Mini-audioversterkercircuits

In dit artikel bespreken we een handvol mini-audioversterkercircuits die snel kunnen worden gebouwd voor het versterken van zeer kleine ingangssignalen in hoorbare luidsprekeruitgangen.

1) 1 Watt versterkercircuit

Het eerste mini-audioversterkercircuit werkt met een 'complementaire' uitgangstrap, met een enkele NPN en een enkele PNP-vermogenstransistor, die een uitgangstransformator verwijdert die vaak wordt waargenomen in oudere versterkermodellen. Het uitgangsvermogen is ongeveer 1W, met een redelijk minimale vervorming. Het ingangssignaal wordt via de volumeregelaar RV1 en vervolgens via C1 naar de Q1-basis gestuurd.

De collectorbelasting voor Q1 bestaat uit R1, R5 samen met de luidspreker. De collectorspanning van Q1 is ongeveer 50% van de voedingsspanning, dus 4V5. De Q2- en Q3-bases hebben eveneens dezelfde spanning (vrijwel) als de Q1-collector vanwege het feit dat de R1-waarde erg klein is (68R).

Binnen het snijpunt van de Q2, Q3-emitters kan de spanning ook bijna 4V5, R3 en R4 zijn en extreem kleine weerstanden om de stroom te regelen die over Q2 en Q3 gaat. Als het versterkte ingangssignaal niet meer is dan 4V5, wordt Q2 uitgeschakeld (aangezien de basis waarschijnlijk de lagere spanning zal hebben in vergelijking met zijn emitter), kan Q3 het signaal toch blijven doorgeven.

Zodra Q1 het signaal over 4V5 versterkt wordt de situatie omgekeerd, Q2 schakelt AAN en Q3 wordt uitgeschakeld.

De signalen worden gemengd bij de gemeenschappelijke emitterverbinding van Q2 en Q3 en overgebracht naar de luidspreker door middel van de grote elektrolytische condensator C2. Een kleinere waarde voor de C2-condensator kan een zwakke verlaagde frequentierespons veroorzaken.

Negatieve feedback wordt geleverd door R5 en R2, die stabiliteit garanderen door de versterking marginaal te minimaliseren. R1 is ingebouwd om een ​​kleine hoeveelheid basisvoorspanning te krijgen voor Q2 en Q3. Veel betere lay-outs maken gebruik van thermistors of diodes om te beschermen tegen thermische uitbarstingen die het paar uitgangstransistoren kunnen beschadigen.

Een negatief aspect is de DC-koppeling van de transistor, waar als een bepaalde transistor zijn karakteristieken verschuift, het effect verwoestend kan zijn! Daarom moet het uitgangstransistorpaar een correct 'matched pair' zijn. Enkele andere varianten zouden kunnen worden getest, aangezien ook zij correct zijn gematcht met identiek hFE.

2) Kleine versterker voor gehoorapparaat

Wanneer u een goedkoop en vies mini-audioversterkercircuit zoekt, kunt u dit kleine apparaat waarschijnlijk testen. Naast verschillende andere factoren, kan het worden gebruikt om de output van een hoofdtelefoon voor mensen met gehoorverlies te verhogen. Het circuit is een rechttoe rechtaan dubbele transistor, audioversterker. De eerste transistor, Q1, werkt als een basale voorversterker met gemiddelde versterking die zijn signaal van C1 ontvangt en zich gedraagt ​​als een DC-blokker.

Transistor Q1 versterkt het signaal en stuurt het naar C2. Die transistor} stuurt vervolgens het signaal naar Q2, dat is geconfigureerd als de eindversterkertrap. Deze trap versterkt het signaal nog meer, en C3 schakelt het naar de luidspreker.

U kunt mogelijk een klein beetje vervorming vinden, maar dit kan worden geminimaliseerd door te testen met verschillende waarden van C5, waarbij u deze binnen het aangegeven bereik houdt. Als dit niet goed werkt, overweeg dan enkele andere waarden. Maar als je bedenkt hoe de versterking van transistors kan verschillen, zal het hoogstwaarschijnlijk behoorlijk wat experimenteren nodig hebben om alle dingen goed te laten functioneren.

3) Verbeterd miniatuurversterkercircuit voor gehoorapparaten

4) Half Watt versterkercircuit

Het volgende miniatuuraudioversterkercircuit dat hier wordt gepresenteerd, is vrij eenvoudig. Het uitgangsvermogen is ongeveer 250 mW, wat meestal redelijk genoeg is voor de meeste toepassingen en het is net zo goed als elke typische transistorradio. De mate van vervorming is vrij hoog, rond de 5%.

