PC garsiakalbių stiprintuvas: 6 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:44

Tai mažos galios (mažiau nei 10 vatų) tranzistoriaus stiprintuvas, naudojant LM386 ir TIP41/42.

Nors išėjimo galia nėra labai įspūdinga, ji vis tiek gali tarnauti kaip kompiuterio garsiakalbio ir MP3 grotuvo stiprintuvas.

Gyvenant kartu supakuotame bute, pusė šio stiprintuvo išėjimo galios lengvai sukelia mano šeimos skundus.

Bet kokiu atveju jis gali valdyti 8 omų ir 4 omų garsiakalbius su maksimaliu 12 V maitinimo šaltiniu.

Originalias schemas gavau iš svetainės (https://www.bristolwatch.com/radio/lm386_power_amp.htm, „Lm386 Audio Amplifier Adding Push-Pull Output Stage“).

Kadangi grandinė nenaudoja dvigubo poliškumo (+/-) maitinimo šaltinio, bendras grandinės sudėtingumas nėra didelis ir kompaktiškas (15 cm (plotis) x 10 cm (gylis) x 5 cm (aukštis) korpusas gali būti naudojamas, kaip parodyta paveikslėlį aukščiau.

Aš padariau keletą stiprintuvų su originaliomis schemomis, o vienas iš jų, parodytas aukščiau esančiame paveikslėlyje, yra galutinė versija, kurioje buvo atlikti nedideli originalo pakeitimai.

1 veiksmas: ankstesnė stiprintuvo versija

Tai sena stiprintuvo versija, pagaminta pagal originalias schemas.

Jis naudoja TIP31/32 tranzistorius kaip išstūmimo išėjimo pakopą.

Aš naudoju įprastą LM7812 įtampos reguliatoriaus grandinę ir 220V (į)/15V (išvesties) sieninį adapterį kaip maitinimo šaltinį, nes normaliai veikiant stiprintuvo grandinei reikia mažiau nei 1A srovės.

Tai gana patenkinta, nes išvesties lygis yra pakankamai pakankamas, kad galėčiau valdyti bet kurį iš turimų 8 arba 4 omų garsiakalbių.

Garso kokybė taip pat yra pagrįsta, lyginant su komerciniu garso stiprintuvu, kurį naudoju anksčiau.

Tačiau panašu, kad girdint garsiakalbį kyla didelis triukšmas.

Galbūt atrodo, kad LM386 stiprintuvo IC sukuria aukštą švilpiančio triukšmo dažnį kartu su įprastu sustiprintu garso signalu.

Todėl šis stiprintuvas nėra dažnai naudojamas, nes kelias valandas girdėdamas paprastai jaučiuosi nepatogiai dėl didelio garsiakalbio skleidžiamo garso.

Ir kartais RF (radijo dažnio) sprogimo paėmimas įvyksta, kai šalia mano buto su dideliu triukšmu pravažiuoja motociklas.

***

Aš ieškojau interneto, kad apskritai sumažėtų didelis švilpimas ir retkarčiais pasireiškiantis RF.

Žemiau pateikta schema yra rezultatas, kuris taikomas su kai kuriais pakeitimais, rekomenduojamais keliuose tinklalapiuose.

2 žingsnis: grandinės schemos

Kadangi man netinka analoginė elektronika, mokslinis paaiškinimas neįmanomas dėl aukščiau pateiktų schemų pakeitimų.

Tačiau rezultatas yra labai patenkintas, kai kelias valandas klausau MP3 ir groju vaizdo įrašų garso įrašus su modifikuota stiprintuvo grandine.

Kadangi garso kokybė yra labai subjektyvus dalykas asmeniniu požiūriu, aukščiau ištaisyti veiksmai niekam netiks.

Bet galų gale nebėra RF imtuvų ir didelio varginančio triukšmo.

Elektroninių komponentų pridėjimo ir pašalinimo argumentai yra šie.

