Mini ljudförstärkarkretsar

I den här artikeln diskuterar vi en handfull mini-ljudförstärkarkrets som kan byggas snabbt för att förstärka mycket små ingångssignaler till hörbara högtalarutgångar.

1) 1 Watt förstärkarkrets

Den första miniljudförstärkarkretsen fungerar med ett 'kompletterande' utgångssteg, med en enda NPN och en enda PNP-effekttransistor, som blir av med en utgångstransformator som vanligtvis observeras i äldre förstärkarmodeller. Effekten är cirka 1W, med ganska minimal distorsion. Ingångssignalen överförs via volymkontrollen RV1 och därefter genom C1 till Q1-basen.

Samlarbelastningen för Q1 består av R1, R5 tillsammans med högtalaren. Samlingsspänningen för Q1 är cirka 50% av matningsspänningen, dvs. 4V5. Q2- och Q3-baserna har också samma spänning (ganska mycket) som Q1-samlaren på grund av att R1-värdet är mycket litet (68R).

Inom korsningen av Q2 sänder Q3 ut spänningen kan också vara nästan 4V5, R3 och R4 och motstånd med extremt litet värde för att styra strömmen som passerar över Q2 och Q3. Om den förstärkta insignalen inte är mer än 4V5 är Q2 avstängd (eftersom basen sannolikt kommer att vara vid den reducerade spänningen jämfört med dess sändare), ändå kan Q3 fortsätta att skicka signalen.

Så snart Q1 förstärker signalen över 4V5 blir situationen omvänd, Q2 slås PÅ och Q3 stängs av.

Signalerna blandas vid den gemensamma emitterförbindelsen Q2 och Q3 och överförs till högtalaren med hjälp av den stora elektrolytkondensatorn C2. Mindre värde för C2-kondensator kan orsaka en svag minskad frekvensrespons.

Negativ återkoppling tillhandahålls av R5 och R2, vilket garanterar stabilitet genom att minimera vinsten marginellt. R1 är införlivat för att få en liten mängd basförspänning för Q2 och Q3, mycket mer överlägsna layouter använder termistorer eller dioder för att skydda mot termiska runaway-situationer som kan skada paret av utgångstransistorn.

En negativ aspekt är transistorns likströmskoppling, där om en viss transistor förskjuter dess egenskaper kan effekten vara förödande! På grund av detta måste utgångstransistorparet vara ett korrekt 'matchat par'. Vissa andra varianter kan testas ut med tanke på att de också är korrekt matchade med identisk hFE.

2) Liten förstärkare för hörapparat

När en billig och smutsig miniförstärkarkrets är det du letar efter kan du förmodligen testa den här lilla enheten. Bland andra faktorer kan det vara vant att öka hörlurarnas effekt för personer med hörselnedsättning. Kretsen är en enkel tvillingtransistor, ljudförstärkare. Den 1: a transistorn, Q1, fungerar som en grundförstärkare med medelhög förstärkning som får sin signal från C1 och fungerar som en DC-blockerare.

Transistorn Q1 förstärker signalen och riktar den till C2. Den transistorn} matar därefter signalen till Q2, som är konfigurerad som effektförstärkarsteget. Detta steg förstärker signalen ännu mer och C3 växlar den mot högtalaren.

Du kan eventuellt hitta lite förvrängning, ändå kan detta minimeras genom testning med olika värden på C5, vilket håller den inom det angivna intervallet. Om detta inte fungerar korrekt, överväg några andra värden. Men tänker på hur vinsten för transistorer kan skilja sig, kommer det troligtvis att behöva en hel del experiment för att alla saker ska fungera rätt.

3) Förbättrad miniatyrhörapparatförstärkarkrets

4) Halv watts förstärkarkrets

Nästa miniatyrförstärkarkrets som presenteras här är ganska enkel. Utgångseffekten är cirka 250 mW, vilket vanligtvis är tillräckligt för de flesta applikationer och det är lika bra som någon typisk transistorradio. Snedvriden är ganska hög, cirka 5%.

Denna lilla förstärkare är måttligt känslig och kan ge 100% utgång med en ingång på cirka 50 mV. Ingångsimpedansen är cirka 50k. En grundläggande tonkontroll är integrerad. Även om detta inte är en aktiv tonkontroll, snarare än en passiv, är effekten ganska tillräcklig. Volymkontrollarmens arm är ansluten till Q1-basen via en DC-blockerande kondensator.

Kretsarbete

Q1 är ansluten som en mycket traditionell vanlig emitterförstärkare tillsammans med R2 som levererar basförspänning och R3 beter sig som en samlarbelastning. Detta steg är direkt kopplat till den andra transistorn som är en PNP-typ. Genom att göra detta levererar strömmen som går igenom Q1 förspänningen för den andra transistorn. Med de använda värdena är utgången från den andra transistorn kopplad direkt till högtalarens spole.

Det här kanske inte verkar vara en klok idé eftersom standbyströmmen i utgångstransistorn ständigt förspänner spolen ibland lite in eller ut från dess typiska driftsnivå. Ändå om en stor högtalare används, som den borde vara, har den knappast någon påverkan och eftersom vi inte förväntar oss en bra Hi-Fi-utgång, gör det ingen skillnad.

Tonkontroll

Tonkontrollen inkluderar C2 och RV2 som råkar vara förenade över samlaren / basen av Q1. När RV2 är inställt på ett högt motståndsvärde har detta knappast någon inverkan men när det är inställt på miniminivå orsakar 100nF en återkoppling av de höga frekvenserna som tenderar att vara ur fas, vilket resulterar i deras totala annullering. För att kretsen ska fungera korrekt bör R3 bestämmas noggrant.

Värdet som anges i den här artikeln är 39 ohm vilket bara är ett medelintervall och även om det kan fungera bra för preliminär inställning för att garantera att kretsen fungerar, måste värdet bestämmas genom experiment. Om det är mycket litet kommer du att se extrem förvrängning på större volymkonfigurationer.

När det är för högt kommer strömavloppet förmodligen att vara för mycket även om kvaliteten på ljudutgången kommer att vara mycket bra. Man kan hitta ett par metoder för att välja ut värdet. Utan multimeter måste värdet bestämmas som det minsta som är lämpligt för anständig kvalitet.

Om en multimeter är tillgänglig bör denna anslutas i serie med matningsspänningen och R3 måste väljas för att säkerställa att förstärkarens viloström, som råkar vara strömmen i frånvaro av en insignal, är cirka 20 mA.

Det är avgörande att Q2 installeras över en kylfläns, eftersom den kan bli otroligt varm och kan komma in i termisk utsläpp om ingen kylfläns används. Högtalarimpedansen är inte riktigt viktig och i prototypen högtalare så låga som 8 ohm och så stora som 80 ohm presterade nästan alla bra. Ändring av högtalarimpedansen kan dock också kräva en ändring av värdet på R3.

5) Grundläggande 3 V Mini-förstärkarkrets

För att minska mängden delar används direktkoppling mellan Tr1 och Tr2 och mellan Tr2 och högtalaren. Tr1 fungerar som en vanlig samlarförstärkare som laddas genom en vanlig emitterförstärkare Tr2. Tr1-basförspänning extraheras från Tr2-samlaren. Eftersom detta är ur fas med Tr1: s bas uppnås en alltför stor stabilisering.

En del av den stående kollektorströmmen för Tr1 går också via Tr2 genom basen till sändaren och levererar därmed den väsentliga förspänningen. Negativ feedback tillhandahålls av R5 och R3. R3 levererar feedback genom de två stegen och R5 implementerar feedback genom utgången till ingången till Tr2.

Effekten av denna feedback resulterar i en otroligt platt svarkurva ner till överraskande låga frekvenser. Högfrekvensresponsen kan förbättras avsevärt genom att ändra transistorerna med 2N2907. Att använda den här enheten kan också leda till ökad vinst.

Sub-miniatyrförstärkarkretsen kan vara fantastisk för att öka utgången från din FM- eller AM-tuner. Om du har en kompakt radio, som bara fungerar med en hörlursutgång, kan den vara van att höja volymen ungefär till högtalarnivå. För att få det gjort är det bara att ansluta utgången från din radio på förstärkarens ingång.

Högtalaren, som används på denna förstärkare, måste vara så stor som möjligt, om möjligt en 12-tums typ inuti ett hus. Implementering av en extremt liten högtalare kan leda till lite ineffektivitet på grund av att det kan finnas tillräckligt med ström som rör sig över lindningen även om ingångssignalen inte är tillgänglig.

Strömmen som används genom batteriet kommer att bli relativt hög, cirka 150 ma. vilket innebär att detta måste vara så stort som möjligt.

6) Ytterligare en miniförstärkarkrets som arbetar med 3 V

Denna miniförstärkare kan fungera utan problem eller fel genom matningsspänningar mellan 3 V och 20 V med hjälp av källmotstånd som:

Matningsspänning / 2 mA (k ohm)

Effekten som förstärkaren kan leverera bestäms naturligtvis av matningsspänningen och dess högtalarmotstånd, vilket syns i den bifogade tabellen.

Den vilande strömförbrukningen av förstärkaren ligger mellan 1 mA och 1,5 mA, den exakta storleken beror på de olika transistorer som används.

Om viloströmmen faller bortom denna speciella gräns är det troligtvis viktigt att justera värdet på R9. Som framgår av tabellen fungerar förstärkaren effektivt med högimpedanshögtalare.

Eftersom högtalare med så stora impedanser som 200 ohm inte kan vara lätt tillgängliga är valet att försöka använda en mindre impedanshögtalare som har en kompletterande transformator.

Till exempel kan en 8 ohm högtalare användas med en transformator med ett förhållande på cirka 5: 1.

Även om förstärkarens uteffekt inte är särskilt hög är den dock tillräcklig när den kombineras med en måttligt effektiv högtalare i ett tyst område. Förstärkarens spänningsförstärkning är cirka 50 och bandbredden på 3 dB är cirka 300 Hz till 6 kHz.

PCB-mönster

1,5 Watt diskret förstärkare

Denna lilla förstärkarkrets kan vara ett praktiskt stöd för alla ljudexperimenter.

Det kan vara vant att förstärka och producera hörbara impulser via oscillatorer som fungerar inom det akustiska området, att spåra signaler via en annan ljudförstärkare som kan vara defekt, att förstärka någon annan signal till en acceptabel effektnivå för mätning eller relädrift etc. etc.

I modern tid kan man hitta en hel del integrerade kretsförstärkare som levererar utgångar på 1 till 3 watt, även om majoriteten av dem kräver en försiktig layout av kretsen så att du kan undvika instabilitet (en instabil förstärkare kan vibrera och förstöras följaktligen) .

Dessutom är en diskret transistorförstärkare mycket mer informativ eftersom spänningar kan bedömas för att få en större uppfattning om dess funktion.

Därför är den nuvarande lilla förstärkaren utvecklad med användning av diskreta transistorer som bortsett från att vara mycket mer stabila än IC-baserade mönster, är perfekt anpassade till användarens krav.

Transistorerna Q2, Q4 och Q5 är cementerade i en liten aluminium som fungerar som en kylfläns.

Hur kretsen fungerar

Denna krets är ganska typisk för ett stort antal ljudförstärkare. Primärspänningsförstärkartransistorn Q3 kör den sekundära matchningen (NPN plus PNP) Q4 och Q5 som är buffertar som ger stor strömförstärkning men ändå lägre än enhetsspänningsförstärkning.

Av anledningen till att baser av Q4 och Q5 tenderar att vara lämpligt två basemitterkorsningar åt sidan, används Q3 för att ställa in förspänningarna för dessa BJT.

Transistor Q1 fungerar som en felförstärkare som analyserar ingångsspänningen och en uppdelad variation av utgångsspänningen.

När det finns praktiskt taget någon variation levererar den en styrspänning till Q3 så att felet är fixat.

Utgångsspänningen delas upp genom förhållandet (R6 + R5) / R5 och därför kommer den utarbetade förstärkningen att bli 28 även om korrekt förstärkning sannolikt kommer att vara något mindre.

DC-förspänningspunkten för förstärkaren fastställs dessutom av Q2 som är oförändrad av R5 och denna separeras genom C3.

För att hålla upp en ungefär konstant ström i Q3 är kondensatorn C6 positionerad för att säkerställa spänningen över R8 (därmed strömmen genom den) konstant. Kondensatorer C4 och C5 är vana att erbjuda frekvenskompensation