Ενισχυτής ήχου 40W

40w_audio_amplifier_board


Ο ενισχυτής ήχου που παρουσιάζουμε εδώ είναι ένα κλασσικό κύκλωμα που δεν περιλαμβάνει κανένα ολοκληρωμένο αλλά βασίζεται αποκλειστικά σε τρανζίστορ. Η μέση ισχύς εξόδου του ενισχυτή είναι 40W σε φορτίο 8 ohm κι η ισχύς κορυφής (peak) μπορεί να φθάσει τα 80W.

Το κύκλωμα απαιτεί τάση τροφοδοσίας από 55 έως 65V, (τυπική τιμή 60V) και το ρεύμα λειτουργίας σε μέγιστη ισχύ είναι 1Α. Το ρεύμα ηρεμίας του κυκλώματος (με μηδενικό σήμα εισόδου) είναι γύρω στα 70mA. Η αντίσταση εισόδου του ενισχυτή είναι γύρω στα 40ΚΩ κι η μέγιστη αρμονική παραμόρφωση δεν ξεπερνά τα 0.15% σε πλήρη ισχύ. Η μέγιστη ισχύς στην έξοδο επιτυγχάνεται με σήμα εισόδου γύρω στα 1.3V rms. Η συχνοτική απόκριση του κυκλώματος εκτείνεται από τα 20Ηz έως τα 100KHz.

Το ηλεκτρονικό σχέδιο του ενισχυτή παρουσιάζεται στην εικόνα 1. Το πρώτο τρανζίστορ, το Τ1, λειτουργεί ως ένας κλασσικός ενισχυτής κοινού εκπομπού και η λειτουργία της βαθμίδας σταθεροποιείται μέσω αρνητικής ανάδρασης από την R16. Οι αντιστάσεις R1 και R2 που πολώνουν τη βάση του Τ1 έχουν σχετικά υψηλή τιμή προκειμένου να επιτυγχάνεται υψηλή αντίσταση εισόδου. Το Τ1 είναι ένα κλασσικό τρανζίστορ BC107B κι αντί αυτού μπορούν να χρησιμοποιηθούν κι άλλοι αντίστοιχοι τύποι όπως BC147, BC171, BC207 ή BCY59.

Ηλεκτρονικό σχέδιο του ενισχυτή 40W
Εικόνα 1. Το ηλεκτρονικό σχέδιο του ενισχυτή

Από το συλλέκτη του Τ1, το σήμα οδηγείται μέσω του C3 στη βάση του Τ2. Το τρανζίστορ Τ2 είναι τύπου BC141 και λειτουργεί κι αυτό σε συνδεσμολογία κοινού εκπομπού. Στην έξοδό του όμως έχει DC ζεύξη για να ρυθμίζει την πόλωση του επόμενου σταδίου. Για τη ρύθμιση της πόλωσης κι ειδικότερα της ισορροπίας του σταδίου εξόδου, υπάρχει το τρίμερ R8, το οποίο θα πρέπει να ρυθμιστεί κατάλληλα κατά τη διάρκεια μίας αρχικής βαθμονόμησης.

Θα πρέπει επίσης να ρυθμιστεί και το τρίμερ R13, το οποίο ρυθμίζει το ρεύμα ηρεμίας κι επιδρά επίσης στην ισορροπία του σταδίου εξόδου. Το τρανζίστορ Τ3 δημιουργεί μία κατάλληλη διαφορά δυναμικού στις βάσεις των Τ4 και Τ5 προκειμένου να αποφευχθεί το πρόβλημα της παραμόρφωσης διασταύρωσης (crossover) που τυπικά ενυπάρχει στα κυκλώματα τοπολογίας push-pull (συμμετρική διάταξη), όπως στο στάδιο εξόδου του ενισχυτή μας.

Το στάδιο εξόδου βασίζεται στα τρανζίστορ Τ4, Τ5, Τ6 και Τ7. Ουσιαστικά, το ρεύμα εξόδου διέρχεται μέσω των Τ6 και Τ7 που αποτελούν την τελική βαθμίδα ισχύος. Τα Τ6 και Τ7 είναι τα συμπληρωματικά τρανζίστορ TIP33A και TIP34A, PNP και NPN, αντίστοιχα. Στη θέση τους μπορούν να χρησιμοποιηθούν και τα αντίστοιχα MJE2955 (PNP) και MJE3055 (NPN). Τα Τ4 και Τ5 λειτουργούν ως οδηγοί – ενισχυτές ρεύματος για τα τρανζίστορ εξόδου Τ6 και Τ7. Το T4 είναι NPN, τύπου BD137 ή BD139 ενώ το T5 είναι PNP, τύπου BD138 ή BD140.

Πώς να κατασκευάσετε τον ενισχυτή

Ο ενισχυτής ήχου των 40W μπορεί να κατασκευαστεί εύκολα στο τυπωμένο κύκλωμα που παρέχουμε παρακάτω. Τα εξαρτήματα θα πρέπει να τοποθετηθούν στην πλακέτα σύμφωνα με τον οδηγό συναρμολόγησης της εικόνας 2.

Όλα τα εξαρτήματα τοποθετούνται πάνω στην πλακέτα, εκτός από τα τρανζίστορ Τ3, Τ6 και Τ7. Αυτά θα πρέπει να τοποθετηθούν πάνω σε κατάλληλη ψύκτρα. Η ψύκτρα είναι απαραίτητη για την απαγωγή της θερμότητας που αναπτύσσεται πάνω στα Τ6 και Τ7. Το Τ3 δεν ζεσταίνεται, αλλά θα πρέπει να τοποθετηθεί πάνω στην ψύκτρα, μαζί με τα Τ6 και Τ7 για να επιτυγχάνεται θερμοκρασιακή αντιστάθμιση.

