Wzmacniacz głośnikowy PC: 6 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:26

Jest to wzmacniacz tranzystorowy małej mocy (mniej niż 10W) wykorzystujący LM386 i TIP41/42.

Choć moc wyjściowa nie jest imponująca, to jednak z powodzeniem może służyć jako wzmacniacz do głośnika PC i odtwarzacza MP3.

Kiedy mieszkam razem w zatłoczonym mieszkaniu, połowa mocy wyjściowej tego wzmacniacza z łatwością powoduje skargi mojej rodziny.

W każdym razie może napędzać głośnik 8ohm i 4ohm z maksymalnym zasilaniem 12V.

Oryginalny schemat dostałem ze strony internetowej (https://www.bristolwatch.com/radio/lm386_power_amp.htm, Lm386 Audio Amplifier Adding Push-Pull Output Stage).

Ponieważ obwód nie korzysta z zasilacza o podwójnej polaryzacji (+/-), ogólna złożoność obwodu nie jest zbyt duża i można użyć kompaktowych rozmiarów (15 cm (szer.) x 10 cm (głęb.) x 5 cm (wys.)) obudowy, jak pokazano na zdjęcie powyżej.

Zrobiłem kilka wzmacniaczy z oryginalnymi schematami i jeden z nich pokazany na powyższym obrazku jest wersją ostateczną z niewielkimi modyfikacjami w stosunku do oryginału.

Krok 1: Poprzednia wersja wzmacniacza

To stara wersja wzmacniacza wykonana według oryginalnych schematów.

Wykorzystuje tranzystory TIP31/32 jako stopień wyjściowy push-pull.

Jako zasilania używam zwykłego obwodu regulatora napięcia LM7812 i zasilacza ściennego 220V (wejście)/15V (wyjście), ponieważ obwód wzmacniacza wymaga mniej niż 1A prądu podczas normalnej pracy.

Jest to całkiem satysfakcjonujące, ponieważ poziom wyjściowy jest wystarczający, aby wysterować każdy z posiadanych przeze mnie głośników 8 omów lub 4 omów.

Jakość dźwięku jest również rozsądna w porównaniu z komercyjnym wzmacniaczem audio, którego wcześniej używałem.

Ale wydaje się, że podczas słuchania z bliska słychać wysoki dźwięk.

Być może układ scalony wzmacniacza LM386 wydaje się wytwarzać szum o wysokiej częstotliwości wraz z normalnym wzmocnionym sygnałem audio.

Dlatego ten wzmacniacz nie jest często używany, ponieważ kilkugodzinne słuchanie zwykle sprawia, że czuję się niekomfortowo ze względu na wysoki dźwięk wydobywający się z głośnika.

Czasami zdarza się, że w pobliżu mojego mieszkania przejeżdża motocykl z dużym hałasem.

***

Przeszukałem Internet, aby całkowicie zredukować wysokie syczenie i okazjonalne przechwytywanie fal radiowych.

Poniższy schemat to wynik, który został zastosowany z pewnymi modyfikacjami zalecanymi na kilku stronach internetowych.

Krok 2: Schematy obwodów

Ponieważ nie jestem dobry w elektronice analogowej, naukowe wyjaśnienie nie jest możliwe dla modyfikacji, które wprowadziłem na powyższych schematach.

Ale wynik jest całkiem satysfakcjonujący, gdy słucham odtwarzania MP3 i słucham wyjścia audio wideo przez kilka godzin ze zmodyfikowanym obwodem wzmacniacza.

Ponieważ jakość dźwięku jest sprawą bardzo subiektywną, zgodnie z osobistym punktem widzenia, powyższe działania naprawcze nie będą odpowiednie dla kogoś.

Ale i tak koniec odbioru RF, a także wysokie tony kłopotliwego szumu w końcu zniknęły.

Rozumowanie dodawania i usuwania elementów elektronicznych jest następujące.

***

-Zastosowanie kondensatorów omijających o niskiej (100uF) i wysokiej (0,1 uf) częstotliwości jest zalecane do linii zasilającej LM386 w celu usunięcia wlotu szumów do układu scalonego wzmacniacza

- Zmniejszenie wzmocnienia LM386 (utwórz otwarte piny 1 i 8, aby ustawić domyślne wzmocnienie 20 (26dB)) pomaga usunąć szumy o wysokiej częstotliwości jest również zalecane na innych stronach internetowych.

- I na koniec dodaj jeszcze jeden kondensator ceramiczny (kondensator 0,1uF, który jest oznaczony jako 3 na schemacie powyżej) do wyjścia LM386, aby całkowicie usunąć wszelkie szumy o wysokim tonie, ponieważ kondensator ceramiczny działa jako filtr dolnoprzepustowy

***

Wszystkie powyższe zalecenia, które znalazłem na stronach internetowych, są stosowane i testowane pojedynczo, aby uzyskać ostateczny schemat pokazany na powyższym obrazku.

Po pierwsze, nie uważam, aby jeszcze jeden dodatek kondensatora ceramicznego (część numer 3 na schemacie) do wyjścia LM386 był dobrym pomysłem.

Ponieważ prawdopodobnie kondensator może usunąć część użytecznego sygnału audio o wysokiej częstotliwości z wyjścia głośnika, jest to bardzo rozsądne podejrzenie dla każdego.

Ale dodanie kondensatora staje się dość skutecznym rozwiązaniem, aby ostatecznie usunąć pobudzenie RF i wysoki syczący dźwięk z wyjścia audio.

Krok 3: Rysowanie okablowania

Ponieważ wymagane jest wyjście stereo, dwa obwody wzmacniacza są umieszczone i okablowane na uniwersalnej płytce PCB.

Porównując razem schematy i schemat połączeń, można zobaczyć, że każde okablowanie przedstawione na schematach jest dopasowane do schematu okablowania na powyższym rysunku.

Podobny rozmiar każdego komponentu elektronicznego jest przedstawiony, umiejscowiony i okablowany razem z innymi komponentami na rysunku okablowania.

Aby skrócić całkowitą długość okablowania, nie stosuje się podłużnego i skośnego układu okablowania.

Linie w kolorze pomarańczowym są okablowane i połączone w górnej części płytki drukowanej.

Tymczasem inne czerwone/zielone linie są okablowane i połączone z tyłu (lutowania) strony PCB.

Krok 4: Części

Nie mogę przedstawić i wyjaśnić każdego komponentu jeden po drugim na powyższym obrazku.

Ale większość godnych uwagi komponentów jest opisanych na zdjęciu.

Szczegółowy BOM (Bill of Materials) jest opisany na poniższej liście. (Koszt tylko ważnego komponentu jest zapisany, ale informacje o kosztach są podawane jako orientacyjne)

***

- Wzmacniacz LM386 IC x 2 (około 1 $)

-TIP41 (tranzystor NPN) x 2, TIP42 (tranzystor PNP) x 2 (około 1.2 $ za każdy)

- dioda 1N4148 x 4 do polaryzacji tranzystorów w klasie AB

- Regulator napięcia LM7812 (zasilanie wzmacniacza)

- Potencjometr ALPS blue velvet 20K (regulacja głośności, w zestawie podwójny 20K VR, 10$)

-Kondensator elektrolityczny 1000uF x 2 do filtrowania prądu stałego z wyjścia audio;

-Kondensator elektrolityczny 100 uF x 2 do omijania szumów o niskiej częstotliwości z linii energetycznej;

- Kondensator elektrolityczny 10uF x 2 do obejścia mocy za pomocą układu scalonego LM386

-2,2 uF kondensator elektrolityczny x 2 do łączenia wejścia audio z obwodem wzmacniacza;

-Kondensator ceramiczny 0,1 uF x 6 do filtrowania mocy i tłumienia szumów wysokiej częstotliwości;

-Kondensator foliowy 0,33 uF x 1 do filtrowania szumów regulatora LM7812;

- Kondensator foliowy 0,047uF x 2 do stabilizacji wyjścia (sieć Zobel)

- Rezystor 2,2ohm 1/2W x 4 do ładowania tranzystora

- Rezystor 1K 1/4W x 2 do polaryzacji tranzystora

- 10ohm x 2 do stabilizacji wyjścia z siecią Zobel

- Listwa zaciskowa okablowania głośnikowego (4 piny, 3$)

- Gniazdo wejściowe audio stereo 3,5 mm

- Okrągłe gniazdo zasilania do zasilacza ściennego 15V

- Uniwersalna płytka PCB ok 15cm (szer) x 10cm (gł)

- Płyta akrylowa x 4 (15cm (szer) x 10cm (gł) x 5mm/3mm (wys))

- Wspornik metalowy rozmiar M3 (śruba/nakrętka) 3,5cm x 4

- 2 przewody (o napięciu znamionowym 5 V i większym niż 2 A)

***

Dopasowanie tranzystorów jest zalecane na stronie internetowej, na której zamieszczony jest oryginalny schemat.

Aby uzyskać lepszą jakość dźwięku, zwykle wymagane jest dopasowanie tranzystorów do obsługi identycznych właściwości fizycznych tranzystorów NPN/PNP.

Ale ponieważ proces dopasowywania jest nieco skomplikowany, nie będę wspominał o szczegółach w tej historii.

Krok 5: Okablowanie i lutowanie

Druty cynowe (rozmiar AWG 24) są używane do wykonywania schematów okablowania, jak pokazano na schematach i rysunku okablowania.

Kilka kabli połączeniowych jest używanych z powodu błędów popełnionych podczas lutowania.

Ponieważ metoda lutowania jest wyjaśniona w innych instrukcjach (https://www.instructables.com/circuits/raspberry-pi/projects/recent/), nie będę opisywał szczegółów w tej historii.

Ale zasadniczo okablowanie i lutowanie odbywa się zgodnie ze szczegółami pokazanymi na rysunku okablowania.

Jak widać na powyższym obrazku, do wzmacniacza podłączone są różne kable, w tym kabel stereo audio, 2-żyłowe kable głośnikowe i kabel zasilający 15V.

Krok 6: Zabawa i dalszy rozwój

Po zakończeniu budowy wzmacniacza zacznijmy z nim posłuchać muzyki.

Głośnik pokazany na powyższym zdjęciu to Scandyna MicroPod SE, który został kupiony około 10 lat temu.

Teraz model podłączenia kabla audio został zmieniony na Bluetooth i nadal ten sam kształt modelu wydaje się dostępny do kupienia.

Osobiście uważam, że specyfikacja techniczna i wydajność głośnika są ważniejsze niż wzmacniacz dla jakości dźwięku.

Specyfikacja techniczna głośnika jest następująca.

***

- Zastosowania Hi-Fi stereo, systemy kina domowego AV

- Zapotrzebowanie na wzmacniacz 10 - 100 watów

- Impedancja nominalna 4 Ω

- Pasmo przenoszenia 65-20.000 Hz (± 3dB)

***

Opisałem zastosowanie tego wzmacniacza do głośnika PC.

Ale może być połączony z różnymi źródłami dźwięku do odtwarzania muzyki lub wideo.

Film przedstawiający działanie wzmacniacza można obejrzeć pod poniższym linkiem.

***

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

***

Ponieważ nagrywanie odbywa się za pomocą smartfona, jakość dźwięku jest mało rozpoznawalna.

W każdym razie używam tego wzmacniacza jako podstawowego urządzenia do odtwarzania dowolnych treści multimedialnych z komputera PC, serwera Raspberry Pi, smartfona i tak dalej..

Jako rozszerzenie tego projektu, niektóre dodatkowe funkcje zostaną zintegrowane z tym wzmacniaczem.

Dziękuje za przeczytanie.