***

- LM386 maitinimo linijai rekomenduojama naudoti žemo (100uF) ir aukšto (0,1uf) dažnio apėjimo kondensatorius, kad būtų pašalintas triukšmo įėjimas į stiprintuvo IC

- Sumažinti LM386 stiprinimą (atidarykite 1 ir 8 kaiščius, kad padidinimas būtų numatytasis 20 (26 dB)), taip pat rekomenduojama pašalinti aukšto dažnio triukšmą kituose tinklalapiuose.

- Ir galiausiai į LM386 išvestį pridėkite dar vieną keraminį kondensatorių (0,1uF kondensatorių, kuris aukščiau esančioje schemoje pažymėtas kaip 3), kad būtų pašalintas didelis triukšmas, nes keraminis kondensatorius veikia kaip žemo dažnio filtras

***

Visos aukščiau pateiktos rekomendacijos, kurias radau tinklalapiuose, yra taikomos ir išbandomos po vieną, kad būtų sukurta galutinė schema, parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje.

Pirma, nemanau, kad dar vienas keraminio kondensatoriaus priedas (schemoje 3 dalis) prie LM386 išvesties yra gera idėja.

Kadangi kondensatorius gali pašalinti kai kuriuos naudingus aukšto dažnio garso signalus iš garsiakalbio išvesties, tai yra labai pagrįstas įtarimas visiems.

Tačiau kondensatoriaus pridėjimas tampa gana veiksmingu sprendimu, kad galiausiai būtų pašalintas RF imtuvas ir didelis švilpiantis garsas.

3 žingsnis: laidų brėžinys

Kadangi reikalinga stereo išvestis, dvi stiprintuvo grandinės yra išdėstytos ir prijungtos prie universalios PCB plokštės.

Lygindami schemas ir elektros instaliacijos schemas, galite matyti, kad kiekviena schemoje pavaizduota instaliacija yra suderinta su laidų schema aukščiau esančiame brėžinyje.

Elektros instaliacijos brėžinyje pavaizduotas panašus kiekvieno elektroninio komponento dydis, išdėstytas ir prijungtas kartu su kitais komponentais.

Norint sutrumpinti bendrą laidų ilgį, nenaudojamas pailgas ir įstrižas laidų modelis.

Oranžinės spalvos linijos yra prijungtos ir prijungtos viršutinėje PCB pusėje.

Tuo tarpu kitos raudonos/žalios spalvos linijos yra prijungtos ir prijungtos galinėje (litavimo) pusėje PCB.

4 žingsnis: dalys

Aš negaliu pavaizduoti ir paaiškinti kiekvieno komponento po vieną aukščiau esančiame paveikslėlyje.

Tačiau dauguma dėmesio vertų komponentų yra aprašyti paveikslėlyje.

Išsami BOM (Bill of Materials) aprašyta žemiau esančiame sąraše. (Rašoma tik svarbaus komponento kaina. Tačiau informacija apie išlaidas pateikiama kaip orientacinė)

***

- LM386 stiprintuvas IC x 2 (apie 1 USD)

- TIP41 (NPN tranzistorius) x 2, TIP42 (PNP tranzistorius) x 2 (apie 1,2 USD už kiekvieną)

- 1N4148 diodas x 4, skirtas pakreipti tranzistorius kaip AB klasę

- įtampos reguliatorius LM7812 (stiprintuvo maitinimo šaltinis)

- ALPS mėlyno aksomo 20K potenciometras (garsumo valdymas, dvigubas 20K VR, 10 USD)

- 1000uF elektrolitinis kondensatorius x 2, skirtas nuolatinės srovės filtravimui iš garso išvesties

- 100uF elektrolitinis kondensatorius x 2, skirtas apeiti žemo dažnio triukšmą iš elektros linijos

- 10uF elektrolitinis kondensatorius x 2, skirtas apeiti maitinimą su LM386 IC

- 2.2uF elektrolitinis kondensatorius x 2, skirtas garso įvesties prijungimui prie stiprintuvo grandinės

- 0.1uF keraminis kondensatorius x 6, skirtas energijos filtravimui ir aukšto dažnio triukšmo slopinimui

- 0,33uF plėvelės kondensatorius x 1, skirtas LM7812 reguliatoriaus triukšmo filtravimui

