี่เป็นขั้นตอนที่ยากที่สุดในบรรดาขั้นตอนทั้งหมด สร้างทุกอย่างใน "Gate driver circuit" และ "Power stage" ในแผนผัง ตรวจสอบให้แน่ใจว่า FET ต่อเข้ากับฮีตซิงก์

ในแผนผัง คุณจะเห็นสายไฟที่ดูเหมือนจะไม่มีที่ไหนเลยและพูดว่า "vDrv" สิ่งเหล่านี้เรียกว่าป้ายกำกับในแผนผังและป้ายกำกับทั้งหมดที่มีข้อความเดียวกันจะเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน เชื่อมต่อสายไฟที่มีป้ายกำกับ "vDrv" ทั้งหมดเข้ากับเอาต์พุตของบอร์ดควบคุม 12v

หลังจากเสร็จสิ้นขั้นตอนนี้ ให้จ่ายไฟให้กับวงจรนี้ด้วยแหล่งจ่ายกระแสไฟที่จำกัด (คุณสามารถใช้ตัวต้านทานแบบอนุกรมกับแหล่งจ่ายไฟได้) และตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีสิ่งใดร้อนขึ้น ลองต่อสัญญาณอินพุตแต่ละตัวเข้ากับตัวขับเกตไปที่ 8v จากแหล่งจ่ายไฟ (ทีละตัว) และตรวจสอบว่ามีการขับเกทที่ถูกต้องหรือไม่ เมื่อคุณตรวจสอบแล้วว่าคุณรู้ว่าเกทไดรฟ์ทำงาน

เนื่องจากเกทไดรฟ์ใช้วงจรบูตสแตรป คุณจึงไม่สามารถทดสอบเอาต์พุตโดยตรงด้วยการวัดแรงดันเอาต์พุต นำมัลติมิเตอร์ไปตรวจสอบไดโอด และตรวจสอบระหว่างขั้วต่อลำโพงแต่ละตัวกับขั้วต่อไฟแต่ละขั้ว

1. บวกกับผู้พูด 1
2. บวกกับผู้พูด 2
3. เชิงลบต่อผู้พูด 1
4. เชิงลบต่อผู้พูด 2

แต่ละอันควรแสดงค่าการนำไฟฟ้าบางส่วนเพียงทางเดียวเท่านั้น เช่นเดียวกับไดโอด

ถ้าทุกอย่างเรียบร้อย ยินดีด้วย คุณเพิ่งทำส่วนที่ยากที่สุดของกระดานเสร็จ คุณจำการต่อสายดินได้ถูกต้องใช่ไหม

ขั้นตอนที่ 5: สร้างเครื่องกำเนิดสัญญาณ MOSFET Gate Drive

เมื่อคุณเสร็จสิ้นไดรเวอร์เกทและสเตจกำลัง คุณก็พร้อมที่จะสร้างส่วนของวงจรที่สร้างสัญญาณที่บอกไดรเวอร์เกทว่า FET ใดที่จะเปิดในเวลาใด

สร้างทุกอย่างใน "เครื่องกำเนิดสัญญาณไดรเวอร์ MOSFET ที่มีเวลาตาย" ในแผนผัง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณไม่ลืมตัวเก็บประจุขนาดเล็กใดๆ หากคุณละเว้น วงจรจะยังคงทดสอบได้ดี แต่จะทำงานได้ไม่ดีเมื่อคุณพยายามขับลำโพงเนื่องจากตัวเปรียบเทียบสั่นคลอน

ต่อไป ทดสอบวงจรโดยป้อนคลื่นสี่เหลี่ยมสองสามเฮิรตซ์ลงใน "เครื่องกำเนิดสัญญาณไดรเวอร์ MOSFET ที่มีเวลาตาย" จากเครื่องกำเนิดสัญญาณหรือวงจรจับเวลา 555 เชื่อมต่อแรงดันแบตเตอรี่กับ "HV in" ผ่านตัวต้านทานจำกัดกระแส

เชื่อมต่อออสซิลโลสโคปกับเอาต์พุตของลำโพง คุณควรได้รับแรงดันแบตเตอรี่ย้อนกลับขั้วสองสามครั้งในหนึ่งวินาที ไม่มีอะไรจะอุ่นขึ้นและผลลัพธ์ควรเป็นคลื่นสี่เหลี่ยมที่สวยงามและคมชัด การโอเวอร์โหลดเล็กน้อยก็ใช้ได้ ตราบใดที่แรงดันแบตเตอรี่ไม่เกิน 1/3

หากเอาต์พุตสร้างคลื่นสี่เหลี่ยมที่สะอาด หมายความว่าทุกสิ่งที่คุณสร้างมาจนถึงตอนนี้ใช้งานได้แล้ว เหลือวงจรย่อยเพียงวงจรเดียวจนกว่าจะแล้วเสร็จ

ขั้นตอนที่ 6: ตัวเปรียบเทียบ แอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียล และช่วงเวลาแห่งความจริง

ตอนนี้คุณพร้อมที่จะสร้างส่วนของวงจรที่ทำการมอดูเลตคลาส D แล้ว

สร้างทุกอย่างใน "ตัวเปรียบเทียบที่มีฮิสเทรีซิส" และ "แอมพลิฟายเออร์ดิฟเฟอเรนเชียลสำหรับคำติชม" ในแผนผัง รวมถึงตัวต้านทาน 5k สองตัวที่ทำให้วงจรมีเสถียรภาพเมื่อไม่มีการเชื่อมต่อใดๆ กับอินพุต

ต่อไฟเข้ากับวงจร (แต่ยังไม่ถึง HV) และตรวจสอบว่าพิน 2 และ 3 ของ U6 ทั้งคู่ควรอยู่ใกล้ Vreg ครึ่งหนึ่ง (4 โวลต์)

หากค่าทั้งสองถูกต้อง ให้ต่อซับวูฟเฟอร์ที่ขั้วเอาท์พุต ต่อไฟและ HV เข้ากับแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ผ่านตัวต้านทานจำกัดกระแส (คุณสามารถใช้ซับวูฟเฟอร์ขนาด 4 โอห์มขึ้นไปเป็นตัวต้านทานได้) คุณควรได้ยินเสียงป็อปเล็กๆ และซับวูฟเฟอร์ไม่ควรเคลื่อนไปทางใดทางหนึ่งมากกว่ามิลลิเมตร ตรวจสอบกับออสซิลโลสโคปเพื่อให้แน่ใจว่าสัญญาณที่เข้าและออกจากไดรเวอร์เกท NCP5181 นั้นสะอาดและแต่ละรอบการทำงานประมาณ 40% หากไม่เป็นเช่นนั้น ให้ปรับตัวต้านทานปรับค่าได้สองตัวจนกว่าจะเท่ากัน ความถี่ของคลื่นเกทไดรฟ์จะต่ำกว่าที่ต้องการ 70-110 KHZ เนื่องจาก HV ไม่ได้เชื่อมต่อกับตัวเพิ่มแรงดันไฟ

หากสัญญาณเกทไดรฟ์ไม่สั่นเลย ให้ลองเปลี่ยน SPK1 และ SPK2 ไปที่ดิฟเฟอเรนเชียลแอมพลิฟายเออร์ หากยังคงใช้งานไม่ได้ ให้ใช้ออสซิลโลสโคปเพื่อติดตามความผิดปกติ เกือบจะแน่นอนในวงจรเปรียบเทียบหรือวงจรขยายสัญญาณที่แตกต่างกัน

เมื่อวงจรทำงาน ปล่อยให้ลำโพงเชื่อมต่ออยู่และเพิ่มโมดูลเพิ่มแรงดันไฟเพื่อเพิ่มแรงดันไฟไปที่ HV เป็นประมาณ 65-70 โวลต์ (จำฟิวส์ไว้) เปิดวงจรไฟฟ้า และตรวจดูให้แน่ใจว่าไม่มีสิ่งใดร้อนขึ้นในตอนแรก โดยเฉพาะ MOSFET และตัวเหนี่ยวนำ ตรวจสอบอุณหภูมิต่อไปประมาณ 5 นาที เป็นเรื่องปกติที่ตัวเหนี่ยวนำจะอุ่น ตราบใดที่ไม่ร้อนเกินไปที่จะสัมผัสอย่างต่อเนื่อง มอสเฟตไม่ควรเกินความอบอุ่นเล็กน้อย

