تقویت کننده بلندگوی رایانه: 6 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

این تقویت کننده ترانزیستور با قدرت کم (کمتر از 10 وات) با استفاده از LM386 و TIP41/42 است.

اگرچه قدرت خروجی چندان چشمگیر نیست ، اما همچنان می تواند به عنوان تقویت کننده بلندگوی رایانه شخصی و پخش کننده MP3 عمل کند.

هنگامی که در یک آپارتمان بسته بندی شده با هم زندگی می کنید ، نصف توان خروجی از این تقویت کننده به راحتی باعث شکایت خانواده من می شود.

به هر حال ، می تواند بلندگوی 8 اهم و 4 اهم را با حداکثر منبع تغذیه 12 ولت هدایت کند.

من شماتیک اصلی را از وب سایت (https://www.bristolwatch.com/radio/lm386_power_amp.htm ، Lm386 Audio Amplifier Adding Push-Pull Output Stage) دریافت کردم.

از آنجا که مدار از منبع تغذیه دو قطبی (+/-) استفاده نمی کند ، پیچیدگی کلی مدار چندان زیاد نیست و اندازه فشرده (15cm (W) x 10cm (D) x 5cm (H)) از شاسی می تواند مطابق شکل زیر استفاده شود. تصویر بالا

من چندین تقویت کننده با شماتیک اصلی ساخته بودم و یکی از آنها که در تصویر بالا نشان داده شده است ، نسخه نهایی است که تغییرات جزئی را نسبت به نسخه اصلی اعمال کرده است.

مرحله 1: نسخه تقویت کننده قبلی

این نسخه قدیمی تقویت کننده است که مطابق نقشه های اصلی ساخته شده است.

از ترانزیستورهای TIP31/32 به عنوان مرحله خروجی push-pull استفاده می کند.

من از مدار معمول تنظیم کننده ولتاژ LM7812 و آداپتور دیواری 220V (in)/15V (out) به عنوان منبع تغذیه استفاده می کنم زیرا مدار تقویت کننده در طول عملکرد عادی به جریان کمتر از 1 آمپر نیاز دارد.

این بسیار رضایت بخش است زیرا سطح خروجی به اندازه کافی برای رانندگی هر یک از بلندگوهای 8 اهم یا 4 اهم من کافی است.

کیفیت صدا نیز در مقایسه با تقویت کننده صوتی تجاری که قبلاً استفاده کردم منطقی است.

اما به نظر می رسد هنگام شنیدن صدای بلندگو صدای بلند بالا می آید.

شاید به نظر برسد که IC تقویت کننده LM386 فرکانس بالای نویز را همراه با سیگنال صوتی تقویت شده معمولی تولید می کند.

بنابراین ، این تقویت کننده اغلب مورد استفاده قرار نمی گیرد ، زیرا شنیدن چندین ساعت معمولاً به دلیل بلند بودن صدای بلندگو از من ناراحت کننده است.

و برخی مواقع پیکاپ RF (فرکانس رادیویی) زمانی اتفاق می افتد که موتورسیکلت از نزدیک آپارتمان من با سر و صدای زیادی عبور می کند.

***

من اینترنت را جستجو کرده بودم تا به طور کلی صدای خش خش صدای بلند و گاه به گاه RF را کاهش دهم.

شماتیک زیر نتیجه ای است که با برخی تغییرات توصیه شده در چندین صفحه وب اعمال می شود.

مرحله 2: نمودارهای مدار

از آنجا که من در الکترونیک آنالوگ خوب نیستم ، توضیح علمی برای اصلاحاتی که در نمودارهای بالا انجام دادم ممکن نیست.

اما وقتی MP3 را در حال پخش MP3 گوش می دهم و خروجی صوتی ویدئوها را به مدت چند ساعت با مدار تقویت شده تقویت کننده می شنوم ، بسیار رضایت بخش است.

از آنجا که کیفیت صدا بر اساس دیدگاه شخصی بسیار ذهنی است ، اقدامات اصلاحی بالا برای کسی مناسب نخواهد بود.

اما به هر حال دیگر هیچ وانت RF و همچنین صدای بلند مزاحم بالاخره از بین نمی رود.

دلایل اضافه و حذف قطعات الکترونیکی به شرح زیر است.

