Mạch Khuếch đại Âm thanh Mini

Trong bài viết này, chúng tôi thảo luận về một số mạch khuếch đại âm thanh mini có thể được xây dựng nhanh chóng để khuếch đại tín hiệu đầu vào rất nhỏ thành đầu ra loa nghe được.

1) Mạch Khuếch đại 1 Watt

Mạch khuếch đại âm thanh mini đầu tiên hoạt động với tầng đầu ra 'bổ sung', có một NPN và một bóng bán dẫn công suất PNP duy nhất, loại bỏ biến áp đầu ra thường thấy trong các mẫu bộ khuếch đại cũ. Công suất đầu ra khoảng 1W, với sự biến dạng khá tối thiểu. Tín hiệu đầu vào được chuyển qua bộ điều khiển âm lượng RV1 và tiếp theo qua C1 đến đế Q1.

Tải thu cho Q1 bao gồm R1, R5 cùng với loa. Điện áp bộ thu của Q1 bằng khoảng 50% điện áp nguồn, tức là 4V5. Các cơ sở Q2 và Q3 tương tự với điện áp giống hệt nhau (khá nhiều) như bộ thu Q1 do thực tế giá trị R1 rất nhỏ (68R).

Trong giao điểm của bộ phát Q2, Q3, điện áp cũng có thể gần như là 4V5, R3 và R4 và các điện trở có giá trị cực nhỏ để kiểm soát dòng điện đi qua Q2 và Q3. Nếu tín hiệu đầu vào được khuếch đại không quá 4V5, Q2 sẽ bị tắt (vì đế có thể sẽ ở điện áp giảm so với bộ phát của nó), tuy nhiên Q3 có thể tiếp tục truyền tín hiệu.

Ngay sau khi Q1 khuếch đại tín hiệu trên 4V5, tình hình sẽ đảo ngược, Q2 chuyển sang BẬT và Q3 tắt.

Các tín hiệu được trộn ở đầu phát chung của Q2 và Q3, và được chuyển đến loa nhờ tụ điện lớn C2. Giá trị nhỏ hơn đối với tụ điện C2 có thể gây ra đáp ứng tần số giảm yếu.

Phản hồi tiêu cực được cung cấp bởi R5 và R2, đảm bảo sự ổn định bằng cách giảm thiểu độ lợi một chút. R1 được kết hợp để có được một lượng nhỏ phân cực cơ sở cho Q2 và Q3, bố cục cao cấp hơn nhiều sử dụng nhiệt điện trở hoặc điốt để bảo vệ khỏi các tình huống chạy trốn nhiệt có thể làm hỏng cặp bóng bán dẫn đầu ra.

Một khía cạnh tiêu cực là khớp nối DC của bóng bán dẫn, trong đó nếu một bóng bán dẫn cụ thể thay đổi các đặc tính của nó thì hiệu ứng có thể rất tàn khốc! Do đó, cặp bóng bán dẫn đầu ra phải là một cặp bóng bán dẫn chính xác. Một số biến thể khác có thể được kiểm tra nếu chúng cũng được kết hợp chính xác với hFE giống hệt nhau.

2) Bộ khuếch đại nhỏ để trợ thính

Khi một mạch khuếch đại âm thanh mini rẻ và bẩn là thứ bạn đang tìm kiếm, bạn có thể thử nghiệm thiết bị nhỏ này. Trong số các yếu tố khác, có thể quen với việc tăng công suất của tai nghe cho những người bị khiếm thính. Mạch là một bóng bán dẫn kép đơn giản, bộ khuếch đại âm thanh. Bóng bán dẫn thứ nhất, Q1, hoạt động giống như một preamp khuếch đại trung bình cơ bản nhận tín hiệu của nó đến từ C1, hoạt động giống như một bộ chặn DC.

Transistor Q1 khuếch đại tín hiệu và hướng nó đến C2. Transistor} đó, tiếp theo, cấp tín hiệu đến Q2, được cấu hình giống như tầng khuếch đại công suất. Tầng này khuếch đại tín hiệu hơn nữa và C3 chuyển nó về phía loa.

Bạn có thể tìm thấy một chút biến dạng, tuy nhiên điều này có thể được giảm thiểu thông qua thử nghiệm với các giá trị khác nhau của C5, duy trì nó trong phạm vi được chỉ định. Trong trường hợp điều này không hoạt động đúng, hãy xem xét một số giá trị khác. Tuy nhiên, suy nghĩ về cách tăng ích của bóng bán dẫn có thể khác nhau, rất có thể sẽ cần khá nhiều thử nghiệm để có tất cả mọi thứ hoạt động bình thường.

3) Mạch khuếch đại trợ thính thu nhỏ được cải tiến

4) Mạch Khuếch đại Nửa Watt

Mạch khuếch đại âm thanh thu nhỏ tiếp theo được trình bày ở đây là khá dễ dàng. Công suất đầu ra khoảng 250 mW, thường là khá đủ cho phần lớn các ứng dụng và nó tốt như bất kỳ đài bán dẫn điển hình nào. Lượng biến dạng khá cao, khoảng 5%.

Bộ khuếch đại nhỏ này có độ nhạy vừa phải và có thể cung cấp 100% đầu ra có đầu vào xấp xỉ 50 mV. Trở kháng đầu vào xấp xỉ 50k. Một điều khiển giai điệu cơ bản được tích hợp. Mặc dù đây không thực sự là một điều khiển âm sắc chủ động, chứ không phải là một điều khiển thụ động, nhưng hiệu quả là khá đầy đủ. Cánh tay trung tâm điều khiển âm lượng được gắn vào đế Q1 thông qua tụ điện chặn DC.

Mạch làm việc

Q1 được kết nối giống như một bộ khuếch đại phát thông thường rất truyền thống cùng với R2 cung cấp phân cực cơ sở và R3 hoạt động giống như một tải thu. Giai đoạn này được kết hợp trực tiếp với bóng bán dẫn thứ hai là loại PNP. Bằng cách làm này, dòng điện đi qua Q1 cung cấp phân cực cho bóng bán dẫn thứ 2. Với các giá trị được sử dụng, đầu ra của bóng bán dẫn thứ hai được ghép thẳng với cuộn dây của loa.

Điều này có vẻ không phải là một ý tưởng khôn ngoan vì dòng điện dự phòng trong bóng bán dẫn đầu ra liên tục thiên vị cuộn dây đôi khi hơi vào hoặc ra so với mức hoạt động điển hình của nó. Tuy nhiên, nếu một loa lớn được sử dụng, vì lẽ ra, tính năng này hầu như không ảnh hưởng gì và bởi vì chúng tôi không mong đợi một đầu ra Hi-Fi tuyệt vời, nó không tạo ra sự khác biệt.

Kiểm soát giai điệu

Điều khiển giai điệu bao gồm C2 và RV2 tình cờ được kết hợp qua bộ thu / cơ sở của Q1. Khi RV2 được đặt ở giá trị điện trở cao, điều này hầu như không có bất kỳ tác động nào nhưng khi được đặt ở mức tối thiểu, 100nF gây ra phản hồi của các tần số cao có xu hướng lệch pha, dẫn đến việc hủy hoàn toàn. Để cho phép mạch hoạt động chính xác R3 cần được xác định tỉ mỉ.

Giá trị được chỉ ra trong bài viết này là 39 ohms, đây chỉ là phạm vi trung bình và mặc dù nó có thể hoạt động tốt khi thiết lập sơ bộ để đảm bảo mạch hoạt động, giá trị này cần được xác định bằng thử nghiệm. Trong trường hợp nó rất nhỏ, bạn sẽ thấy sự biến dạng cực kỳ lớn trên các cấu hình âm lượng lớn hơn.

Khi nó ở mức quá cao, dòng chảy có thể sẽ quá nhiều mặc dù chất lượng âm thanh phát ra sẽ rất tốt. Người ta có thể tìm thấy một vài phương pháp để chọn ra giá trị. Không có đồng hồ vạn năng, giá trị phải được xác định là nhỏ nhất phù hợp với chất lượng tốt.

Trong trường hợp có thể tiếp cận được đồng hồ vạn năng, đồng hồ vạn năng này phải được mắc nối tiếp với điện áp nguồn và R3 phải được chọn để đảm bảo rằng dòng điện tĩnh của bộ khuếch đại, xảy ra là dòng điện hoạt động khi không có tín hiệu đầu vào, là khoảng 20 mA.

Điều quan trọng là Q2 được lắp đặt trên một bộ tản nhiệt vì nó có thể cực kỳ nóng và có thể thoát nhiệt nếu không sử dụng bộ tản nhiệt. Trở kháng của loa không thực sự quan trọng và trong các loa nguyên mẫu thấp như 8 ôm và lớn đến 80 ôm hầu như đều hoạt động tốt. Tuy nhiên, việc thay đổi trở kháng của loa cũng có thể yêu cầu thay đổi giá trị của R3.

5) Mạch khuếch đại nhỏ 3 V cơ bản

Để giảm số lượng các bộ phận, ghép nối trực tiếp được sử dụng giữa Tr1 và Tr2 và giữa Tr2 và loa. Tr1 hoạt động giống như một bộ khuếch đại thu chung tải qua một bộ khuếch đại cực phát chung Tr2. Độ lệch cơ sở Tr1 được trích xuất từ ​​bộ thu của Tr2. Vì điều này lệch pha với cơ sở của Tr1, nên quá trình ổn định sẽ được thực hiện.

Tương tự như vậy, một phần dòng thu đứng của Tr1 chạy qua Tr2 qua đế đến bộ phát, do đó mang lại độ lệch cơ bản. Phản hồi tiêu cực được cung cấp bởi R5 và R3. R3 cung cấp phản hồi qua hai giai đoạn và R5 thực hiện phản hồi thông qua đầu ra đến đầu vào của Tr2.

Hiệu ứng của phản hồi này dẫn đến một đường cong phản hồi cực kỳ phẳng xuống tần số thấp đáng ngạc nhiên. Đáp ứng tần số cao có thể được nâng cao đáng kể bằng cách thay đổi các bóng bán dẫn với 2N2907. Áp dụng thiết bị này cũng có thể mang lại sự gia tăng lợi nhuận.

Mạch khuếch đại thu nhỏ phụ có thể tuyệt vời để tăng công suất đầu ra từ bộ thu sóng FM hoặc AM của bạn. Trong trường hợp bạn có một đài nhỏ gọn, chỉ hoạt động với đầu ra tai nghe, nó có thể quen với việc tăng âm lượng xấp xỉ mức loa. Để hoàn thành việc này, chỉ cần kết nối đầu ra từ radio của bạn với đầu vào của bộ khuếch đại.

Loa, được sử dụng trên bộ khuếch đại này, phải lớn nhất có thể, nếu có thể là loại 12 inch bên trong vỏ. Việc lắp đặt một loa cực nhỏ có thể dẫn đến một chút kém hiệu quả do thực tế là có thể có dòng điện lớn di chuyển qua cuộn dây ngay cả khi tín hiệu đầu vào không có sẵn.

Dòng điện sử dụng qua pin sẽ tương đối cao, khoảng 150 ma. có nghĩa là điều này phải lớn nhất có thể.

6) Một mạch khuếch đại mini khác, hoạt động với 3 V

Bộ khuếch đại mini này có thể hoạt động mà không gặp bất kỳ sự cố hoặc lỗi nào thông qua điện áp cung cấp từ 3 V đến 20 V bằng cách sử dụng điện trở nguồn như:

Điện áp cung cấp / 2 mA (k ohms)

Công suất đầu ra mà bộ khuếch đại có thể phân phối, đương nhiên, được xác định bởi điện áp nguồn và điện trở loa của nó, như có thể nhìn thấy qua bảng kèm theo.

Việc sử dụng dòng điện tĩnh của bộ khuếch đại nằm trong khoảng từ 1 mA đến 1,5 mA, độ lớn chính xác phụ thuộc vào nhiều loại bóng bán dẫn được sử dụng.

Nếu dòng điện tĩnh giảm xuống quá giới hạn cụ thể này, điều cần thiết là phải điều chỉnh giá trị của R9. Như được thể hiện trong bảng, bộ khuếch đại hoạt động hiệu quả với các loa có trở kháng cao.

Vì không thể dễ dàng có được loa có trở kháng lớn đến 200 ôm, nên lựa chọn là thử sử dụng loa có trở kháng nhỏ hơn có biến áp bổ sung.

Ví dụ, một loa 8 ohm có thể được sử dụng với một máy biến áp sử dụng tỷ lệ khoảng 5: 1.

Mặc dù công suất đầu ra của bộ khuếch đại không cao lắm, nhưng nó vẫn đủ đủ khi kết hợp với một loa hiệu quả vừa phải trong khu vực im lặng. Mức tăng điện áp của bộ khuếch đại là khoảng 50 và băng thông 3 dB là khoảng 300 Hz đến 6 kHz.

Thiết kế PCB

Bộ khuếch đại rời rạc 1,5 Watt

Mạch khuếch đại nhỏ này có thể là một hỗ trợ hữu ích cho bất kỳ người thử nghiệm âm thanh nào.

Nó có thể quen với việc khuếch đại và tạo ra các xung âm thanh thông qua bộ dao động hoạt động trong phạm vi âm thanh, để theo dõi tín hiệu qua bộ khuếch đại âm thanh khác có thể bị lỗi, để khuếch đại một số tín hiệu khác lên mức công suất chấp nhận được để đo hoặc hoạt động chuyển tiếp, v.v. Vân vân.

Trong thời hiện đại, người ta có thể tìm thấy rất nhiều bộ khuếch đại công suất mạch tích hợp cung cấp đầu ra từ 1 đến 3 watt mặc dù phần lớn chúng yêu cầu bố trí mạch thận trọng để bạn có thể tránh sự mất ổn định (một bộ khuếch đại không ổn định có thể rung và bị phá hủy do đó) .

Hơn nữa, một bộ khuếch đại bóng bán dẫn rời rạc có nhiều thông tin hơn vì điện áp có thể được đánh giá để có được nhận thức tốt hơn về hoạt động của nó.

Do đó, bộ khuếch đại nhỏ hiện nay được phát triển áp dụng các bóng bán dẫn rời rạc ngoài việc ổn định hơn nhiều so với thiết kế dựa trên vi mạch, hoàn toàn phù hợp với yêu cầu của người dùng.

Các bóng bán dẫn Q2, Q4 và Q5 được kết dính thành một loại nhôm nhỏ hoạt động như một bộ tản nhiệt.

Cách hoạt động của mạch

Mạch này khá điển hình cho một số lượng lớn các bộ khuếch đại âm thanh. Bóng bán dẫn khuếch đại điện áp sơ cấp Q3 chạy trận đấu thứ cấp (NPN cộng với PNP) Q4 và Q5 là bộ đệm cung cấp độ lợi dòng điện lớn nhưng thấp hơn độ lợi điện áp thống nhất.

Vì lý do là đế của Q4 và Q5 có xu hướng thích hợp là hai điểm nối bộ phát cơ sở sang một bên, Q3 được sử dụng để đặt điện áp phân cực cho các BJT này.

Transistor Q1 hoạt động giống như một bộ khuếch đại lỗi phân tích điện áp đầu vào và sự biến thiên chia nhỏ của điện áp đầu ra.

Khi hầu như có bất kỳ sự thay đổi nào, nó cung cấp điện áp điều khiển cho Q3 để lỗi được khắc phục.

Điện áp đầu ra được chia nhỏ theo tỷ lệ (R6 + R5) / R5 và do đó mức tăng đã làm việc sẽ là 28 mặc dù mức tăng thích hợp có thể sẽ ít hơn một chút.

Điểm phân cực dc của bộ khuếch đại được thiết lập thêm bởi Q2 mà không bị thay đổi bởi R5 và điểm này được phân tách qua C3.

Để duy trì dòng điện gần như không đổi trong Q3, tụ điện C6 được đặt để đảm bảo điện áp trên R8 (do đó dòng điện qua nó) không đổi. Các tụ điện C4 và C5 đã quen với việc cung cấp bù tần số