Tda2040 ఉపయోగించి 25 వాట్ ఆడియో యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్

యాంప్లిఫైయర్లు అనలాగ్ ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క వెన్నెముక. ఎలక్ట్రానిక్స్ పరిశ్రమ రంగంలో వీటిని ఎక్కువగా ఉపయోగిస్తారు. అన్ని ఆడియో సంబంధిత అనువర్తనాలలో యాంప్లిఫైయర్లు ఉపయోగించబడతాయి.

పవర్ యాంప్లిఫైయర్ ఆడియో ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క భాగం. ఇన్పుట్ సిగ్నల్ ఇచ్చిన శక్తి యొక్క పరిమాణాన్ని పెంచడానికి ఇది రూపొందించబడింది. సౌండ్ ఎలక్ట్రానిక్స్లో, కార్యాచరణ యాంప్లిఫైయర్ సిగ్నల్ యొక్క వోల్టేజ్ను పెంచుతుంది, కాని కరెంటును అందించలేకపోతుంది, ఇది ఒక లోడ్ను నడపడానికి అవసరం. ఈ ట్యుటోరియల్‌లో, టిడిఎ 2040 పవర్ యాంప్లిఫైయర్ ఐసిని ఉపయోగించి 4 ఓమ్స్ ఇంపెడెన్స్ స్పీకర్‌తో అనుసంధానించబడిన 25W యాంప్లిఫైయర్‌ను నిర్మిస్తాము.

యాంప్లిఫైయర్ల కోసం నిర్మాణ టోపోలాజీ

ఒక యాంప్లిఫైయర్ చైన్ సిస్టమ్, పవర్ యాంప్లిఫైయర్ లోడ్ ముందు లేదా తుది దశలో ఉపయోగిస్తారు. సాధారణంగా, సౌండ్ యాంప్లిఫైయర్ సిస్టమ్ బ్లాక్ రేఖాచిత్రంలో చూపిన టోపోలాజీని క్రింద ఉపయోగిస్తుంది

పై బ్లాక్ రేఖాచిత్రంలో మీరు చూడగలిగినట్లుగా, పవర్ యాంప్లిఫైయర్ అనేది లోడ్‌కు నేరుగా అనుసంధానించబడిన చివరి దశ. సాధారణంగా, పవర్ యాంప్లిఫైయర్ ముందు, ప్రీ యాంప్లిఫైయర్లను ఉపయోగించి సిగ్నల్ సరిదిద్దబడుతుంది మరియు వోల్టేజ్ కంట్రోల్స్ యాంప్లిఫైయర్లను ఉపయోగిస్తుంది. అలాగే, కొన్ని సందర్భాల్లో, టోన్ నియంత్రణ అవసరమయ్యే చోట, పవర్ యాంప్లిఫైయర్ ముందు టోన్ కంట్రోల్ సర్క్యూట్రీ జోడించబడుతుంది.

మీ లోడ్ తెలుసుకోండి

ఆడియో యాంప్లిఫైయర్ సిస్టమ్ విషయంలో, యాంప్లిఫైయర్ యొక్క లోడ్ మరియు లోడ్ డ్రైవింగ్ సామర్థ్యం నిర్మాణంలో ముఖ్యమైన అంశం. ఒక శక్తి యాంప్లిఫైయర్ ప్రధాన లోడ్ లౌడ్ స్పీకర్. పవర్ యాంప్లిఫైయర్ అవుట్పుట్ లోడ్ ఇంపెడెన్స్ మీద ఆధారపడి ఉంటుంది, కాబట్టి సరికాని లోడ్ను కనెక్ట్ చేయడం పవర్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని మరియు స్థిరత్వాన్ని రాజీ చేస్తుంది.

లౌడ్ స్పీకర్ అనేది భారీ లోడ్, ఇది ప్రేరక మరియు నిరోధక భారంగా పనిచేస్తుంది. పవర్ యాంప్లిఫైయర్ ఎసి అవుట్‌పుట్‌ను అందిస్తుంది, దీని కారణంగా స్పీకర్ యొక్క ఇంపెడెన్స్ సరైన విద్యుత్ బదిలీకి కీలకమైన అంశం.

