Mini-Audioverstärkerschaltungen

In diesem Artikel diskutieren wir eine Handvoll Mini-Audioverstärkerschaltungen, die schnell aufgebaut werden können, um sehr kleine Eingangssignale in hörbare Lautsprecherausgänge zu verstärken.

1) 1 Watt Verstärkerschaltung

Die erste Mini-Audioverstärkerschaltung arbeitet mit einer 'komplementären' Ausgangsstufe mit einem einzelnen NPN- und einem einzelnen PNP-Leistungstransistor, wodurch ein Ausgangstransformator entfernt wird, der üblicherweise bei älteren Verstärkermodellen beobachtet wird. Die Ausgangsleistung beträgt ca. 1 W bei relativ geringer Verzerrung. Das Eingangssignal wird über den Lautstärkeregler RV1 und als nächstes über C1 zur Q1-Basis übertragen.

Die Kollektorlast für Q1 besteht aus R1, R5 zusammen mit dem Lautsprecher. Die Kollektorspannung von Q1 beträgt ungefähr 50% der Versorgungsspannung, d. H. 4V5. Die Q2- und Q3-Basen haben ebenfalls die gleiche Spannung (ziemlich genau) wie der Q1-Kollektor, da der R1-Wert sehr klein ist (68R).

Innerhalb des Schnittpunkts der Q2-, Q3-Emitter kann die Spannung auch fast 4V5, R3 und R4 und extrem kleine Widerstände betragen, um den Strom zu steuern, der über Q2 und Q3 fließt. Wenn das verstärkte Eingangssignal nicht mehr als 4 V5 beträgt, wird Q2 ausgeschaltet (da die Basis im Vergleich zu ihrem Emitter wahrscheinlich die reduzierte Spannung aufweist), kann Q3 das Signal dennoch weiterleiten.

Sobald Q1 das Signal über 4V5 verstärkt, kehrt sich die Situation um, Q2 schaltet sich ein und Q3 wird ausgeschaltet.

Die Signale werden an der gemeinsamen Emitterverbindung von Q2 und Q3 gemischt und mittels des großen Elektrolytkondensators C2 zum Lautsprecher übertragen. Ein kleinerer Wert für den C2-Kondensator kann einen schwachen reduzierten Frequenzgang verursachen.

R5 und R2 liefern negative Rückkopplungen, die Stabilität gewährleisten, indem sie die Verstärkung geringfügig minimieren. R1 ist eingebaut, um eine winzige Basisvorspannung für Q2 und Q3 zu erhalten. Bei viel besseren Layouts werden Thermistoren oder Dioden verwendet, um vor thermischen Durchgehensituationen zu schützen, die das Ausgangstransistorpaar beschädigen könnten.

Ein negativer Aspekt ist die Gleichstromkopplung des Transistors. Wenn ein bestimmter Transistor seine Eigenschaften ändert, kann der Effekt verheerend sein! Aus diesem Grund muss das Ausgangstransistorpaar ein korrekt 'angepasstes Paar' sein. Einige andere Varianten könnten getestet werden, da auch sie korrekt mit identischem hFE übereinstimmen.

2) Kleiner Verstärker für Hörgeräte

Wenn Sie nach einer billigen und schmutzigen Audio-Mini-Verstärkerschaltung suchen, können Sie dieses kleine Gerät wahrscheinlich testen. Unter anderem könnte es üblich sein, die Leistung eines Kopfhörers für Menschen mit Hörverlust zu erhöhen. Die Schaltung ist ein einfacher Audio-Verstärker mit zwei Transistoren. Der 1. Transistor Q1 arbeitet wie ein grundlegender Vorverstärker mit mittlerer Verstärkung, der sein Signal von C1 erhält und wie ein Gleichstromblocker wirkt.

Der Transistor Q1 verstärkt das Signal und leitet es an C2 weiter. Dieser Transistor} speist als nächstes das Signal zu Q2, das wie die Leistungsverstärkerstufe konfiguriert ist. Diese Stufe verstärkt das Signal noch mehr und C3 schaltet es in Richtung Lautsprecher.

