Amplificatore per altoparlanti per PC: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Questo è un amplificatore a transistor di piccola potenza (meno di 10 Watt) che utilizza LM386 e TIP41/42.

Sebbene la potenza di uscita non sia molto impressionante, può comunque fungere da amplificatore per l'altoparlante del PC e il lettore MP3.

Quando si vive insieme in un appartamento pieno di gente, la metà della potenza in uscita di questo amplificatore produce facilmente lamentele da parte della mia famiglia.

Ad ogni modo, può pilotare altoparlanti da 8ohm e 4ohm con alimentazione massima di 12V.

Ho preso gli schemi originali dal sito web (https://www.bristolwatch.com/radio/lm386_power_amp.htm, Amplificatore audio Lm386 che aggiunge lo stadio di uscita push-pull).

Poiché il circuito non utilizza l'alimentazione a doppia polarità (+/-), la complessità complessiva del circuito non è molto elevata e le dimensioni compatte (15 cm (L) x 10 cm (P) x 5 cm (A)) del telaio possono essere utilizzate come mostrato nella immagine sopra.

Avevo realizzato diversi amplificatori con schemi originali e quello mostrato nella foto sopra è la versione finale che ha apportato lievi modifiche all'originale.

Passaggio 1: versione precedente dell'amplificatore

Questa è una vecchia versione dell'amplificatore realizzata secondo gli schemi originali.

Utilizza transistor TIP31/32 come stadio di uscita push-pull.

Sto usando il comune circuito regolatore di tensione LM7812 e l'adattatore da parete 220V(in)/15V(out) come alimentazione perché il circuito dell'amplificatore richiede meno di 1A di corrente durante il normale funzionamento.

È abbastanza soddisfacente in quanto il livello di uscita è sufficientemente adeguato per pilotare uno qualsiasi degli altoparlanti da 8 ohm o 4 ohm che ho.

La qualità del suono è ragionevole anche se confrontata con l'amplificatore audio commerciale che ho usato prima.

Ma sembra che venga fuori un rumore acuto quando si ascolta da vicino un altoparlante.

Forse il circuito integrato dell'amplificatore LM386 sembra produrre un'alta frequenza di rumore sibilante insieme al normale segnale audio amplificato.

Pertanto, questo amplificatore non viene utilizzato frequentemente poiché ascoltare diverse ore di solito mi mette a disagio a causa del suono acuto che esce da un altoparlante.

E a volte il pickup burst RF (radiofrequenza) si verifica quando la moto passa vicino al mio appartamento con un grande rumore.

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Avevo cercato su Internet per ridurre del tutto i sibili acuti e la raccolta occasionale RF.

Lo schema seguente è il risultato che viene applicato con alcune modifiche consigliate in diverse pagine web.

Passaggio 2: schemi del circuito

Poiché non sono bravo con l'elettronica analogica, non è possibile una spiegazione scientifica per le modifiche che ho apportato agli schemi sopra.

Ma il risultato è abbastanza soddisfacente quando ascolto la riproduzione di MP3 e ascolto l'uscita audio dei video per diverse ore con il circuito dell'amplificatore modificato.

Poiché la qualità dell'audio è una questione molto soggettiva dal punto di vista personale, le azioni correttive di cui sopra non saranno adatte a qualcuno.

Ma comunque non c'è più il pickup RF e anche i toni alti di rumore fastidioso sono finalmente scomparsi.

Il ragionamento dell'aggiunta e della rimozione di componenti elettronici è il seguente.

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- Si consiglia di applicare condensatori di bypass a bassa (100uF) e alta (0.1uf) frequenza alla linea di alimentazione di LM386 per rimuovere il rumore in ingresso all'amplificatore IC

- La riduzione del guadagno di LM386 (apre i pin 1 e 8 per fissare il guadagno come predefinito 20 (26 dB)) aiuta anche a rimuovere il rumore ad alta frequenza in altre pagine web.

- E infine aggiungere un altro condensatore ceramico (condensatore 0.1uF che è numerato come 3 nello schema sopra) all'uscita LM386 è richiesto per rimuovere del tutto qualsiasi rumore acuto poiché il condensatore ceramico funge da filtro passa basso

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Tutti i consigli di cui sopra che ho trovato nelle pagine web vengono applicati e testati uno per uno per produrre lo schema finale mostrato nell'immagine sopra.

In primo luogo, non penso che l'ulteriore componente aggiuntivo del condensatore ceramico (parte numero 3 negli schemi) all'uscita LM386 sia una buona idea.

Perché forse il condensatore può rimuovere parte del segnale audio ad alta frequenza utile dall'uscita dell'altoparlante è un sospetto molto ragionevole per chiunque.

Ma l'aggiunta del condensatore diventa una soluzione abbastanza efficace per rimuovere il pickup RF e il suono sibilante acuto dall'uscita audio alla fine.

Passaggio 3: disegno del cablaggio

Poiché è richiesta l'uscita stereo, due circuiti di amplificazione sono posizionati e cablati su una scheda PCB universale.

Quando si confrontano insieme gli schemi e lo schema elettrico, è possibile vedere che ogni cablaggio rappresentato negli schemi è abbinato allo schema di cablaggio nel disegno sopra.

La dimensione simile di ciascun componente elettronico è rappresentata, posizionata e cablata insieme ad altri componenti nello schema di cablaggio.

Per ridurre la lunghezza complessiva del cablaggio, viene utilizzato uno schema di cablaggio non oblungo e inclinato.