ప్రత్యామ్నాయ ప్రవాహం కోసం ఎలక్ట్రానిక్ సర్క్యూట్ లేదా భాగం యొక్క ప్రభావవంతమైన నిరోధకత ఇంపెడెన్స్, ఇది ఓహ్మిక్ నిరోధకత మరియు ప్రతిచర్యకు సంబంధించిన మిశ్రమ ప్రభావాల నుండి ఉత్పన్నమవుతుంది.

ఆడియో ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో, వివిధ రకాలైన లౌడ్‌స్పీకర్లు వేర్వేరు ఇంపెడెన్స్‌తో వేర్వేరు వాటేజ్‌లో లభిస్తాయి. పైప్ లోపల నీటి ప్రవాహానికి మధ్య ఉన్న సంబంధాన్ని ఉపయోగించి స్పీకర్ ఇంపెడెన్స్‌ను బాగా అర్థం చేసుకోవచ్చు. లౌడ్‌స్పీకర్‌ను నీటి పైపుగా భావించండి, పైపు ద్వారా ప్రవహించే నీరు ప్రత్యామ్నాయ ఆడియో సిగ్నల్. ఇప్పుడు, పైపు వ్యాసంలో పెద్దదిగా మారితే, పైపు ద్వారా నీరు తేలికగా ప్రవహిస్తుంది, నీటి పరిమాణం పెద్దదిగా ఉంటుంది, మరియు మేము వ్యాసాన్ని తగ్గిస్తే, తక్కువ నీరు పైపు ద్వారా ప్రవహిస్తుంది, కాబట్టి నీటి పరిమాణం ఉంటుంది తక్కువ. వ్యాసం ఓహ్మిక్ నిరోధకత మరియు ప్రతిచర్య ద్వారా సృష్టించబడిన ప్రభావం. పైపు వ్యాసంలో పెద్దది అయితే, ఇంపెడెన్స్ తక్కువగా ఉంటుంది,కాబట్టి స్పీకర్ ఎక్కువ వాటేజ్ పొందవచ్చు మరియు యాంప్లిఫైయర్ ఎక్కువ విద్యుత్ బదిలీ దృష్టాంతాన్ని అందిస్తుంది మరియు ఇంపెడెన్స్ ఎక్కువగా ఉంటే యాంప్లిఫైయర్ స్పీకర్‌కు తక్కువ శక్తిని అందిస్తుంది.

మార్కెట్లో వేర్వేరు ఎంపికలు మరియు విభిన్న విభాగాలు అందుబాటులో ఉన్నాయి, సాధారణంగా 4 ఓంలు, 8 ఓంలు, 16 ఓంలు మరియు 32 ఓంలు ఉన్నాయి, వీటిలో 4 మరియు 8 ఓం స్పీకర్లు చౌక రేట్లలో విస్తృతంగా అందుబాటులో ఉన్నాయి. అలాగే, 5 వాట్, 6 వాట్ లేదా 10 వాట్ లేదా అంతకంటే ఎక్కువ ఉన్న యాంప్లిఫైయర్ అనేది ఆర్ఎమ్ఎస్ (రూట్ మీన్ స్క్వేర్) వాటేజ్, ఇది యాంప్లిఫైయర్ చేత నిరంతర ఆపరేషన్లో ఒక నిర్దిష్ట లోడ్కు పంపిణీ చేయబడుతుంది.

కాబట్టి, స్పీకర్ రేటింగ్, యాంప్లిఫైయర్ రేటింగ్, స్పీకర్ సామర్థ్యం మరియు ఇంపెడెన్స్ గురించి మనం జాగ్రత్తగా ఉండాలి.

