Amplifier audio yang dirancang untuk bekerja dengan suplai 5 V dari soket USB seperti dari USB komputer disebut amplifier USB.

Pada artikel ini kita akan belajar bagaimana membangun rangkaian amplifier 3 watt sederhana yang dapat dialiri daya langsung dari port USB 5V komputer untuk menggerakkan speaker 8 ohm 3 watt. Anda dapat membangun beberapa sirkuit seperti itu dan menggunakannya untuk membuat output stereo menjadi sepasang speaker 8 Ohm.

Harap dicatat bahwa TDA2822 IC sudah usang sekarang Oleh karena itu memilih rangkaian menggunakan IC ini untuk proyek yang dibahas mungkin bukan ide yang bagus. Namun desain saat ini didasarkan pada IC LM4871, yang tersedia melimpah, mari pelajari fitur utama dan cara kerja IC ini.

Fitur utama

IC bekerja tanpa melibatkan kopling apa pun kapasitor , atau kapasitor bootstrap, atau kapasitor snubber
Ini menunjukkan stabilitas ekstrim melalui Unity Gain.
Dilengkapi dengan Kemasan WSON, VSSOP, SOIC, atau PDIP
Memungkinkan untuk Mengatur jaringan kontrol Penguatan eksternal

Spesifikasi Penting:

IC LM4871D dirancang untuk menangani pengeras suara dengan nilai 3 ohm atau 4 ohm pada 3 watt
Semua versi yang tersisa dalam seri ini ditentukan untuk menangani 1,5 watt dengan speaker 8 Ohm.
IC memiliki arus shutdown yang secara internal diatur pada 0.6uA biasanya
Rentang tegangan kerja antara 2.0V hingga 5.5V, sangat cocok untuk bekerja dengan daya USB PC.
Distorsi Harmonik Total Maksimum dengan beban speaker 8 Ohm pada 1kHz sekitar 0,5%

Spesifikasi dan Paket Pinout

Gambar berikut menunjukkan detail pinout dari IC dan model paket yang tersedia, serta tata letak:

Operasi Sirkuit Amplifier USB 5V

Rangkaian amplifier 5V USB 3 watt untuk PC

Daftar Bagian

“buat charger aki mobil ”

Semua resistor 1/4 watt atau 1/8 watt, 1% MFR atau SMD

20 K = 2 nos
40 K = 2 nos
100 K = 3 nos (termasuk Rpu)

Kapasitor

Keramik 0,39uF = 1 no
1uF / 16V Tantalum = 2 nos

Semikonduktor

IC LM4871 = 1 no

Seperti dapat dilihat pada skema di atas, LM4871 menyertakan beberapa penguat operasional internal, memberikan pengguna pilihan untuk mengkonfigurasi amplifier melalui beberapa cara yang ditentukan.

Penguatan penguat pertama dapat dikelola secara eksternal, sedangkan penguat kedua telah disambungkan secara internal dengan penguatan satu kesatuan pembalik.

Gain loop tertutup untuk penguat pertama dapat ditentukan dengan memilih secara tepat nilai rasio Rf / Ri, sedangkan yang sama telah diperbaiki untuk penguat kedua secara internal melalui sepasang resistor 40K.

Kita dapat melihat bahwa output dari penguat # 1 dikonfigurasikan menjadi input penguat # 2, memungkinkan kedua penguat untuk menghasilkan sinyal dengan nilai yang identik, meskipun ini mungkin 180 derajat di luar fase.

Hal ini menghasilkan penguatan diferensial IC menjadi AVD = 2 * (Rf / Ri).

Biasanya, untuk setiap amplifier pengaturan 'mode penghubung' dapat diimplementasikan dengan menggerakkan beban yang terhubung secara berbeda melalui beberapa output Vo1 dan Vo2.

Penguat yang dikonfigurasi dalam mode jembatan akan memiliki prinsip operasi yang berbeda berbeda dengan penguat berujung tunggal tradisional yang memiliki satu ujung beban yang dihubungkan dengan saluran arde.

Rangkaian mode jembatan bekerja dengan efisiensi yang lebih baik dibandingkan dengan penguat ujung tunggal karena beban atau loudspeaker diaktifkan dengan cara dorong-tarik, memungkinkan ayunan tegangan ganda untuk setiap pulsa frekuensi alternatif.

“keuntungan dan kerugian dari penguncian pergeseran fase ”

Ini sebenarnya memungkinkan loudspeaker menghasilkan daya 4 kali lebih banyak daripada versi tunggal yang berakhir dalam keadaan atau spesifikasi yang sama.

Kemampuan untuk mencapai peningkatan daya memungkinkan penguat bekerja tanpa a tahap pembatas saat ini dan karenanya tanpa pemotongan yang tidak diinginkan.

Manfaat tambahan dari keluaran jembatan diferensial adalah tidak adanya DC bersih pada loudspeaker yang terhubung. Ini terjadi karena VO1 dan VO1 bias pada level tegangan yang identik, yaitu VDD / 2 dalam kasus ini. Ini memungkinkan penguat untuk bekerja tanpa kapasitor kopling keluaran, yang sebaliknya menjadi wajib dalam penguat ujung tunggal.

Memahami Kerja Komponen dan Spesifikasi

Ri adalah resistor masukan pembalik yang digunakan untuk mengatur penguatan loop tertutup bersama dengan Rf. Selain itu resistor ini juga mengimplementasikan fungsi high pass filter dengan Ci pada fC = 1 / (2π RiCi).

Sana membentuk kapasitor kopling input yang diposisikan untuk memblokir DC dan memungkinkan frekuensi audio AC melintasi pin input. Kapasitor ini juga memungkinkan filter high pass dalam hubungannya dengan Ri pada fC = 1 / (2π RiCi).

Rf menjadi resistansi umpan balik yang memperbaiki penguatan loop tertutup dengan bantuan Ri.

Cs bertindak seperti kapasitor bypass suplai dan menyediakan filter riak untuk catu daya.

Cb diposisikan sebagai kapasitor pin bypass dan kapasitor ini memaksakan penyaringan untuk pasokan setengah

Peringkat Maksimal Mutlak

Peringkat maksimum yang dapat ditoleransi untuk sirkuit ini dijelaskan di bawah ini:

Tegangan suplai maksimum adalah 6V, tegangan kerja tipikal adalah 5V
Tingkat suhu minimum dan maksimum yang dapat ditoleransi masing-masing adalah -65 dan 150 derajat Celcius.
Sinyal musik input dari USB bisa berada di antara -0,3V dan 5,3 V.
Pembuangan daya maksimum dibatasi secara internal jadi tidak perlu khawatir tentang masalah ini.