Усилитель динамика ПК: 6 ступеней (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:47

Это маломощный (менее 10 Вт) транзисторный усилитель на LM386 и TIP41 / 42.

Хотя выходная мощность не очень впечатляет, все же он вполне может служить усилителем для колонки ПК и MP3-плеера.

Когда мы вместе живем в переполненной квартире, половина выходной мощности этого усилителя легко вызывает у моей семьи жалобы.

В любом случае, он может управлять динамиком 8 Ом и 4 Ом при максимальном напряжении питания 12 В.

Я получил оригинальные схемы с веб-сайта (https://www.bristolwatch.com/radio/lm386_power_amp.htm, усилитель звука Lm386 с добавлением двухтактного выходного каскада).

Поскольку в схеме не используется источник питания с двойной полярностью (+/-), общая сложность схемы не очень высока, и можно использовать компактный размер (15 см (Ш) x 10 см (Г) x 5 см (В)), как показано на изображение выше.

Я сделал несколько усилителей с оригинальной схемой, и один из них, показанный на картинке выше, является окончательной версией, в которой были внесены небольшие изменения по сравнению с оригиналом.

Шаг 1: Предыдущая версия усилителя

Это старая версия усилителя, выполненная по оригинальной схеме.

В качестве двухтактного выходного каскада используются транзисторы TIP31 / 32.

Я использую обычную схему регулятора напряжения LM7812 и сетевой адаптер 220 В (вход) / 15 В (выход) в качестве источника питания, потому что схема усилителя требует тока менее 1 А при нормальной работе.

Это вполне удовлетворительно, так как уровень выходного сигнала достаточен для работы с любой из имеющихся у меня колонок с сопротивлением 8 или 4 Ом.

Качество звука также приемлемое по сравнению с коммерческим усилителем звука, который я использовал раньше.

Но кажется, что слышен очень близко к говорящему, издается высокий шум.

Возможно, микросхема усилителя LM386, кажется, производит высокочастотный шипящий шум вместе с обычным усиленным звуковым сигналом.

Таким образом, этот усилитель используется нечасто, поскольку несколько часов прослушивания обычно доставляют мне дискомфорт из-за высокого звука, исходящего из динамика.

А иногда случаются вспышки RF (радиочастоты), когда мотоцикл проезжает мимо моей квартиры с большим шумом.

***

Я искал в Интернете, чтобы вообще уменьшить высокое шипение и случайные радиочастотные помехи.

Схема ниже представляет собой результат, который применяется с некоторыми модификациями, рекомендованными на нескольких веб-страницах.

Шаг 2: электрическая схема

Поскольку я плохо разбираюсь в аналоговой электронике, научное объяснение изменений, которые я сделал в схемах выше, невозможно.

Но результат вполне удовлетворительный, когда я слушаю проигрывание MP3 и слушаю вывод видео в течение нескольких часов с измененной схемой усилителя.

Поскольку с личной точки зрения качество звука - это очень субъективный вопрос, описанные выше действия по исправлению положения никому не подойдут.

Но в любом случае исчезли радиочастотные наводки и высокие частоты неприятного шума.

Причины добавления и удаления электронных компонентов заключаются в следующем.

***

- Рекомендуется использовать шунтирующие конденсаторы низкой (100 мкФ) и высокой (0,1 мкФ) частоты на линии питания LM386 для устранения шума на входе усилителя IC.

- Уменьшение усиления LM386 (откройте контакты 1 и 8, чтобы зафиксировать усиление по умолчанию 20 (26 дБ)) для устранения высокочастотного шума также рекомендуется на других веб-страницах.

- И, наконец, добавьте еще один керамический конденсатор (конденсатор 0,1 мкФ, который на схеме выше пронумерован как 3) к выходу LM386, заявленному для полного устранения любого шума с высоким шагом, поскольку керамический конденсатор действует как фильтр нижних частот.

***

Все вышеперечисленные рекомендации, которые я нашел на веб-страницах, применяются и тестируются одна за другой, чтобы получить окончательную схему, показанную на картинке выше.

Во-первых, я не считаю хорошей идеей еще одно дополнение керамического конденсатора (участок номер 3 на схеме) к выходу LM386.

Поскольку, возможно, конденсатор может удалить часть полезного высокочастотного аудиосигнала с выхода динамика, это очень разумное подозрение для кого-либо.

Но добавление конденсатора становится весьма эффективным решением для устранения радиочастотных наводок и высокочастотного шипящего звука из аудиовыхода в конечном итоге.

Шаг 3: Схема подключения

Поскольку требуется стереовыход, две схемы усилителя размещаются и подключаются к универсальной печатной плате.

Сравнивая схемы и электрические схемы вместе, вы можете видеть, что каждая проводка, изображенная на схемах, совпадает с рисунком проводки на рисунке выше.

Одинаковый размер каждого электронного компонента изображен, расположен и соединен вместе с другими компонентами на схеме электрических соединений.