సింపుల్ 25W యాంప్లిఫైయర్ నిర్మాణం

మా మునుపటి ట్యుటోరియల్లో, మేము Op-amp మరియు పవర్ ట్రాన్సిస్టర్ ఉపయోగించి 10 వాట్ యాంప్లిఫైయర్ తయారు చేసాము. కానీ ఈ ట్యుటోరియల్ కోసం, మేము 25W పవర్ యాంప్లిఫైయర్ను నిర్మిస్తాము, ఇది 4 ఓమ్స్ ఇంపెడెన్స్ స్పీకర్ను డ్రైవ్ చేస్తుంది. దీని కోసం మేము నిర్దిష్ట పవర్ యాంప్లిఫైయర్ IC ని ఉపయోగిస్తాము. మేము TDA2040 పవర్ యాంప్లిఫైయర్ IC ని ఎంచుకున్నాము.

పై చిత్రంలో, TDA2040 చూపబడింది. ఇది చాలా సాధారణ ఆన్‌లైన్ షాపులతో పాటు ఈబేలో లభిస్తుంది. ప్యాకేజీని 5 అవుట్పుట్ పిన్‌తో ' పెంటావాట్ ' ప్యాకేజీ అంటారు. పిన్అవుట్ రేఖాచిత్రం చాలా సులభం మరియు డేటాషీట్లో అందుబాటులో ఉంది,

టాబ్ పిన్ 3 లేదా –విలకు (ప్రతికూల సరఫరా మూలం) అనుసంధానించబడి ఉంది. ప్రత్యేకంగా చెప్పనక్కర్లేదు, టాబ్‌తో కనెక్ట్ చేయబడిన హీట్‌సింక్ కూడా అదే కనెక్షన్‌ను పొందుతుంది.

మేము డేటాషీట్ను తనిఖీ చేస్తే, ఈ పవర్ యాంప్లిఫైయర్ IC యొక్క లక్షణాలను కూడా చూడవచ్చు

ఐసి యొక్క లక్షణాలు చాలా బాగున్నాయి. ఇది భూమికి షార్ట్ సర్క్యూట్ రక్షణను అందిస్తుంది. అలాగే, థర్మల్ ప్రొటెక్షన్ ఓవర్లోడ్ కండిషన్ కారణంగా అదనపు భద్రతా లక్షణాలను అందిస్తుంది. +/- 17V అవుట్‌పుట్‌తో స్ప్లిట్ విద్యుత్ సరఫరా అనుసంధానించబడి ఉంటే TDA2040 4 ఓంల లోడ్‌కు 25 వాట్ అవుట్‌పుట్‌ను అందించగలదు. అటువంటి సందర్భంలో, THD (టోటల్ హార్మోనిక్ డిస్టార్షన్) 0.5% ఉంటుంది. అదే కాన్ఫిగరేషన్‌లో, మనకు 30 వాట్ల విద్యుత్ ఉత్పత్తి లభిస్తే, THD 10% అవుతుంది.

అలాగే, డేటాషీట్లో మరొక గ్రాఫ్ ఉంది, ఇది సరఫరా వోల్టేజ్ మరియు అవుట్పుట్ వాటేజ్ మధ్య సంబంధాన్ని అందిస్తుంది.

మేము గ్రాఫ్‌ను చూస్తే, 15V కంటే ఎక్కువ అవుట్‌పుట్‌తో స్ప్లిట్ విద్యుత్ సరఫరాను ఉపయోగిస్తే 26 వాట్ల కంటే ఎక్కువ అవుట్పుట్ శక్తిని సాధించవచ్చు. కాబట్టి, THD తో రాజీ పడకుండా 25 వాట్ వద్ద 4 ఓంస్ ఇంపెడెన్స్ స్పీకర్‌తో పనిచేయడానికి పవర్ యాంప్లిఫైయర్ చేద్దాం.

