Схема усилителя сабвуфера:универсальный способ улучшить качество звука

Вы ищете способ добиться бесшумного и качественного звучания басов? Что вам нужно, так это схема усилителя сабвуфера. Он не только компактен, но и недорог в строительстве. Более того, он может надежно служить вашим гаджетам или системам.

Драйвер сабвуфера

Источник; Википедия <сильный>

Сегодня мы разработаем схему сабвуфера/стереоусилителя, которая воспроизводит низкочастотные аудиосигналы в диапазоне от 20 Гц до 200 Гц. Кроме того, выходная мощность звука составляет 100 Вт, а для работы используется 4-омная нагрузка на динамик.

1. Что такое схемы усилителя сабвуфера?

Схемы усилителя сабвуфера представляют собой громкоговорители, которые производят низкочастотные аудиосигналы. Другими словами, они обеспечивают повышение качества басов вашего громкоговорителя за счет усиления входных аудиосигналов. Точно так же они устраняют любые гармонические искажения.

Примером сабвуфера является пассивный сабвуфер. Он получает питание от внешнего усилителя, но также имеет конструкцию типа корпуса динамика.

Громкоговоритель

Источник; Википедия

<старт ="2">

Принцип работы усилителя сабвуфера

Принцип схемы усилителя сабвуфера предполагает усиление звуковых сигналов низких частот.

• Во-первых, усилитель фильтрует входной аудиосигнал, чтобы исключить высокочастотные сигналы.
• Затем усилитель напряжения усиливает низкочастотные сигналы.
• После этого несколько конфигураций повышают сигнал низкого напряжения до необходимого уровня.
• Наконец, транзистор преобразует усиленную версию низкочастотного звука в силовые сигналы. В конце концов, сигналы питания производят басы/громкий хлопок и минимальный шум.

Совет

• Для лучшего согласования с объемом воздуха в помещении и максимальной эффективности расположите динамик сабвуфера в углу.
• Кроме того, используйте варианты корпуса, чтобы снизить требования к мощности усилителя и повысить эффективность привода сабвуфера.
• При личном подключении обязательно используйте антивирус для сканирования устройства, чтобы снизить вероятность заражения устройств.

100-ваттный усилитель сабвуфера

Схема

Схема 100-ваттного усилителя сабвуфера

Компоненты схемы

На приведенной выше диаграмме видно, что компоненты схемы стереоусилителя мощностью 100 Вт включают в себя:

• Двойной источник питания — +/-30 В
• Q1 — 2N222A
• Q2, Q3 — TIP41
• Q4 – TIP147, PNP
• R1, R2 – 6 тыс.
• R3 — 130 тысяч.
• R5 – 15 тыс.
• R6 – 3,2 K
• R7 – 300 Ом
• R8 — 30 Ом
• R9, R10 – 3 000
• Д1, Д2 — 1N4007
• C3, C5, C6 – 10 мкФ, электролит
• C4 — 1 мкФ, электролит
• C1, C2 — 0,1 мкФ, электролит

В зависимости от компонентов у нас будут идеи подсхем усилителя, которые также пригодятся во время вашего проекта усилителя.

Дизайн звукового фильтра

В первой схеме вы будете использовать операционный усилитель LM7332 для построения фильтра нижних частот Саллена-Ки.

Топология фильтра Саллена

Источник; Википедия <сильный>

Теперь предположим, что частота среза равна 200 Гц, а добротность равна 0,707. Кроме того, пусть количество полюсов равно одному, а значения C1 и C2 равны 0,1 мкФ.

Следовательно, чтобы найти аналогичное значение R1 и R2, мы можем использовать приведенную ниже формулу, подставив известные значения.

R1 =R2 =Q/(2*pi*fc*C2)

Результирующее значение для каждого резистора составляет 5,6 кОм. Тем не менее, мы согласимся на 6K для R2 и R1 для большей точности.

Мы не будем включать резисторы на неинвертирующую клемму регулируемого фильтра нижних частот. Это потому, что нам нужен фильтр усиления с обратной связью, а не тот, который имеет короткое замыкание на выходной клемме.

Дизайн предварительного усилителя

В конструкции предварительного усилителя мы применим работу транзистора 2N222A класса А.

(транзисторы)

Далее нам потребуется напряжение питания 30В, нагрузочный резистор 4Ом и выходная мощность 100Вт.

У нас может быть напряжение покоя коллектора, половина напряжения питания (15 В) и ток покоя коллектора 1 мА. Тогда при расчете номинала нагрузочного резистора он должен быть равен 15К.

R5 =(Vcc/2Icq)

Базовый ток, I_b =Icq/ч_fe

Если мы подставим значение усиления переменного тока в приведенную выше формулу, базовый ток должен быть 0,02 мА. Точно так же я_b или ток смещения часто в десять раз превышает базовый ток. Таким образом, он составляет до 0,2 мА.