***

- استفاده از خازنهای دور زدن فرکانس پایین (100uF) و زیاد (0.1uf) به خط منبع تغذیه LM386 توصیه می شود تا ورودی نویز به IC تقویت کننده را حذف کند.

- کاهش سود LM386 (پین 1 و 8 را باز کنید تا به عنوان پیش فرض 20 افزایش یابد (26dB)) برای حذف نویز فرکانس بالا نیز در سایر صفحات وب توصیه می شود.

- و سرانجام یک خازن دیگر سرامیکی (خازن 0.1uF که در شماتیک بالا عدد 3 است) به خروجی LM386 اضافه کنید تا خروجی صدای زیاد را به طور کلی حذف کند زیرا خازن سرامیکی به عنوان فیلتر کم گذر عمل می کند.

***

تمام توصیه های فوق که در صفحات وب یافتم ، یک به یک مورد استفاده و آزمایش قرار می گیرند تا شماتیک نهایی نشان داده شده در تصویر بالا را ارائه دهند.

اولا ، من فکر نمی کنم یک افزودنی دیگر از خازن سرامیکی (قسمت 3 در نمودارها) به خروجی LM386 ایده خوبی باشد.

از آنجا که احتمالاً خازن ممکن است برخی از سیگنال های مفید فرکانس بالا را از خروجی بلندگو حذف کند ، برای هر کسی مشکوک است.

اما افزودن خازن به یک راه حل کاملاً م toثر برای حذف وانت RF و صدای خش خش بلند از خروجی صدا تبدیل می شود.

مرحله 3: طراحی سیم کشی

از آنجا که خروجی استریو مورد نیاز است ، دو مدار تقویت کننده روی برد PCB جهانی قرار گرفته و سیم کشی می شوند.

هنگام مقایسه نمودارها و نمودار سیم کشی با هم ، می توانید ببینید هر سیم کشی نشان داده شده در نمودارها با الگوی سیم کشی در نقشه بالا مطابقت دارد.

اندازه مشابه هر یک از قطعات الکترونیکی به تصویر کشیده شده و در ترکیب سیم کشی با سایر اجزاء سیم کشی شده است.

برای کاهش طول کلی سیم کشی ، از الگوی سیم کشی مستطیل و کج استفاده نمی شود.

و خطوط نارنجی رنگ سیم کشی شده و در بالای صفحه PCB متصل می شوند.

در همین حال خطوط قرمز/سبز دیگر در قسمت پشتی (لحیم کاری) PCB سیم کشی شده و متصل می شوند.

مرحله 4: قطعات

من نمی توانم هر یک از اجزا را یکی یکی در تصویر بالا ترسیم و توضیح دهم.

اما بیشترین اجزای قابل توجه در تصویر شرح داده شده است.

جزئیات BOM (بیل مواد) در لیست زیر شرح داده شده است. (هزینه فقط جزء مهم نوشته شده است. اما اطلاعات هزینه نیز به همان اندازه ارائه شده است)

***

- تقویت کننده LM386 IC x 2 (حدود 1 دلار)

- TIP41 (ترانزیستور NPN) x 2 ، TIP42 (ترانزیستور PNP) x 2 (حدود 1.2 دلار برای هر کدام)

- 1N4148 دیود x 4 برای ترانزیستورهای بایاس به عنوان کلاس AB

- تنظیم کننده ولتاژ LM7812 (منبع تغذیه تقویت کننده)

- پتانسیومتر مخملی آبی ALPS 20K (کنترل صدا ، دوگانه 20K VR شامل ، 10 دلار)

- خازن الکترولیتی 1000uF x 2 برای فیلتر DC از خروجی صدا

- خازن الکترولیتی 100uF x 2 برای دور زدن نویز فرکانس پایین از خط برق

- خازن الکترولیتی 10uF x 2 برای دور زدن قدرت با IC LM386

- خازن الکترولیتی 2.2uF x 2 برای اتصال ورودی صدا به مدار تقویت کننده

- 0.1uF خازن سرامیکی x 6 برای فیلتر کردن قدرت و مهار نویز با فرکانس بالا

- خازن فیلم 0.33uF x 1 برای فیلتر نویز تنظیم کننده LM7812

- خازن فیلم 0.047uF x 2 برای تثبیت خروجی (شبکه Zobel)