అవసరమైన భాగాలు

సర్క్యూట్ నిర్మించడానికి మనకు ఈ క్రింది భాగాలు అవసరం-

1. వెరో బోర్డు (చుక్కల లేదా కనెక్ట్ చేయబడిన ఎవరైనా ఉపయోగించవచ్చు)
2. టంకం ఇనుము
3. టంకము తీగ
4. నిప్పర్ మరియు వైర్ స్ట్రిప్పర్ సాధనం
5. తీగలు
6. అల్యూమినియం హీట్ సింక్
7. + 17 వి జిఎన్‌డి -17 వి పవర్ ట్రాక్‌తో 17 వి రైల్ టు రైల్ విద్యుత్ సరఫరా
8. 4 ఓమ్స్ 25 వాట్ స్పీకర్
9. 4.7 ఆర్ రెసిస్టర్ 1/2 వాట్
10. 680 ఆర్ రెసిస్టర్ 1/4 ^వ వాట్
11. 22 కె రెసిస్టర్
12. 10 కె రెసిస్టర్
13. 100nF /.1uF కెపాసిటర్ 4pcs
14. 22uF కెపాసిటర్
15. TDA2040

25 వాట్ ఆడియో యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం మరియు వివరణ

25 వాట్ల ఆడియో యాంప్లిఫైయర్ కోసం స్కీమాటిక్ చాలా సులభం; TDA2040 సిగ్నల్‌ను విస్తరిస్తోంది మరియు 4 ఓంల లౌడ్‌స్పీకర్‌కు 25 వాట్ RMS వాటేజ్‌ను అందిస్తోంది. సి 4 మరియు సి 5 డికప్లింగ్ ఫిల్టర్ కెపాసిటర్‌గా ఉపయోగించబడతాయి. సి 1 మరియు ఆర్ 1 ఫిల్టర్‌గా పనిచేస్తున్నాయి. R2, R3 మరియు C2 పవర్ యాంప్లిఫైయర్‌కు అవసరమైన అభిప్రాయాన్ని అందిస్తున్నాయి. R4 మరియు C3 ప్రేరక లోడ్ (లౌడ్ స్పీకర్) నుండి అభిప్రాయాన్ని అరికట్టడానికి స్నబ్బర్ సర్క్యూట్.

25 వాట్ల యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్‌ను పరీక్షిస్తోంది

సర్క్యూట్ యొక్క అవుట్పుట్ను తనిఖీ చేయడానికి మేము ప్రోటీయస్ అనుకరణ సాధనాలను ఉపయోగించాము; మేము వర్చువల్ ఓసిల్లోస్కోప్‌లో అవుట్‌పుట్‌ను కొలిచాము. మీరు క్రింద ఇచ్చిన పూర్తి ప్రదర్శన వీడియోను తనిఖీ చేయవచ్చు

మేము +/- 17V ఉపయోగించి సర్క్యూట్‌కు శక్తినిచ్చాము మరియు ఇన్‌పుట్ సైనూసోయిడల్ సిగ్నల్ అందించబడుతుంది. ఛానెల్ A (పసుపు) పై 4 ఓంల లోడ్‌కు వ్యతిరేకంగా ఓసిల్లోస్కోప్ అవుట్పుట్ అంతటా అనుసంధానించబడి ఉంది మరియు ఇన్పుట్ సిగ్నల్ ఛానల్ B (బ్లూ) అంతటా అనుసంధానించబడి ఉంది.

వీడియోలో ఇన్పుట్ సిగ్నల్ మరియు విస్తరించిన అవుట్పుట్ మధ్య అవుట్పుట్ వ్యత్యాసాన్ని మనం చూడవచ్చు: -