E le linee di colore arancione sono cablate e collegate sul lato superiore del PCB.

Nel frattempo altre linee colorate rosse/verdi sono cablate e collegate sul lato posteriore (saldatura) del PCB.

Passaggio 4: parti

Non riesco a descrivere e spiegare ogni componente uno per uno nell'immagine sopra.

Ma i componenti più degni di nota sono descritti nella foto.

Il dettaglio BOM (Distinte Materiali) è descritto nell'elenco sottostante. (Il costo dell'unico componente importante è scritto. Ma le informazioni sui costi sono fornite solo come indicative)

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- CI amplificatore LM386 x 2 (circa 1$)

- TIP41 (transistor NPN) x 2, TIP42 (transistor PNP) x 2 (circa 1.2$ per ciascuno)

- Diodo 1N4148 x 4 per la polarizzazione dei transistor in Classe AB

- Regolatore di tensione LM7812 (Alimentazione amplificatore)

- Potenziometro ALPS blue velvet 20K (controllo volume, doppio VR 20K incluso, 10$)

- Condensatore elettrolitico da 1000uF x 2 per filtrare DC dall'uscita audio

- Condensatore elettrolitico da 100uF x 2 per bypassare il rumore a bassa frequenza dalla linea di alimentazione

- Condensatore elettrolitico da 10uF x 2 per bypassare l'alimentazione con LM386 IC

- Condensatore elettrolitico da 2,2uF x 2 per l'accoppiamento dell'ingresso audio al circuito dell'amplificatore

- Condensatore ceramico 0.1uF x 6 per il filtraggio dell'alimentazione e la soppressione del rumore ad alta frequenza

- Condensatore a film da 0,33uF x 1 per il filtraggio del rumore del regolatore LM7812

- Condensatore a film 0,047uF x 2 per la stabilizzazione dell'uscita (rete Zobel)

- Resistenza da 2,2ohm 1/2W x 4 per il caricamento del transistor

- Resistore 1K 1/4W x 2 per polarizzazione transistor

- 10ohm x 2 per la stabilizzazione dell'uscita con la rete Zobel

- Morsettiera cablaggio cavi altoparlanti (4 pin, 3$)

- Presa di ingresso audio stereo da 3,5 mm

- Presa di alimentazione circolare per adattatore di alimentazione per montaggio a parete da 15 V

- Scheda PCB universale di circa 15 cm (L) x 10 cm (P)

- Pannello acrilico x 4 (15 cm (L) x 10 cm (P) x 5 mm/3 mm (A))

- Supporto in metallo formato M3 (bullone/dado) 3,5 cm x 4

- Cavi a 2 fili (classificazione 5V e più di 2A)

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La corrispondenza del transistor è consigliata nella pagina Web in cui è pubblicato lo schema originale.

Per una migliore qualità audio, di solito è necessaria la corrispondenza dei transistor per supportare le caratteristiche fisiche identiche dei transistor NPN/PNP.

Ma poiché il processo di abbinamento è un po' complicato, non menzionerò i dettagli in questa storia.

Passaggio 5: cablaggio e saldatura

I fili di stagno (dimensioni AWG 24) vengono utilizzati per creare schemi di cablaggio come illustrato negli schemi e nel disegno di cablaggio.

Vengono utilizzati diversi cavi jumper a causa degli errori commessi durante la saldatura.

Poiché il metodo di saldatura è spiegato in altre istruzioni (https://www.instructables.com/circuits/raspberry-pi/projects/recent/), non descriverò i dettagli in questa storia.

Ma fondamentalmente il cablaggio e la saldatura vengono eseguiti secondo i dettagli come mostrato nello schema di cablaggio.

Come si vede nell'immagine sopra, all'amplificatore sono collegati vari cavi, tra cui il cavo audio stereo, i cavi per altoparlanti a 2 fili e il cavo di alimentazione a 15V.

Passaggio 6: gioco e ulteriore sviluppo

Quando la costruzione dell'amplificatore è terminata, inizia ad ascoltare un po' di musica con esso.

L'altoparlante mostrato nell'immagine sopra è Scandyna MicroPod SE che è stato acquistato circa 10 anni fa.

Ora il modello di connessione del cavo audio è cambiato in Bluetooth e sembra ancora disponibile per l'acquisto la stessa forma del modello.

Personalmente, suppongo che le specifiche tecniche e le prestazioni dell'altoparlante siano più importanti dell'amplificatore per la qualità audio.

Le specifiche tecniche dell'altoparlante sono le seguenti.

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- Applicazioni Hi-Fi stereo, sistemi AV-Home Theatre

- Requisiti dell'amplificatore 10 - 100 watt

- Impedenza nominale 4 Ω

- Risposta in frequenza 65-20.000 Hz (± 3dB)

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Ho descritto l'utilizzo di questo amplificatore per l'altoparlante del PC.

Ma può essere interfacciato con diverse sorgenti audio per la riproduzione di musica o video.

È possibile visualizzare il video dell'amplificatore in funzione nel seguente link.

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drive.google.com/file/d/131MuCqJzu-P7cf5pM…

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Poiché la registrazione viene eseguita da smartphone, la qualità audio non è molto riconoscibile.

Comunque sto usando questo amplificatore come dispositivo base per riprodurre qualsiasi contenuto multimediale con PC, server Raspberry Pi, smartphone e così via.

Come estensione di questo progetto, alcune funzionalità aggiuntive saranno integrate a questo amplificatore.

Grazie per aver letto.