Deze kleine versterker is matig gevoelig en kan 100% output leveren met een input van ongeveer 50 mV. Ingangsimpedantie is ongeveer 50k. Een basistoonregeling is geïntegreerd. Hoewel dit eigenlijk geen actieve toonregeling is, in plaats van een passieve, is het effect redelijk voldoende. De centrale arm van de volumeregeling is aan de Q1-basis bevestigd via een DC-blokkeercondensator.

Circuit werkt

Q1 is aangesloten als een zeer traditionele gewone emitterversterker, samen met R2 die de basisvoorspanning levert en R3 zich gedraagt ​​als een collectorbelasting. Deze trap is direct gekoppeld met de tweede transistor van het PNP-type. Door dit te doen levert de stroom die door Q1 gaat de voorspanning voor de 2e transistor. Met de toegepaste waarden is de uitgang van de tweede transistor rechtstreeks gekoppeld aan de spoel van de luidspreker.

Dit lijkt misschien geen verstandig idee, omdat de stand-bystroom in de uitgangstransistor de spoel constant vooringestelt, soms een beetje in of uit het typische bedrijfsniveau. Desalniettemin, als een grote luidspreker wordt gebruikt, zoals het hoort, heeft dit nauwelijks enige impact en omdat we geen geweldige hifi-output verwachten, maakt het geen verschil.

Toonregeling

De toonregeling omvat C2 en RV2 die toevallig zijn samengevoegd over de collector / basis van Q1. Wanneer RV2 is ingesteld op een hoge weerstandswaarde, heeft dit nauwelijks invloed, maar wanneer ingesteld op het minimumniveau, veroorzaakt de 100nF een terugkoppeling van de hoge frequenties die meestal uit fase zijn, wat resulteert in hun totale annulering. Om het circuit correct te laten werken, moet R3 nauwkeurig worden bepaald.

De waarde die in dit artikel wordt aangegeven, is 39 ohm, wat slechts een gemiddeld bereik is en hoewel het misschien goed werkt voor een voorlopige installatie om te garanderen dat het circuit functioneert, moet de waarde worden bepaald door middel van experimenten. Als het erg klein is, zie je extreme vervorming op de grotere volumeconfiguraties.

Als het buitensporig hoog is, zal het stroomverbruik waarschijnlijk te hoog zijn, hoewel de kwaliteit van de geluidsuitvoer erg goed zal zijn. Er zijn een aantal methoden om de waarde te bepalen. Zonder multimeter moet de waarde worden bepaald als de kleinste die geschikt is voor behoorlijke kwaliteit.

Als een multimeter toegankelijk is, moet deze in serie worden geschakeld met de voedingsspanning en moet R3 worden gekozen om ervoor te zorgen dat de ruststroom van de versterker, wat toevallig de stroom is die werkt bij afwezigheid van een ingangssignaal, ongeveer 20 mA is.

Het is van cruciaal belang dat Q2 boven een koellichaam wordt geïnstalleerd, omdat het ongelooflijk heet kan worden en in thermische overstroom kan gaan als er geen koellichaam wordt gebruikt. De luidsprekerimpedantie is niet echt belangrijk en in de prototype luidsprekers presteerden zo laag als 8 ohm en zo groot als 80 ohm bijna allemaal goed. Het wijzigen van de luidsprekerimpedantie kan echter ook een wijziging van de waarde van R3 vereisen.

5) Basis 3 V miniversterkercircuit

Om het aantal onderdelen te verminderen, wordt directe koppeling gebruikt tussen Tr1 en Tr2 en tussen Tr2 en de luidspreker. Tr1 werkt als een gemeenschappelijke collectorversterker die wordt geladen via een gemeenschappelijke emitterversterker Tr2. De Tr1-basisvoorspanning wordt geëxtraheerd uit de collector van Tr2. Aangezien dit uit fase is met de basis van Tr1, wordt een overmatige mate van stabilisatie bereikt.

Een deel van de staande collectorstroom van Tr1 loopt eveneens via Tr2 door de basis naar de emitter en levert zo de essentiële bias. Negatieve feedback wordt geleverd door R5 en R3. R3 levert feedback via de twee fasen en R5 implementeert feedback via de uitgang naar de ingang van Tr2.

Het effect van deze feedback resulteert in een ongelooflijk vlakke responscurve tot verrassend lage frequenties. De hoogfrequente respons kan aanzienlijk worden verbeterd door de transistors te veranderen met 2N2907. Het toepassen van dit apparaat kan ook een boost in winst opleveren.

Het subminiatuur versterkercircuit kan fantastisch zijn om de output van je FM- of AM-tuner te versterken. Als u een compacte radio heeft, die alleen werkt met een oortelefoonuitgang, kan hij gewend zijn om het volume ongeveer tot op luidsprekerniveau te verhogen. Om dit voor elkaar te krijgen, sluit u gewoon de uitgang van uw radio aan op de ingang van de versterker.