- مقاومت 2.2 اهم 1/2W x 4 برای بارگذاری ترانزیستور

- مقاومت 1K 1/4W x 2 برای سوگیری ترانزیستور

- 10ohm x 2 برای تثبیت خروجی با شبکه Zobel

- بلوک پایانه سیم کشی بلندگو (4 پین ، 3 دلار)

- سوکت ورودی صدای استریو 3.5 میلی متری

- سوکت ورودی برق مدور برای آداپتور منبع تغذیه دیواری 15 ولت

- برد PCB جهانی حدود 15cm (W) x 10cm (D)

- تخته اکریلیک x 4 (15cm (W) x 10cm (D) x 5mm/3mm (H))

- پشتیبانی کننده فلزی اندازه M3 (پیچ/مهره) 3.5cm x 4

- 2 کابل سیم (درجه 5V و بیش از 2A)

***

مطابقت ترانزیستورها در صفحه وب توصیه شده است که طرح اصلی در آن ارسال شده است.

برای کیفیت بهتر صدا ، معمولاً تطبیق ترانزیستور برای پشتیبانی از ویژگی های فیزیکی یکسان ترانزیستورهای NPN/PNP مورد نیاز است.

اما از آنجا که فرایند تطبیق کمی مشکل است ، من در این داستان به جزئیات اشاره نمی کنم.

مرحله 5: سیم کشی و لحیم کاری

سیم های قلع (اندازه AWG 24) برای ایجاد الگوهای سیم کشی همانطور که در نمودارها و نقشه سیم کشی نشان داده شده است استفاده می شود.

به دلیل اشتباهاتی که در هنگام لحیم کاری رخ می دهد ، چندین کابل بلوز استفاده می شود.

همانطور که روش لحیم کاری در سایر موارد آموزشی (https://www.instructables.com/circuits/raspberry-pi/projects/recent/) توضیح داده شده است ، من در این داستان جزئیات را شرح نمی دهم.

اما اساساً سیم کشی و لحیم کاری با توجه به جزئیاتی که در نقشه سیم کشی نشان داده شده است انجام می شود.

همانطور که در تصویر بالا مشاهده می شود ، کابل های مختلفی به تقویت کننده متصل هستند از جمله مانند کابل صوتی استریو ، 2 کابل بلندگو سیم و کابل منبع تغذیه 15 ولت.

مرحله 6: بازی و توسعه بیشتر

پس از اتمام ساخت آمپلی فایر ، اجازه دهید با آن کمی موسیقی گوش دهید.

بلندگوی نشان داده شده در تصویر بالا Scandyna MicroPod SE است که حدود 10 سال پیش خریداری شده است.

در حال حاضر مدل اتصال کابل صوتی به بلوتوث تغییر کرده است و هنوز هم همان شکل مدل برای خرید در دسترس است.

شخصاً فکر می کنم مشخصات فنی و عملکرد بلندگو برای کیفیت صدا مهمتر از تقویت کننده است.

مشخصات فنی بلندگو به شرح زیر است.

***

-برنامه های کاربردی سیستم های استریو Hi-Fi ، AV-Home Theater

- قدرت تقویت کننده 10 - 100 وات

- امپدانس اسمی 4 Ω

- فرکانس پاسخ 65-20.000 هرتز (d 3dB)

***

من نحوه استفاده از این تقویت کننده برای بلندگوی کامپیوتر را توضیح دادم.

اما می توان با منابع مختلف صوتی برای پخش موسیقی یا ویدئو ارتباط برقرار کرد.

می توانید ویدئوی عملکرد تقویت کننده را در لینک زیر مشاهده کنید.

***

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

***

از آنجا که ضبط توسط تلفن هوشمند انجام می شود ، کیفیت صدا چندان قابل تشخیص نیست.

به هر حال من از این تقویت کننده به عنوان دستگاه اصلی برای پخش محتویات چند رسانه ای با رایانه ، سرور رزبری پای ، تلفن هوشمند و غیره استفاده می کنم.

به عنوان فرمت این پروژه ، برخی عملکردهای اضافی در این تقویت کننده ادغام می شوند.

ممنون که خواندید.