Möglicherweise können Sie ein wenig Verzerrung feststellen. Dies kann jedoch durch Testen mit verschiedenen C5-Werten minimiert werden, wobei der angegebene Bereich eingehalten wird. Falls dies nicht richtig funktioniert, berücksichtigen Sie einige andere Werte. Wenn man jedoch bedenkt, wie unterschiedlich die Verstärkung von Transistoren sein kann, muss man höchstwahrscheinlich experimentieren, damit alle Dinge richtig funktionieren.

3) Verbesserte Miniatur-Hörgeräteverstärkerschaltung

4) Halbwatt-Verstärkerschaltung

Die nächste hier vorgestellte Miniatur-Audioverstärkerschaltung ist recht einfach. Die Ausgangsleistung liegt bei etwa 250 mW, was normalerweise für die meisten Anwendungen ausreichend ist und so gut wie jedes typische Transistorradio ist. Der Verzerrungsbetrag ist mit etwa 5% ziemlich hoch.

Dieser kleine Verstärker ist mäßig empfindlich und kann einen 100% igen Ausgang mit einem Eingang von ungefähr 50 mV liefern. Die Eingangsimpedanz beträgt ca. 50k. Eine grundlegende Klangregelung ist integriert. Obwohl dies eigentlich keine aktive, sondern eine passive Klangregelung ist, ist der Effekt ziemlich ausreichend. Der Lautstärkeregler-Mittelarm ist über einen DC-Sperrkondensator an der Q1-Basis befestigt.

Schaltungsarbeit

Q1 ist wie ein sehr traditioneller gemeinsamer Emitterverstärker angeschlossen, während R2 die Basisvorspannung liefert und R3 sich wie eine Kollektorlast verhält. Diese Stufe ist direkt mit dem zweiten Transistor vom PNP-Typ gekoppelt. Auf diese Weise liefert der durch Q1 fließende Strom die Vorspannung für den 2. Transistor. Mit den verwendeten Werten wird der Ausgang des zweiten Transistors direkt mit der Spule des Lautsprechers gekoppelt.

Dies scheint keine gute Idee zu sein, da der Standby-Strom im Ausgangstransistor die Spule ständig ein wenig in ihren typischen Betriebspegel ein- oder ausspannt. Wenn jedoch ein großer Lautsprecher verwendet wird, wie er sein sollte, hat dies kaum Auswirkungen, und da wir keine großartige HiFi-Ausgabe erwarten, macht dies keinen Unterschied.

Tonsteuerung

Die Tonsteuerung umfasst C2 und RV2, die zufällig über den Kollektor / die Basis von Q1 verbunden sind. Wenn RV2 auf einen hohen Widerstandswert eingestellt ist, hat dies kaum Auswirkungen, aber wenn es auf einen minimalen Pegel eingestellt ist, verursacht der 100nF eine Rückkopplung der hohen Frequenzen, die dazu neigen, phasenverschoben zu sein, was zu ihrer vollständigen Aufhebung führt. Damit die Schaltung korrekt funktioniert, sollte R3 sorgfältig bestimmt werden.

Der in diesem Artikel angegebene Wert beträgt 39 Ohm, was nur ein durchschnittlicher Bereich ist. Auch wenn er für die vorläufige Einrichtung gut geeignet ist, um sicherzustellen, dass die Schaltung funktioniert, muss der Wert durch Experimente ermittelt werden. Wenn es sehr klein ist, werden Sie bei den Konfigurationen mit größerem Volumen extreme Verzerrungen feststellen.

Wenn es zu hoch ist, ist der Stromverbrauch wahrscheinlich zu hoch, obwohl die Qualität der Tonausgabe sehr gut ist. Man kann ein paar Methoden finden, um den Wert auszuwählen. Ohne Multimeter muss der Wert als der kleinste bestimmt werden, der für eine anständige Qualität geeignet ist.

Wenn ein Multimeter zugänglich ist, sollte dieses in Reihe mit der Versorgungsspannung geschaltet werden, und R3 muss ausgewählt werden, um sicherzustellen, dass der Ruhestrom des Verstärkers, der zufällig der Strom ist, der ohne Eingangssignal arbeitet, etwa 20 mA beträgt.