- 0,047uF plėvelės kondensatorius x 2, skirtas išvesties stabilizavimui („Zobel“tinklas)

- 2,2 omų 1/2 W rezistorius x 4 tranzistorių apkrovai

- 1K 1/4 W rezistorius x 2 tranzistorių poslinkiui

- 10ohm x 2 išvesties stabilizavimui naudojant „Zobel“tinklą

- Garsiakalbio kabelio laidų gnybtų blokas (4 kaiščiai, 3 USD)

- 3,5 mm stereo garso įvesties lizdas

- Apvalus maitinimo lizdas, skirtas 15 V sieniniam maitinimo adapteriui

- Universali PCB plokštė apie 15 cm (plotis) x 10 cm (gylis)

- Akrilo plokštė x 4 (15 cm (plotis) x 10 cm (gylis) x 5 mm/3 mm (aukštis))

- Metalinis laikiklis M3 (varžtas/veržlė) 3,5 cm x 4

- 2 laidai (5V ir daugiau nei 2A)

***

Tinklalapyje, kuriame paskelbta originali schema, rekomenduojama suderinti tranzistorius.

Siekiant geresnės garso kokybės, dažniausiai reikia suderinti tranzistorius, kad būtų palaikomos identiškos fizinės NPN/PNP tranzistorių charakteristikos.

Bet kadangi atitikimo procesas yra šiek tiek sudėtingas, šioje istorijoje neminėsiu detalių.

5 žingsnis: laidai ir litavimas

Alavo laidai (AWG 24 dydis) naudojami laidų modeliams gaminti, kaip parodyta schemose ir laidų brėžinyje.

Dėl litavimo metu padarytų klaidų naudojami keli trumpikliai.

Kadangi litavimo metodas paaiškinamas kitose instrukcijose (https://www.instructables.com/circuits/raspberry-pi/projects/recent/), šioje istorijoje neaprašysiu detalių.

Tačiau iš esmės laidai ir litavimas atliekami pagal detales, kaip parodyta laidų brėžinyje.

Kaip matyti aukščiau esančiame paveikslėlyje, prie stiprintuvo yra prijungti įvairūs kabeliai, įskaitant stereo garso kabelį, 2 laidų garsiakalbių kabelius ir 15 V maitinimo kabelį.

6 žingsnis: žaidimas ir tolesnis tobulėjimas

Baigę kurti stiprintuvą, pradėkite su juo klausytis muzikos.

Aukščiau esančiame paveikslėlyje parodytas garsiakalbis yra „Scandyna MicroPod SE“, kuris buvo nupirktas maždaug prieš 10 metų.

Dabar garso kabelio prijungimo modelis pakeistas į „Bluetooth“ir vis tiek atrodo, kad galima nusipirkti tos pačios formos modelį.

Aš asmeniškai manau, kad garsiakalbio techninė specifikacija ir našumas yra svarbesni už garso kokybę nei stiprintuvas.

Garsiakalbio techninė specifikacija yra tokia.

***

-Programos Hi-Fi stereo, AV-namų kino sistemos

- Stiprintuvo poreikis 10 - 100 vatų

- Nominali varža 4 Ω

- Dažnio atsakas 65-20 000 Hz (± 3dB)

***

Aš aprašiau šio stiprintuvo naudojimą kompiuterio garsiakalbiui.

Tačiau jį galima prijungti prie įvairių garso šaltinių, skirtų muzikai ar vaizdo įrašams atkurti.

Vaizdo įrašą apie stiprintuvą galite peržiūrėti šioje nuorodoje.

***

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

***

Kadangi įrašymas atliekamas išmaniuoju telefonu, garso kokybė nėra daug atpažįstama.

Bet kokiu atveju aš naudoju šį stiprintuvą kaip pagrindinį įrenginį, kad galėčiau atkurti bet kokį daugialypės terpės turinį su kompiuteriu, „Raspberry Pi“serveriu, išmaniuoju telefonu ir pan.

Kaip šio projekto pratęsimas, į šį stiprintuvą bus integruota keletas papildomų funkcijų.

Dėkojame, kad perskaitėte.