అలాగే, మేము అవుట్పుట్ వాటేజ్ను తనిఖీ చేసాము, యాంప్లిఫైయర్ వాటేజ్ ముందు చర్చించినట్లుగా, బహుళ విషయాలపై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇది స్పీకర్ ఇంపెడెన్స్, స్పీకర్ సామర్థ్యం, ​​యాంప్లిఫైయర్ సామర్థ్యం, ​​నిర్మాణ టోపోలాజీలు, మొత్తం హార్మోనిక్ వక్రీకరణలు మొదలైన వాటిపై ఎక్కువగా ఆధారపడి ఉంటుంది. యాంప్లిఫైయర్ వాటేజ్‌లో డిపెండెన్సీలను సృష్టించే అన్ని కారకాలను మేము పరిగణించలేము లేదా లెక్కించలేము. రియల్ లైఫ్ సర్క్యూట్ అనుకరణ కంటే భిన్నంగా ఉంటుంది ఎందుకంటే అవుట్‌పుట్‌ను తనిఖీ చేసేటప్పుడు లేదా పరీక్షించేటప్పుడు అనేక అంశాలను పరిగణనలోకి తీసుకోవడం అవసరం.

యాంప్లిఫైయర్ వాటేజ్ లెక్కింపు

యాంప్లిఫైయర్ యొక్క వాటేజ్ను లెక్కించడానికి మేము ఒక సాధారణ సూత్రాన్ని ఉపయోగించాము -

యాంప్లిఫైయర్ వాటేజ్ = వి ² / ఆర్

మేము అవుట్పుట్ అంతటా AC మల్టీ మీటర్‌ను కనెక్ట్ చేసాము. మల్టీ మీటర్‌లో చూపిన ఎసి వోల్టేజ్ పీక్ టు పీక్ ఎసి వోల్టేజ్.

మేము చాలా తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ సైనూసోయిడల్ సిగ్నల్‌ను 25-50Hz అందించాము. తక్కువ పౌన frequency పున్యంలో మాదిరిగా, యాంప్లిఫైయర్ లోడ్‌కు ఎక్కువ విద్యుత్తును అందిస్తుంది మరియు మల్టీమీటర్ AC వోల్టేజ్‌ను సరిగ్గా గుర్తించగలదు.

మల్టీమీటర్ + 10.1 వి ఎసి చూపించింది. కాబట్టి, ఫార్ములా ప్రకారం, 4 ఓంస్ లోడ్ వద్ద పవర్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క అవుట్పుట్

యాంప్లిఫైయర్ వాట్టేజి = 10.1 ² /4 యాంప్లిఫైయర్ వాట్టేజి = 25.50 (25W సుమారు)

25w యాంప్లిఫైయర్‌ను నిర్మిస్తున్నప్పుడు గుర్తుంచుకోవలసిన విషయాలు

సర్క్యూట్‌ను నిర్మించేటప్పుడు, పవర్ యాంప్లిఫైయర్ TDA2040 ను హీట్‌సింక్‌తో సరిగ్గా అనుసంధానించడం అవసరం. పెద్ద హీట్‌సింక్ మంచి ఫలితాన్ని అందిస్తుంది. అలాగే, మంచి ఫలితం కోసం ఆడియో గ్రేడ్ రేటెడ్ బాక్స్ రకం కెపాసిటర్లను ఉపయోగించడం మంచిది.

ఆడియో సంబంధిత అనువర్తనం కోసం పిసిబిని ఉపయోగించడం ఎల్లప్పుడూ మంచి ఎంపిక. పిసిబిని నిర్మించడానికి ఉత్తమ మార్గం ఐసి తయారీదారుల మార్గదర్శకాలను సూచించడం. TDA2040 యొక్క డేటాషీట్లో అందించబడిన సూచన PCB డిజైన్ ఉంది.

పై చిత్రంలో, పిసిబి లేఅవుట్‌తో నమూనా సర్క్యూట్ చూపబడుతుంది. రిఫరెన్స్ లేఅవుట్‌తో అతుక్కోవడం మంచిది, మరియు ఇది 1: 1 నిష్పత్తిలో ఉంటుంది. ఇది అవుట్పుట్లో శబ్దం కలపడం తగ్గిస్తుంది.

అలాగే, ఈ పవర్ యాంప్లిఫైయర్‌తో డ్రైవ్ చేయడానికి సరైన వాటేజ్‌తో 4 ఓంల అధిక సామర్థ్య స్పీకర్‌ను ఉపయోగించడానికి ప్రయత్నించండి.