Οδηγός συναρμολόγησης του ενισχυτή 40W
Εικόνα 2. Οδηγός συναρμολόγησης του ενισχυτή 40W

Η αύξηση της θερμοκρασίας στα τρανζίστορ εξόδου επιφέρει αύξηση του ρεύματος πόλωσης που οδηγεί σε περαιτέρω αύξηση της θερμοκρασίας. Το φαινόμενο αυτό μπορεί να οδηγήσει σε υπερθέρμανση και καταστροφή των τρανζίστορ. Γι αυτό απαιτείται κάποιο είδος θερμοκρασιακής αντιστάθμισης. Η αντιστάθμιση παρέχεται από το Τ3 που όταν αυξάνεται η θερμοκρασία του, μειώνει το ρεύμα πόλωσης στο στάδιο εξόδου για να σταθεροποιήσει τη θερμοκρασία.

Επομένως, είναι κρίσιμο το Τ3 να τοποθετηθεί πάνω στην ψύκτρα, μαζί με τα Τ6 και Τ7 και μάλιστα είναι καλύτερα να τοποθετηθεί κοντά στο Τ6 ή στο Τ7. Επειδή το Τ3 έχει πλαστικό κέλυφος, θα πρέπει να τοποθετηθεί πάνω στην ψύκτρα είτε με κάποια κατάλληλη κόλλα ή με τη βοήθεια κάποιου μεταλλικού ελάσματος.

Τα Τ6 και Τ7 θα πρέπει επιπλέον να μονωθούν ηλεκτρικά από τη μεταλλική ψύκτρα αλλά συγχρόνως θα πρέπει να εξασφαλίζεται η καλή θερμοαπαγωγή. Για το σκοπό αυτό θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν φύλλα μίκας και μονωτικά στις βίδες. Η ηλεκτρική μόνωση του σώματος του τρανζίστορ από την ψύκτρα είναι απαραίτητη και θα πρέπει να επαληθευτεί με ωμόμετρο. Θα πρέπει να δώσετε ιδιαίτερη προσοχή, προκειμένου να μην υπάρξει βραχυκύκλωμα ανάμεσα στα μεταλλικά μέρη των δύο τρανζίστορ.

Τέλος, συνίσταται κι η χρήσης μιας μικρής ψύκτρας και στο Τ2, όπως άλλωστε φαίνεται και στη φωτογραφία του πρωτοτύπου. Στα υπόλοιπα τρανζίστορ δεν απαιτείται ψύκτρα.

Όλες οι αντιστάσεις στο κύκλωμα είναι ισχύος 1/2W εκτός από τις R19 και R20 που είναι ισχύος 3W. Ο R19 και R20 έχουν τιμή 0.33 ohm. Μπορούν να αντικατασταθούν και με μεγαλύτερες έως 0.47 ohm, ωστόσο θα υπάρξει κάποια μικρή μείωση της μέγιστης ισχύος του ενισχυτή.

Αρχική ρύθμιση

Για να δουλέψει σωστά το κύκλωμα απαιτούνται δύο αρχικές ρυθμίσεις. Είναι καλό οι ρυθμίσεις να γίνουν με χρήση κάποιου φορτίου στη θέση του μεγαφώνου ή του ηχείου.

Πριν ακόμη τροφοδοτηθεί το κύκλωμα, θα πρέπει να συνδέσουμε ένα βολτόμετρο μεταξύ του θετικού ακροδέκτη του C9 και της γης (αρνητικός ακροδέκτης τροφοδοσίας). Με την εφαρμογή της τροφοδοσίας, θα πρέπει να ρυθμιστεί το τρίμμερ R8 έως ότου το βολτόμετρο δείξει ακριβώς τη μισή τάση από αυτή της τροφοδοσίας. Δηλαδή, αν έχουμε τροφοδοσία 60V, το βολτόμετρο θα πρέπει να δείξει 30V.

Έπειτα, θα πρέπει να συνδέσουμε ένα μιλλιαμπερόμετρο σε σειρά με το καλώδιο της τροφοδοσίας και να ρυθμίσουμε το τρίμμερ R13 έως ότου πετύχουμε ρεύμα ηρεμίας γύρω στα 70mA. Αν η ρύθμιση της R13 επηρεάσει τη ρύθμιση της R8, θα πρέπει να επαναλάβουμε τη ρύθμιση της R8 για να πετύχουμε και πάλι τάση ίση με τη μισής της τροφοδοσίας στο κοινό σημείο σύνδεσης των R19, R20 και C9.

Μετά τις αρχικές ρυθμίσεις, οι τάσεις σε διάφορα σημεία του κυκλώματος θα πρέπει να είναι περίπου ίσες με αυτές που έχουν σημειωθεί στην εικόνα 1 κι ο ενισχυτής θα είναι έτοιμος για λειτουργία. Οι ενδεικτικές τιμές στην εικόνα 1 αφορούν τάση τροφοδοσίας 60V.

Συνημμένα

Το τυπωμένο κύκλωμα του ενισχυτή ήχου των 40W

 

Λίστα με όλα τα σχόλια:
Δεν υπάρχουν σχόλια προς το παρόν.
Βαθμολογία:

Παρακαλούμε κάντε κάποια πρόταση για το προϊόν :

Όνομα χρήστη:
E-mail: