5 Rangkaian Amplifier 40 Watt Terbaik yang Dijelajahi

Dalam posting ini kita akan berbicara tentang 5 sirkuit penguat Hi-Fi 40 watt yang luar biasa, mudah dibangun, distorsi rendah yang dapat ditingkatkan lebih lanjut ke watt yang lebih tinggi melalui beberapa tweak kecil.

Artikel ini dikontribusikan kepada saya melalui email oleh pengikut yang berdedikasi

Meskipun Anda mungkin menemukan beberapa modul keluaran hybrid tersedia, hampir tidak ada yang mampu memadukan kesederhanaan dengan keterjangkauan bersama dengan kinerja keseluruhan yang hebat.

Salah satunya adalah chip SGS TDA2030 yang digunakan pada amplifier ini. Tata letak penguat tidak rumit: sebuah opamp daya disertai dengan dua transistor keluaran yang diikat jembatan. Sinyal audio diberikan ke input non-inverting dari power opamp lC1 melalui soket K1 dan kapasitor C1.

Arus suplai ke IC berosilasi sesuai dengan sinyal input.

Karena ini, ia menunjukkan penurunan tegangan yang sama-sama berubah di sekitar resistor R6, R7. R8, dan R9 mengingat bahwa ini ada di baris sumber ke opamp. Selama arus di bawah 1 A, penurunan tegangan pada resistor tidak akan cukup untuk menyalakan transistor T1 dan T2. Yang berarti output hingga 2 W ke speaker 4 Ohm disuplai sepenuhnya oleh opamp.

Segera setelah arus keluaran menjadi lebih tinggi dari level 1 A, transistor dinyalakan dan memperkuat keluaran daya penguat.

Jika sinyal input rendah menghasilkan arus diam yang tidak mencukupi melalui transistor, namun karena ini terjadi melalui jaringan crossover opamp, masalah akhirnya dapat dihindari.

IC juga memberikan kompensasi termal, dan karenanya memastikan stabilitas titik operasi yang terjamin.

Tegangan suplai mungkin berkisar antara 12 V dan maksimum absolut 44 V. Membangun penguat pada PCB harus mudah.

Transistor bersama dengan IC harus dipasang dan diisolasi ke heat sink sekitar 2 k W-1. Terapkan banyak komposit penghantar panas. Jalur suplai harus dilindungi oleh sekering 3,15 A. saluran harus dilindungi oleh sekering 3,15 A.

Diagram Sirkuit

Desain PCB

Daftar Bagian

Resistor, semua 1/4 watt 5% kecuali ditentukan

• R1 sampai R4 = 100K
• R5 = 8k2
• R6 sampai R9 = 1. 4 ohm 1%
• R10 = 1 ohm

Kapasitor

• C1 = 470 nF
• C2 = 10uF, 63V radial
• C3 = 4.7uF, 63V radial
• C4, C5, C7 = 220 nF MKT atau Keramik
• C6 = 2200uF, radial 50V

Semikonduktor

• D1, D2 = 1N4007
• T1 = BD712
• T2 = BD711
• IC1 = TDA2030

Miscellaneous

• K1 = Soket audio, atau jack
• Heatsink = 2K W ^ -1
• Mesin cuci isolasi dll untuk IC1, T1, T2

Spesifikasi teknis

Tegangan Operasi: 44V Maksimum

Daya Output = 22 watt di Speaker 8 Ohm dan 40 watt di speaker 4 Ohm dengan THD = 0.1%

Grafik Distorsi Harmonik

• 1 kHz dalam 8 ohm pada 11 watt = 0,012%
• 1 kHz dalam 4 ohm pada 20 watt = 0,032%
• 20 kHz dalam 8 ohm pada 11 watt = 0,074%
• 1 kHz dalam 8 ohm pada 1 watt = 0,038%
• 1 kHz dalam 4 ohm pada 1 watt = 0,044%
• Saat ini = 38mA sekitar Quiscent
• Efisiensi = 8 Ohm 62,5%
• Beban Maksimum = 4 Ohm 64%

2) Amplifier 40 Watt menggunakan IC LM391

Desain kedua ini adalah penguat daya medium tanpa embel-embel yang kuat yang mungkin secara khusus cocok untuk digunakan dalam jenis amplifier portabel 'kombo' yang populer di kalangan gitaris dan artis musik jazz.

Penguat adalah perpaduan efisien dari IC driver audio internal LM391-80, dan tingkat keluaran daya dorong-tarik yang dibuat dengan transistor bipolar.

