ส่วนที่สำคัญมากของ Sound Electronics คือไฟล์ เพาเวอร์แอมป์ . ภารกิจหลักคือการเพิ่มแอมพลิจูดของพลังของสัญญาณอินพุตที่กำหนด ขยายกำลังของสัญญาณอินพุตเพื่อให้สามารถขับเคลื่อนโหลดได้เช่นลำโพงหรือหูฟังเป็นต้นเครื่องขยายเสียงปกติที่ใช้ในการขยายแรงดันไฟฟ้าของสัญญาณ AC จะไม่สามารถจ่ายกระแสได้ ทำให้ไม่สามารถขับเคลื่อนโหลดได้ แต่เพาเวอร์แอมป์ให้กระแสไฟฟ้าที่จำเป็นซึ่งจำเป็นสำหรับการขับเคลื่อนโหลดเอาต์พุต
วงจรขยายเสียง
ในบทความนี้เราจะออกแบบเครื่องขยายเสียง 10 วัตต์ซึ่งจะเชื่อมต่อลำโพง 8 โอห์มเป็นโหลด พลังงานที่ต้องการจะถูกส่งไปยังโหลดโดยใช้แอมพลิฟายเออร์ที่ใช้งานได้ IC LF351 และทรานซิสเตอร์กำลังสองตัวคือ TIP127 และ TIP122
จะออกแบบวงจรเพาเวอร์แอมป์โดยใช้เพาเวอร์ทรานซิสเตอร์ได้อย่างไร?
ตอนนี้เมื่อเราทราบบทคัดย่อของโครงการแล้วให้เราก้าวไปข้างหน้าและทดสอบวงจรหลังจากสร้างรายการส่วนประกอบ
ขั้นตอนที่ 1: การรวบรวมส่วนประกอบ
ก่อนที่จะเริ่มโครงการเราต้องรู้ว่าเขาต้องการส่วนประกอบใดบ้างในขณะที่ทำงานไม่ว่าจะเป็นส่วนประกอบฮาร์ดแวร์หรือซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ แนวทางที่ยอดเยี่ยมที่เราสามารถนำมาใช้ในการเริ่มต้นโครงการคือการจัดทำรายการส่วนประกอบทั้งหมดที่เขาจะใช้ในโครงการหนึ่ง ๆ เราสามารถประหยัดเวลาได้มากในขณะที่ทำงานในโครงการหากเรามีรายการส่วนประกอบนี้ ดังนั้นรายการส่วนประกอบทั้งหมดที่เราจะใช้ในโครงการนี้มีดังต่อไปนี้:
- อลูมิเนียมระบายความร้อน
- ลำโพง 8 โอห์ม 10 วัตต์
- ตัวต้านทาน 4.7k-ohm (x3)
- ตัวต้านทาน 200 โอห์ม (x2)
- ตัวต้านทาน 3.3k-ohm
- ตัวเก็บประจุ 10pF
- ตัวเก็บประจุ 82uF
- ขั้วต่อ 2 พิน (x2)
- แหล่งจ่ายไฟตัวแปร 12V
- Veroboard
- การเชื่อมต่อสายไฟ
ขั้นตอนที่ 2: การออกแบบวงจร
โดยปกติเพาเวอร์แอมป์จะเป็นบล็อกสุดท้ายในระบบโซ่ของเครื่องขยายเสียง มันเชื่อมต่อโดยตรงกับโหลด โดยปกติแอมพลิฟายเออร์ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าและแอมพลิฟายเออร์ปรีแอมพลิฟายเออร์จะขยายสัญญาณอินพุตก่อนที่จะส่งไปยังเพาเวอร์แอมป์
ในระบบขยายเสียงส่วนใหญ่โหลดที่ใช้คือลำโพงดัง อิมพีแดนซ์ของโหลดมีบทบาทสำคัญในเอาต์พุตของเพาเวอร์แอมป์ ดังนั้นต้องเลือกโหลดที่เหมาะสมในขณะที่เชื่อมต่อที่ขั้วเอาต์พุตของวงจร
LM351 เป็นวงจรรวมที่จะขยายสัญญาณอินพุต ใช้ทรานซิสเตอร์กำลังสองตัวซึ่งจะให้กำลังขยายที่จำเป็น ทรานซิสเตอร์รับพลังงานจากแหล่งจ่ายไฟโดยตรงและส่งไปยังโหลด เนื่องจากสัญญาณอินพุตเป็น AC มันจะเปลี่ยนขั้ว ดังนั้นทรานซิสเตอร์ทั้งสองจะช่วยในการขยายกำลังไฟฟ้าไปยังขั้วตรงข้ามนั่นคือ TIP127 จะให้การขยายกำลังไฟฟ้าไปยังยอดบวกและยอดลบจะได้รับการขยายกำลังโดย TIP122
ขั้นตอนที่ 3: จำลองวงจร
อย่างที่เราทราบกันดีว่ามีรายการส่วนประกอบทั้งหมดที่เราจะใช้ในโครงการนี้ให้เราก้าวไปข้างหน้าและทดสอบวงจร ก่อนที่จะสร้างวงจรนี้บนฮาร์ดแวร์ให้เราทำการจำลองวงจรนี้บนซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ก่อน การจำลองวงจรบนซอฟต์แวร์ก่อนที่จะนำไปใช้กับฮาร์ดแวร์เป็นแนวทางที่ยอดเยี่ยมเพราะทำให้เรามั่นใจได้ว่าวงจรทำงานได้ดีอย่างสมบูรณ์และหากมีข้อบกพร่องบางประการก็สามารถแก้ไขได้ทันทีบนคอมพิวเตอร์ ซอฟต์แวร์ที่เราจะไม่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการจำลองคือ Proteus. ซอฟต์แวร์นี้ช่วยให้เราสามารถออกแบบวงจรบนคอมพิวเตอร์และทดสอบเอาต์พุตโดยให้อินพุตที่เหมาะสม ในการจำลองวงจรให้ทำตามขั้นตอนต่อไปนี้:
- หากคุณยังไม่ได้ติดตั้งซอฟต์แวร์นี้ในคอมพิวเตอร์ของคุณ คลิกที่นี่ เพื่อดาวน์โหลด
- หลังจากติดตั้งซอฟต์แวร์แล้วให้เปิดซอฟต์แวร์และสร้างโครงการใหม่โดยคลิกที่ไฟล์ ISIS ปุ่ม.
ISIS
- แผนผังใหม่เพิ่งเปิดขึ้น คลิกที่ ป เพื่อเปิดเมนูส่วนประกอบ
แผนผังใหม่
- กล่องจะปรากฏขึ้นพร้อมแถบค้นหาที่มุมบนซ้าย ค้นหาส่วนประกอบที่คุณต้องใช้ในโครงการ
การเลือกส่วนประกอบ
- หลังจากเลือกส่วนประกอบทั้งหมดแล้วคุณจะเห็นรายการทั้งหมดทางด้านซ้ายของหน้าจอ
รายการส่วนประกอบ
- ทำแผนภาพวงจรดังที่แสดงด้านล่าง
แผนภูมิวงจรรวม
- ตอนนี้คลิกที่ขั้วอินพุตและตั้งค่าแอมพลิจูดของสัญญาณ AC เป็น 1V และความถี่เป็น 50Hz
ตั้งสัญญาณ AC
- ตอนนี้เปลี่ยนลำโพงด้วยตัวต้านทาน 8 โอห์ม วางออสซิลโลสโคปบนแผนผังและเชื่อมต่อเทอร์มินัล A เข้ากับอินพุตและขั้ว B เข้ากับเอาต์พุต
การเชื่อมต่อออสซิลโลสโคป
- ตอนนี้เรียกใช้การจำลอง ตรวจสอบคลื่นเอาท์พุต คุณจะสังเกตเห็นคลื่นเอาท์พุตจะมีแอมพลิจูดที่ใหญ่กว่า
เอาต์พุต
ขั้นตอนที่ 4: การสร้างวงจร
ตอนนี้เมื่อเราได้จำลองวงจรแล้วให้เราสร้างฮาร์ดแวร์ของโครงการนี้บน Veroboard ในการนำวงจรนี้ไปใช้กับฮาร์ดแวร์ให้ทำตามขั้นตอนต่อไปนี้ สิ่งหนึ่งที่ต้องจำไว้คือส่วนประกอบทั้งหมดต้องวางใกล้กันและวงจรควรมีขนาดกะทัดรัด
- ใช้ Veroboard และถูด้านที่มีทองแดงเคลือบด้วยกระดาษมีดโกน
- ตอนนี้วางส่วนประกอบอย่างระมัดระวังและใกล้พอเพื่อให้ขนาดของวงจรไม่ใหญ่มาก
- ทำการเชื่อมต่ออย่างระมัดระวังโดยใช้เหล็กบัดกรี หากเกิดข้อผิดพลาดขณะทำการเชื่อมต่อให้พยายามถอดการเชื่อมต่อออกและบัดกรีการเชื่อมต่ออีกครั้งอย่างถูกต้อง แต่สุดท้ายการเชื่อมต่อจะต้องแน่น
- เมื่อทำการเชื่อมต่อทั้งหมดแล้วให้ทำการทดสอบความต่อเนื่อง ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์การทดสอบความต่อเนื่องคือการตรวจสอบวงจรไฟฟ้าเพื่อตรวจสอบว่ากระแสไฟฟ้าไหลไปตามเส้นทางที่ต้องการหรือไม่ (ว่าอยู่ในวงจรทั้งหมดแน่นอน) การทดสอบความต่อเนื่องทำได้โดยการตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าเพียงเล็กน้อย (ต่อสายในการจัดเรียง LED หรือชิ้นส่วนที่สร้างความปั่นป่วนตัวอย่างเช่นลำโพงเพียโซอิเล็กทริก) ตามวิธีที่เลือก
- หากการทดสอบความต่อเนื่องผ่านไปแสดงว่าทำวงจรได้เพียงพอตามต้องการ ตอนนี้พร้อมสำหรับการทดสอบแล้ว
- เชื่อมต่อขั้วบวกและลบของแหล่งจ่ายไฟในวงจร และตั้งลูกบิดของแหล่งจ่ายไฟเป็น 12V
- ใช้อินพุต AC กับขั้วอินพุตและตรวจสอบเสียงที่ผลิตโดยลำโพง
นี่คือขั้นตอนทั้งหมดในการสร้างวงจรขยายกำลัง ตอนนี้คุณสามารถสนุกกับการสร้างวงจรนี้ที่บ้านได้แล้ว