Для уменьшения общей длины проводки используется не продолговатая и наклонная схема разводки.

Линии оранжевого цвета подключены к верхней части печатной платы.

Между тем, другие линии красного / зеленого цвета подключаются к задней (паяльной) стороне печатной платы.

Шаг 4: Детали

Я не могу изобразить и объяснить каждый компонент один за другим на картинке выше.

Но большинство достойных внимания компонентов изображено на картинке.

Подробная спецификация (ведомость материалов) описана в списке ниже. (Стоимость только важного компонента указана. Но информация о стоимости предоставляется только ориентировочно)

***

- микросхема усилителя LM386 x 2 (Около 1 $)

- TIP41 (транзистор NPN) x 2, TIP42 (транзистор PNP) x 2 (около 1,2 $ за каждый)

- 4 диода 1N4148 для смещения транзисторов класса AB

- регулятор напряжения LM7812 (блок питания усилителя)

- Потенциометр ALPS blue velvet 20K (регулятор громкости, двойной 20K VR в комплекте, 10 $)

- 2 электролитических конденсатора емкостью 1000 мкФ для фильтрации постоянного тока с аудиовыхода

- 2 электролитических конденсатора емкостью 100 мкФ для обхода низкочастотного шума от сети

- 2 электролитических конденсатора емкостью 10 мкФ для отключения питания от микросхемы LM386

- 2 электролитических конденсатора 2,2 мкФ для подключения аудиовхода к цепи усилителя

- 6 керамических конденсаторов емкостью 0,1 мкФ для фильтрации мощности и подавления высокочастотных шумов

- 1 пленочный конденсатор емкостью 0,33 мкФ для фильтрации шума стабилизатора LM7812

- 2 пленочных конденсатора 0,047 мкФ для стабилизации выхода (сеть Zobel)

- 4 резистора 2,2 Ом 1/2 Вт для нагрузки транзистора

- 2 резистора 1 кОм 1/4 Вт для смещения транзистора

- 10 Ом x 2 для стабилизации выхода с помощью сети Zobel

- Клеммная колодка для проводки кабеля динамика (4 контакта, 3 $)

- Входной стерео аудиоразъем 3,5 мм

- Круглая розетка для подключения настенного адаптера питания 15 В

- Универсальная печатная плата около 15 см (Ш) x 10 см (Г)

- Акриловая доска x 4 (15 см (Ш) x 10 см (Д) x 5 мм / 3 мм (В))

- Металлический держатель M3 (болт / гайка) 3,5 см x 4

- 2-х проводные кабели (номинал 5В и более 2А)

***

Согласование транзисторов рекомендуется на веб-странице, где размещена исходная схема.

Для лучшего качества звука обычно требуется согласование транзисторов для поддержки идентичных физических характеристик транзисторов NPN / PNP.

Но поскольку процесс сопоставления немного сложен, я не буду упоминать подробности в этой истории.

Шаг 5: Электромонтаж и пайка

Оловянные провода (размер AWG 24) используются для изготовления схем разводки, как показано на схемах и чертежах.

Из-за ошибок, допущенных при пайке, используется несколько перемычек.

Поскольку метод пайки объясняется в других инструкциях (https://www.instructables.com/circuits/raspberry-pi/projects/recent/), я не буду описывать детали в этой истории.

Но в основном электромонтаж и пайка выполняются в соответствии с деталями, как показано на схеме подключения.

Как видно на изображении выше, к усилителю подключаются различные кабели, в том числе стереофонический аудиокабель, двухжильный кабель динамика и кабель питания 15 В.

Шаг 6: Игра и дальнейшее развитие

Когда создание усилителя закончено, давайте приступим к прослушиванию музыки.

Динамик, показанный на картинке выше, - это Scandyna MicroPod SE, который был куплен около 10 лет назад.

Теперь модель подключения аудиокабеля заменена на Bluetooth, и модель той же формы кажется доступной для покупки.

Лично я полагаю, что технические характеристики и характеристики динамика важнее для качества звука, чем усилитель.

Технические характеристики спикера следующие.

***

- Приложения Hi-Fi стерео, AV-системы домашнего кинотеатра

- Требования к усилителю 10 - 100 Вт

- Номинальное сопротивление 4 Ом

- Частотная характеристика 65-20 000 Гц (± 3 дБ)

***

Я описал использование этого усилителя для динамика ПК.

Но его можно сопрягать с различными источниками звука для воспроизведения музыки или видео.

Посмотреть видео о работе усилителя можно по следующей ссылке.

***

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

***

Поскольку запись ведется на смартфон, качество звука не очень заметно.

В любом случае я использую этот усилитель как базовое устройство для воспроизведения любого мультимедийного контента с ПК, сервера Raspberry Pi, смартфона и т. Д.

В качестве расширения этого проекта в этот усилитель будут интегрированы некоторые дополнительные функции.

Спасибо за прочтение.