Es ist wichtig, dass Q2 über einem Kühlkörper installiert wird, da es unglaublich heiß werden und in einen thermischen Durchgang geraten kann, wenn kein Kühlkörper verwendet wird. Die Lautsprecherimpedanz ist nicht wirklich wichtig und bei den Prototyp-Lautsprechern mit nur 8 Ohm und bis zu 80 Ohm haben fast alle eine gute Leistung erbracht. Das Ändern der Lautsprecherimpedanz kann jedoch auch eine Änderung des Werts von R3 erfordern.

5) Grundlegende 3-V-Mini-Verstärkerschaltung

Um die Anzahl der Teile zu verringern, wird eine direkte Kopplung zwischen Tr1 und Tr2 sowie zwischen Tr2 und dem Lautsprecher angewendet. Tr1 funktioniert wie ein gemeinsamer Kollektorverstärker, der durch einen gemeinsamen Emitterverstärker Tr2 geladen wird. Die Tr1-Basisvorspannung wird aus dem Kollektor von Tr2 extrahiert. Da dies mit der Basis von Tr1 außer Phase ist, wird eine übermäßige Stabilisierung erreicht.

Ein Teil des stehenden Kollektorstroms von Tr1 fließt ebenfalls über Tr2 durch die Basis zum Emitter, wodurch die wesentliche Vorspannung geliefert wird. Negative Rückkopplung wird von R5 und R3 geliefert. R3 liefert eine Rückmeldung über die beiden Stufen und R5 implementiert eine Rückmeldung über den Ausgang zum Eingang von Tr2.

Der Effekt dieser Rückkopplung führt zu einer unglaublich flachen Antwortkurve bis zu überraschend niedrigen Frequenzen. Der Hochfrequenzgang könnte durch Ändern der Transistoren mit 2N2907 wesentlich verbessert werden. Das Anwenden dieses Geräts kann auch zu einer Steigerung der Verstärkung führen.

Die Subminiatur-Verstärkerschaltung kann fantastisch sein, um die Ausgabe Ihres FM- oder AM-Tuners zu steigern. Wenn Sie ein Kompaktradio haben, das nur mit einem Ohrhörerausgang funktioniert, kann es üblich sein, die Lautstärke ungefähr auf den Lautsprecherpegel zu erhöhen. Um dies zu erreichen, schließen Sie einfach den Ausgang Ihres Radios an den Eingang des Verstärkers an.

Der bei diesem Verstärker verwendete Lautsprecher muss so groß wie möglich sein, wenn möglich ein 12-Zoll-Typ in einem Gehäuse. Die Implementierung eines extrem kleinen Lautsprechers kann zu einer gewissen Ineffizienz führen, da möglicherweise ausreichend Strom über die Wicklung fließt, auch wenn das Eingangssignal nicht verfügbar ist.

Der durch die Batterie verbrauchte Strom wird relativ hoch sein, ungefähr 150 mA. Dies bedeutet, dass dies so groß wie möglich sein muss.

6) Eine weitere Mini-Verstärkerschaltung, die mit 3 V arbeitet

Dieser Mini-Verstärker kann ohne Probleme oder Fehler durch Versorgungsspannungen zwischen 3 V und 20 V arbeiten, wobei Quellenwiderstände wie folgt verwendet werden:

Versorgungsspannung / 2 mA (k Ohm)

Die Ausgangsleistung, die der Verstärker liefern könnte, wird natürlich durch die Versorgungsspannung und den Lautsprecherwiderstand bestimmt, wie aus der beigefügten Tabelle ersichtlich ist.

Der Ruhestromverbrauch des Verstärkers liegt zwischen 1 mA und 1,5 mA, wobei die genaue Größe von der Vielzahl der verwendeten Transistoren abhängt.

Wenn der Ruhestrom diese bestimmte Grenze überschreitet, ist es wahrscheinlich wichtig, den Wert von R9 zu optimieren. Wie aus der Tabelle hervorgeht, arbeitet der Verstärker mit hochohmigen Lautsprechern effizient.