Beberapa aspek unik dari desain ditinjau di bawah ini.

NTC, yang berada dalam kontak fisik dengan transistor keluaran daya, memungkinkan LM391 untuk mematikan tahap daya saat ini terlalu panas. Titik awal keamanan panas ini terletak pada arus NTC sekitar 200 pA.

Kapasitor elektrolitik yang membumikan NTC bertindak untuk menghadirkan 'soft start', yaitu, untuk menghindari bunyi klik yang berisik atau bunyi lain yang membingungkan dari loudspeaker saat amplifier dinyalakan.

Tampaknya proteksi terlalu sensitif, dan oleh karena itu beberapa trial and error untuk nilai R4 atau NTC, mungkin diperlukan. Mudah untuk menerapkan umpan balik dalam amplifier dengan menghubungkan R23 ke jaringan saluran C5-R7.

Komponen lainnya, bersama dengan R10 memutuskan respon frekuensi penguat yang mungkin memerlukan penyetelan yang tepat untuk memenuhi permintaan tertentu. Nomor komponen yang disajikan dalam artikel ini mungkin, tetap baik-baik saja untuk sebagian besar aplikasi.

Hasil percobaan dengan nilai C5 dan R7 yang berbeda mudah ditentukan (atau didengar) dengan menyingkat R23 secara singkat. Untuk pengeras suara 4 Ohm, R23 perlu dikurangi menjadi 0,18 Ohm. Sayangnya, LM391-80 rentan terhadap osilasi, yang harus dikendalikan melalui komponen RX, C6, C8 dan C9 (dalam banyak kasus, C6 dapat dilepas).

Resistor RX secara khusus meminimalkan penguatan loop terbuka. Jika RX digunakan, Ry harus dipasang untuk mengkompensasi tegangan off-set yang dihasilkan. Komponen R22 dan C12 merupakan jaringan Boucherot yang berfungsi untuk menstabilkan penguat pada frekuensi tinggi. Input penguat harus dioperasikan oleh sumber impedansi rendah yang mampu mengirimkan sinyal audio level 'line' (0 dB].

Jaringan R1-C1 melemahkan amplitudo di atas 50 kHz atau lebih. Arus diam penguat ditentukan oleh P1 preset. Sesuaikan kontrol ini ke 0 Ohm di awal, dan setel tepat sampai arus diam 50 mA terbentuk.

Anda dapat meningkatkannya hingga 400 mA jika Anda mencari distorsi rendah. Transistor daya semuanya diposisikan pada bagian yang sama dari PCB agar dapat dijepit ke heatsink umum, bersama dengan NTC.

Unit pendingin harus cukup besar dengan ketahanan termal 1 KWsl atau lebih rendah. Perhatikan bahwa L1 terbuat dari 20 putaran dengan diameter 0,8 mm. kawat tembaga berenamel melilit R21. C9 adalah kapasitor keramik.

Diagram Sirkuit

Data teknis

Sekarang mari kita periksa, beberapa data yang diuji:

Dengan tegangan suplai: 35 V R23 hubung singkat:

Bandwidth 3-dB (8 Q]: sekitar 11 Hz hingga 20 kHz

THD (distorsi harmonik transien) pada 1 kHz:. 1 W menjadi 8 Ohm: 0,006% (Iq = 400mA) 1 W menjadi 8 Ohm: 0,02% (Iq = 50 mA) 65 W menjadi 8 Ohm: 0,02% (Um = 873 mV) 80 W menjadi 4 Ohm: 0,2% ( Um = 700 mV tingkat onset batas arus).

Tata Letak PCB dan Komponen

Daftar Bagian

3) Power Amplifier 40 watt menggunakan IC LM2876 dari Texas Instruments

Desain ketiga adalah rangkaian penguat daya Hi-Fi 40 watt keren lainnya yang menggunakan chip tunggal LM2876 untuk memberikan jumlah daya musik yang ditentukan melalui speaker 8 ohm.

IC LM2876 adalah chip penguat audio bermutu tinggi yang dirancang untuk secara terus-menerus menangani daya rata-rata 40 watt melalui pengeras suara 8 Ohm dengan THD 0,1%, dan rentang frekuensi 20 Hz hingga 20 kHz.

Kinerja IC ini jauh lebih baik daripada IC hibrida lainnya karena fitur bawaannya yang disebut sirkuit kontrol Suhu Seketika Puncak Sendiri, atau Paku.

'SPiKe' mencakup perlindungan lengkap chip terhadap output tegangan berlebih, tegangan rendah, beban berlebih, dan korsleting yang tidak disengaja.