Кроме того, напряжение эмиттера/Ve, примерно 12% от напряжения питания, составляет 3,6 В. Теперь вы можете получить базу Vb/напряжение, прибавив 0,7 к Ve, то есть 4,3 В.

Приведенная ниже формула помогает получить значения R4 и R3;

R3 =(Vcc – Vb) I_{смещение} и R4 =Vb/I_bias

Если мы подставим значения, R4 будет 22 КБ, тогда как R3 будет 130 КБ.

Сопротивление эмиттерного резистора (Ve/Ie) составляет 3,6 кОм, это значение является общим для резисторов R7 и R6.

R7 действует как резистор обратной связи и уменьшает эффект развязки C4. Чтобы получить значение только R7, мы вычисляем значения усиления и R5, что составляет 300 Ом. Таким образом, значение R6 становится равным 3,2 КБ.

Наконец, значение C4 составляет 1 мкФ, так как сопротивление эмиттера должно быть больше, чем емкостное реактивное сопротивление C4.

Дизайн усилителя мощности

Усилитель мощности AB работает в режиме класса AB, в котором используются транзисторы Дарлингтона, а именно TIP147 и TIP142. Следовательно, выбранные вами смещающие диоды должны иметь такие же тепловые свойства, как и транзисторы, то есть 1N4007.

Диод 1N4007

Источник; Викимедиа

3К для резистора R9 подходит, потому что малый ток смещения требует большого номинала резистора смещения. Кроме того, усилитель мощности получает входной сигнал с высоким импедансом от каскада драйвера. Таким образом, мы будем использовать силовой транзистор TIP41 в режиме работы класса A.

Значение R8 равно как току эмиттера (0,5 А), так и напряжению эмиттера (1/2 В - 0,7). Окончательное значение становится 28,6 Ом, но в этом случае выберите резистор на 30 Ом.

Нагрузочный резистор R10 должен обеспечивать высокое сопротивление транзисторам TIP147 и TIP142. Поэтому рекомендуется 3K.

Работа цепи усилителя сабвуфера

Пошаговое объяснение дает основы работы схемы усилителя сабвуфера.

• Фильтр нижних частот Sallen-Key из приведенных выше конструкций отфильтровывает аудиосигнал. Только частоты, равные 200 Гц и ниже, проходят через фильтр, а остальные подвергаются фильтрации.
• На вход Q1 через транзистор связи и C3 поступает низкочастотный сигнал. Так как Q1 работает в режиме класса А, это улучшит версию входного звукового сигнала на его выходе.
• Затем Q2 преобразует усиленный сигнал в сигнал с высоким импедансом перед передачей его на усилитель мощности класса AB.
• TIP147 и TIP142 дают полный цикл выходного сигнала. Один транзистор работает в течение отрицательного полупериода, а другой — в течение положительного полупериода.
• Кроме того, R13 и R11 уменьшают разницу между согласующими транзисторами.
• Диоды обеспечивают минимальные перекрестные искажения.
• В конце концов, мощный выходной сигнал приводит в действие сабвуфер/громкоговоритель с низким импедансом, примерно 4 Ом.

Применение схемы усилителя сабвуфера

Несколько применений схемы усилителя сабвуфера включают:

• Что касается звуковых приложений, вы в основном найдете их в таких местах, как концерты, электронная танцевальная музыка или приложения для систем усиления. Даже ваш автомобиль, некоторые избранные кинотеатры или системы домашнего кинотеатра имеют одну из цепей.

(система домашнего кинотеатра)

• Передача на большие расстояния, если вы хотите использовать мощность для антенн большой дальности.
• Вы можете использовать их в качестве усилителей мощности для сигналов самой низкой частоты.

Ограничения цепи усилителя сабвуфера

Они включают;

• Прежде всего, наша иллюстрация схемы носит теоретический характер, а выходной сигнал иногда имеет искажения, как в жанрах акустической музыки.
• Смещение также может иметь некоторые нарушения, поскольку схема фильтра иногда повышает уровень постоянного тока аудиосигнала.
• В других случаях схема не может устранять шумовые помехи, как обычные громкоговорители.
• И последнее, но не менее важное:эффективность схемы снижается из-за линейных устройств, вызывающих рассеивание мощности.

Заключение

Таким образом, схема усилителя сабвуфера — самый верный способ создать низкочастотный звук. В нашем посте рассказывается о шагах, которые необходимо предпринять для достижения лучшего качества звука в приложениях. Однако, если у вас остались вопросы или вам нужны разъяснения, свяжитесь с нами, и мы свяжемся с вами.