Da Lautsprecher mit Impedanzen von bis zu 200 Ohm nicht leicht verfügbar sind, können Sie einen Lautsprecher mit niedrigerer Impedanz und einem ergänzenden Transformator verwenden.

Beispielsweise kann ein 8-Ohm-Lautsprecher mit einem Transformator unter Verwendung eines Verhältnisses von etwa 5: 1 verwendet werden.

Obwohl die Ausgangsleistung des Verstärkers nicht sehr hoch ist, ist sie in Kombination mit einem mäßig effizienten Lautsprecher in einem leisen Bereich ausreichend. Die Spannungsverstärkung des Verstärkers beträgt ca. 50 und die 3-dB-Bandbreite ca. 300 Hz bis 6 kHz.

PCB Designs

1,5 Watt diskreter Verstärker

Diese kleine Verstärkerschaltung kann für jeden Audioexperimentator eine praktische Unterstützung sein.

Es könnte gewohnt sein, Impulse über Oszillatoren, die innerhalb des akustischen Bereichs arbeiten, zu verstärken und hörbare Impulse zu erzeugen, Signale über einen anderen Audioverstärker zu verfolgen, der möglicherweise defekt ist, um ein anderes Signal auf einen akzeptablen Leistungspegel für Mess- oder Relaisbetrieb usw. zu verstärken. usw.

In der heutigen Zeit gibt es viele Leistungsverstärker mit integrierten Schaltkreisen, die Leistungen von 1 bis 3 Watt liefern, obwohl die meisten von ihnen eine vorsichtige Anordnung der Schaltkreise erfordern, um Instabilität zu vermeiden (ein instabiler Verstärker kann vibrieren und folglich zerstört werden). .

Darüber hinaus ist ein diskreter Transistorverstärker viel informativer, da Spannungen bewertet werden könnten, um eine bessere Wahrnehmung seiner Funktionsweise zu erhalten.

Daher wird der vorliegende kleine Verstärker unter Verwendung diskreter Transistoren entwickelt, die nicht nur weitaus stabiler als IC-basierte Designs sind, sondern auch perfekt für die Anforderungen des Benutzers geeignet sind.

Die Transistoren Q2, Q4 und Q5 sind zu einem kleinen Aluminium zementiert, das als Kühlkörper fungiert.

Wie die Schaltung funktioniert

Diese Schaltung ist ziemlich typisch für eine große Anzahl von Audioverstärkern. Der Primärspannungsverstärkertransistor Q3 führt die Sekundäranpassung (NPN plus PNP) Q4 und Q5 aus, die Puffer sind, die eine große Stromverstärkung liefern, die jedoch niedriger als die Spannungsverstärkung von Eins ist.

Aus dem Grund, dass die Basen von Q4 und Q5 dazu neigen, zweckmäßigerweise zwei Basisemitterübergänge beiseite zu sein, wird Q3 verwendet, um die Vorspannungen für diese BJTs einzustellen.

Der Transistor Q1 arbeitet wie ein Fehlerverstärker, der die Eingangsspannung und eine heruntergeteilte Variation der Ausgangsspannung analysiert.

Wenn es praktisch eine Variation gibt, liefert es eine Steuerspannung an Q3, so dass der Fehler behoben wird.

Die Ausgangsspannung wird durch das Verhältnis von (R6 + R5) / R5 aufgeteilt, und daher wird die berechnete Verstärkung 28 betragen, obwohl die richtige Verstärkung wahrscheinlich etwas geringer sein wird.

Der Gleichstromvorspannungspunkt des Verstärkers wird zusätzlich durch Q2 festgelegt, der durch R5 unverändert bleibt, und dieser wird durch C3 getrennt.

Um einen ungefähr konstanten Strom in Q3 aufrechtzuerhalten, ist der Kondensator C6 so positioniert, dass die Spannung über R8 (also der Strom durch ihn) konstant bleibt. Die Kondensatoren C4 und C5 bieten üblicherweise eine Frequenzkompensation