IC LM2876 menunjukkan rasio signal-to-noise yang sangat baik di atas 95 dB, menjamin reproduksi dan kejernihan suara tingkat Hi-Fi yang sangat baik.

Diagram Pinout LM2876

Diagram Sirkuit

Diagram rangkaian lengkap penguat 40 watt berbasis LM2876 ini disajikan di bawah ini:

Untuk info lebih lanjut tentang ini, silakan kunjungi lembar data IC

4) Rangkaian Amplifier Stereo 40 watt menggunakan IC TDA7292

Sejauh ini kita telah membahas amplifier dengan output mono 40 watt, namun rangkaian keempat dalam daftar ini dirancang untuk menawarkan output stereo 40 + 40 watt melalui satu chip IC TDA7292. Jadi jika Anda mencari versi stereo penguat 40 watt maka desain ini akan memenuhi kebutuhan Anda dengan sangat mudah.

Penguat stereo chip tunggal yang luar biasa ini diproduksi oleh Mikroelektronika ST .

Rangkaian ini hampir tidak memerlukan komponen apa pun dan dapat dengan cepat dikonfigurasi menggunakan PCB yang dirancang dengan baik yang dilengkapi dengan lembar data itu sendiri.

Fitur utama

• Rentang tegangan suplai yang luas (dari +/- 12 V ± 33 V)
• Bekerja dengan suplai ganda untuk daya keluaran yang optimal
• Dirancang untuk memberikan daya keluaran penuh 40 W + 40 W menjadi 8 Ω dengan tegangan suplai = ± 26 V dan Total Harmonic Distortion tidak lebih dari = 10%
• Suara 'pop' yang dihilangkan secara internal saat daya dihidupkan / dimatikan
• Menampilkan opsi Mute yang juga ('pop' -gratis)
• Saat pin Mute diarde, IC menjadi lebih hemat konsumsi.
• Secara internal, IC dilindungi dari hubung singkat, yang berarti IC tidak akan terbakar atau rusak ketika output secara tidak sengaja mengalami korsleting atau kelebihan beban.
• Selain itu, IC dilengkapi dengan perlindungan kelebihan beban Thermal built-in, sehingga panas berlebih juga tidak akan merusak IC.

Diagram Sirkuit Lengkap

Peringkat Maksimal Mutlak

Berikut ini adalah nilai absolut maksimum dari IC TDA7292, yang tidak boleh dilampaui untuk melindungi IC dari kerusakan permanen:

• Tegangan suplai DC ± 35 V.
• (SAYA_ATAU) Arus puncak keluaran (dibatasi secara internal) 5 A
• (P._sampai) Disipasi daya Tcase = 70 ° C 40 W.
• (T_di) Suhu pengoperasian -20 hingga 85 ° C
• (T_j) Suhu persimpangan -40 hingga 150 ° C
• (T_stg) Suhu penyimpanan -40 hingga 150 ° C

Referensi: Untuk lebih jelasnya dan desain PCB lengkap, Anda dapat merujuk ke lembar data asli IC.

5) Amplifier 40 Watt hanya dengan Transistor

Semua desain yang dijelaskan di atas bergantung pada sirkuit terintegrasi, dan kita semua tahu betapa mudahnya IC ini menjadi usang kapan saja. Mungkin cara terbaik untuk memiliki desain penguat evergreen universal adalah dengan membuatnya dalam bentuk versi transistor yang terpisah, seperti yang ditunjukkan dalam desain akhir kelima ini:

Ini sebenarnya adalah versi singkat dari penguat 100 watt populer dari situs web ini. Ini telah disederhanakan dengan menghapus beberapa MOSFET dan mengurangi input suplai ke 24V.

Bagian-bagian yang ditunjukkan dalam rangkaian amplifier 40 watt transistorized di atas terlihat sedikit tidak konvensional dan mungkin tidak tersedia di pasaran. Namun, keindahan dari versi transistorized adalah bahwa komponen aktif dapat dengan mudah diganti dengan nilai yang setara. Untuk desain ini juga kita dapat menemukan padanan yang sesuai dan menggantinya di sini untuk mendapatkan hasil sempurna yang sama.

Amplifier ini dirancang dengan luar biasa oleh para insinyur Hitachi untuk memberikan kejernihan luar biasa dengan distorsi minimum. Saya telah mengujinya dan sangat senang dengan jangkauan daya yang dapat disesuaikan dan kualitas keluaran yang luar biasa.

Untuk seluruh daftar bagian, silakan kunjungi artikel ini.