De luidspreker die op deze versterker wordt gebruikt, moet zo groot mogelijk zijn, zo mogelijk een 12 inch-type in een behuizing. Het implementeren van een extreem kleine luidspreker kan leiden tot een beetje inefficiëntie vanwege het feit dat er voldoende stroom over de wikkeling kan bewegen, zelfs als het ingangssignaal niet beschikbaar is.

De stroom die door de batterij wordt gebruikt, zal relatief hoog zijn, ongeveer 150 ma. wat betekent dat deze zo groot mogelijk moet zijn.

6) Nog een miniversterkercircuit, werkend met 3 V

Deze miniversterker kan zonder problemen of fouten werken door voedingsspanningen tussen 3 V en 20 V met bronweerstanden zoals:

Voedingsspanning / 2 mA (k ohm)

Het vermogen dat de versterker zou kunnen leveren, wordt uiteraard bepaald door de voedingsspanning en de luidsprekerweerstand, zoals te zien is door de bijgevoegde tabel.

Het ruststroomverbruik van de versterker ligt tussen 1 mA en 1,5 mA, de precieze grootte is afhankelijk van de verscheidenheid aan gebruikte transistors.

Als de ruststroom boven deze specifieke limiet daalt, is het waarschijnlijk essentieel om de waarde van R9 aan te passen. Zoals uit de tabel blijkt, functioneert de versterker efficiënt met luidsprekers met hoge impedantie.

Aangezien luidsprekers met impedanties zo groot als 200 ohm niet gemakkelijk beschikbaar kunnen zijn, is de keuze om te proberen een luidspreker met een lagere impedantie te gebruiken met een aanvullende transformator.

Een luidspreker van 8 ohm kan bijvoorbeeld worden gebruikt met een transformator met een verhouding van ongeveer 5: 1.

Hoewel het uitgangsvermogen van de versterker niet erg hoog is, is het echter voldoende in combinatie met een matig efficiënte luidspreker in een stille ruimte. De spanningsversterking van de versterker is ongeveer 50 en de bandbreedte van 3 dB is ongeveer 300 Hz tot 6 kHz.

PCB-ontwerpen

1.5 Watt discrete versterker

Dit kleine versterkercircuit kan een handige ondersteuning zijn voor elke audio-experimentator.

Het kan worden gebruikt om impulsen te versterken en hoorbare impulsen te produceren via oscillatoren die binnen het akoestische bereik werken, om signalen te volgen via een andere audioversterker die mogelijk defect is, om een ​​ander signaal te versterken tot een acceptabel vermogensniveau voor meten of relaiswerking enz. enz.

In de moderne tijd zijn er veel vermogensversterkers met geïntegreerde schakelingen te vinden die een vermogen van 1 tot 3 watt leveren, hoewel de meeste een zorgvuldige lay-out van de schakeling vereisen, zodat u instabiliteit kunt vermijden (een onstabiele versterker kan trillen en dientengevolge vernietigd worden) .

Bovendien is een discrete transistorversterker veel informatiever omdat spanningen kunnen worden beoordeeld om een ​​beter beeld te krijgen van de werking ervan.

Daarom is de huidige kleine versterker ontwikkeld door gebruik te maken van discrete transistors die niet alleen veel stabieler zijn dan IC-gebaseerde ontwerpen, maar ook perfect geschikt zijn voor de eisen van de gebruiker.

Transistors Q2, Q4 en Q5 zijn gecementeerd in een klein aluminium dat werkt als een koellichaam.

Hoe het circuit werkt

Dit circuit is vrij typerend voor een groot aantal audioversterkers. De primaire spanningsversterkertransistor Q3 voert de secundaire match (NPN plus PNP) Q4 en Q5 uit, die buffers zijn die een grote stroomversterking leveren die toch lager is dan de spanningsversterking van één.

Om de reden dat bases van Q4 en Q5 de neiging hebben om op de juiste wijze twee basis-emitterovergangen opzij te zijn, wordt Q3 gebruikt om de voorspanningen voor deze BJT's in te stellen.

Transistor Q1 werkt als een foutversterker die de ingangsspanning en een verdeelde variatie van de uitgangsspanning analyseert.

Als er vrijwel enige variatie is, levert het een stuurspanning aan Q3 zodat de fout wordt verholpen.

De uitgangsspanning wordt opgesplitst door de verhouding van (R6 + R5) / R5 en daarom zal de uitgewerkte versterking 28 zijn, hoewel de juiste versterking waarschijnlijk iets minder zal zijn.

Het DC-instelpunt van de versterker wordt bovendien bepaald door Q2, dat niet wordt gewijzigd door R5 en dit wordt gescheiden door C3.

Om een ​​ongeveer constante stroom in Q3 te behouden, is condensator C6 zo geplaatst dat de spanning over R8 (dus de stroom erdoorheen) constant blijft. Condensatoren C4 en C5 zijn gewend om frequentiecompensatie te bieden