ตรวจสอบความถี่และรอบการทำงานของคลื่นเกทไดรฟ์อีกครั้ง ปรับรอบการทำงาน 40% และตรวจสอบว่าความถี่อยู่ระหว่าง 70 ถึง 110 Khz หากไม่เป็นเช่นนั้น ให้ปรับ R10 ในแผนผังเพื่อแก้ไขความถี่ หากความถี่ถูกต้อง คุณก็พร้อมที่จะเริ่มเล่นเสียงด้วยแอมพลิฟายเออร์

ขั้นตอนที่ 7: อินพุตเสียงและการทดสอบขั้นสุดท้าย

ตอนนี้แอมพลิฟายเออร์ทำงานได้อย่างน่าพอใจ ก็ถึงเวลาสร้างสเตจอินพุต บนกระดานอื่น (หรืออันเดียวกันถ้าคุณมีที่ว่าง) ให้สร้างวงจรตามแผนผังที่ให้มาในขั้นตอนนี้ (คุณต้องดาวน์โหลด) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้หุ้มด้วยโลหะที่ต่อลงกราวด์แล้วถ้าอยู่ใกล้กับการสร้างเสียงรบกวน ส่วนประกอบ ต่อไฟและกราวด์เข้ากับวงจรจากแอมพลิฟายเออร์ แต่อย่าเพิ่งต่อสัญญาณเสียง ตรวจสอบว่าสัญญาณเสียงอยู่ที่ประมาณ 4 โวลต์และเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเมื่อคุณหมุนโพเทนชิออมิเตอร์ "DC offset adjustment" ปรับโพเทนชิออมิเตอร์เป็นเวลา 4 โวลต์และประสานสายสัญญาณเสียงเข้ากับส่วนที่เหลือของวงจร

แม้ว่าแผนผังจะแสดงโดยใช้แจ็คหูฟังเป็นอินพุต คุณยังสามารถเพิ่มอะแดปเตอร์บลูทูธที่มีเอาต์พุตแบบมีสายไปยังตำแหน่งที่แจ็คเสียงอยู่ อะแดปเตอร์บลูทูธสามารถใช้พลังงานจากตัวควบคุม 7805 (ฉันมี 7806 และใช้ไดโอดเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าอีก 0.7 โวลต์)

เปิดเครื่องขยายเสียงอีกครั้ง และเสียบสายเคเบิลเข้ากับแจ็ค AUX บนบอร์ดอินพุต น่าจะมีสถิตอยู่บ้าง

หากไฟฟ้าสถิตดังเกินไป ให้ลองทำดังนี้

• คุณป้องกันขั้นตอนการป้อนข้อมูลได้ดีหรือไม่? เครื่องเปรียบเทียบยังสร้างเสียงรบกวนอีกด้วย
• เพิ่มตัวเก็บประจุ 100nf ที่เอาต์พุตของหม้อแปลงไฟฟ้า
• เพิ่มตัวเก็บประจุ 100nf ระหว่างสัญญาณเสียงออกและกราวด์ และวางตัวต้านทาน 2k ในแถวก่อนตัวเก็บประจุ
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าสาย aux ไม่ได้อยู่ใกล้กับแหล่งจ่ายไฟหรือสายสัญญาณออกของเครื่องขยายเสียง

เพิ่มระดับเสียงอย่างช้าๆ (เป็นเวลาหลายนาที) เพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีสิ่งใดร้อนเกินไปหรือบิดเบี้ยว ปรับอัตราขยายเพื่อให้แอมพลิฟายเออร์ไม่หนีบเว้นแต่ระดับเสียงจะอยู่ที่ระดับสูงสุด

ขึ้นอยู่กับคุณภาพของแกนเหนี่ยวนำและขนาดของแผงระบายความร้อน อาจเป็นความคิดที่ดีที่จะเพิ่มพัดลมขนาดเล็กซึ่งขับเคลื่อนจากราง 12v เพื่อทำให้เครื่องขยายเสียงเย็นลงนี่เป็นความคิดที่ดีอย่างยิ่งหากคุณจะใส่มันลงในกล่อง