అధిక సామర్థ్య తరగతిని ఎలా నిర్మించాలి

గత దశాబ్దాలుగా ఆడియో కంటెంట్ చాలా ముందుకు వచ్చింది, క్లాసిక్ ట్యూబ్ ఆంప్ నుండి ఆధునిక మీడియా ప్లేయర్స్ వరకు, సాంకేతిక పురోగతులు డిజిటల్ మీడియా వినియోగించే విధానాన్ని మార్చాయి. ఈ అన్ని ఆవిష్కరణలలో, పోర్టబుల్ మీడియా ప్లేయర్స్ వినియోగదారులలో మొదటి ఎంపికలలో ఒకటిగా మారాయి, ఎందుకంటే వాటి శక్తివంతమైన ధ్వని నాణ్యత మరియు దీర్ఘ బ్యాటరీ జీవితం. కనుక ఇది ఎలా పని చేస్తుంది మరియు అది ఎలా మంచిది అనిపిస్తుంది. ఎలక్ట్రానిక్ i త్సాహికుడిగా, ఈ ప్రశ్న ఎల్లప్పుడూ నా మనస్సులోకి వస్తుంది. స్పీకర్ టెక్నాలజీలో పురోగతి ఉన్నప్పటికీ, యాంప్లిఫైయర్ పద్దతిలో మెరుగుదలలు పెద్ద పాత్ర పోషించాయి మరియు ఈ ప్రశ్నకు స్పష్టమైన సమాధానం క్లాస్ డి యాంప్లిఫైయర్.కాబట్టి ఈ ప్రాజెక్ట్‌లో, క్లాస్ డి యాంప్లిఫైయర్ గురించి చర్చించడానికి మరియు దాని యొక్క లాభాలు మరియు నష్టాలను తెలుసుకోవడానికి మేము అవకాశాన్ని తీసుకుంటాము. చివరగా, మేము యాంప్లిఫైయర్ యొక్క హార్డ్వేర్ ప్రోటోటైప్ను నిర్మిస్తాము మరియు దాని పనితీరును పరీక్షిస్తాము. ఆసక్తికరంగా అనిపిస్తుంది! కాబట్టి దానిలోకి ప్రవేశిద్దాం.

మీకు ఆడియో యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్లపై ఆసక్తి ఉంటే, ఆప్-ఆంప్స్, మోస్ఫెట్స్ మరియు టిడిఎ 2030, టిడిఎ 2040, మరియు టిడిఎ 2050 వంటి ఐసిలను ఉపయోగించి మేము సర్క్యూట్లను నిర్మించిన అంశంపై మా కథనాలను మీరు చూడవచ్చు.

క్లాస్ డి యాంప్లిఫైయర్ యొక్క బేసిక్స్

క్లాస్-డి ఆడియో యాంప్లిఫైయర్ అంటే ఏమిటి? సరళమైన సమాధానం ఉంటుంది, ఇది స్విచ్చింగ్ యాంప్లిఫైయర్. కానీ దాని పనిని అర్థం చేసుకోవడానికి, ఇది ఎలా పనిచేస్తుందో మరియు స్విచ్చింగ్ సిగ్నల్ ఎలా ఉత్పత్తి అవుతుందో మనం నేర్చుకోవాలి, దాని కోసం, మీరు క్రింద ఇచ్చిన బ్లాక్ రేఖాచిత్రాన్ని అనుసరించవచ్చు.

కాబట్టి స్విచ్చింగ్ యాంప్లిఫైయర్ ఎందుకు? ఈ ప్రశ్నకు స్పష్టమైన సమాధానం సమర్థత. క్లాస్ ఎ, క్లాస్ బి మరియు క్లాస్ ఎబి యాంప్లిఫైయర్లతో పోలిస్తే, క్లాస్ డి ఆడియో యాంప్లిఫైయర్ 90-95% వరకు సామర్థ్యాన్ని చేరుకోగలదు. క్లాస్ ఎబి యాంప్లిఫైయర్ యొక్క గరిష్ట సామర్థ్యం 60-65%, ఎందుకంటే అవి క్రియాశీల ప్రాంతంలో పనిచేస్తాయి మరియు తక్కువ విద్యుత్ నష్టాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి, మీరు కలెక్టర్-ఉద్గారిణి వోల్టేజ్‌ను కరెంట్‌తో గుణిస్తే, మీరు దానిని కనుగొనవచ్చు. అంశం గురించి మరింత తెలుసుకోవడానికి, పవర్ యాంప్లిఫైయర్ల తరగతులపై మా కథనాన్ని చూడండి, అక్కడ మేము అన్ని సంబంధిత నష్ట కారకాలను చర్చించాము.

ఇప్పుడు, క్లాస్ డి ఆడియో ఆంప్ యొక్క మా సరళీకృత బ్లాక్ రేఖాచిత్రానికి తిరిగి వెళ్ళు, నాన్-ఇన్వర్టింగ్ టెర్మినల్ వద్ద మీరు చూడగలిగినట్లుగా, మాకు మా ఆడియో ఇన్పుట్ ఉంది మరియు విలోమ టెర్మినల్ లో, మా హై-ఫ్రీక్వెన్సీ త్రిభుజాకార సిగ్నల్ ఉంది. ఈ సమయంలో, త్రిభుజాకార తరంగం యొక్క వోల్టేజ్ కంటే ఇన్పుట్ ఆడియో సిగ్నల్ యొక్క వోల్టేజ్ ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, కంపారిటర్ యొక్క అవుట్పుట్ అధికంగా ఉంటుంది మరియు సిగ్నల్ తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అవుట్పుట్ తక్కువగా ఉంటుంది. ఈ సెటప్‌తో, మేము ఇన్‌పుట్ ఆడియో సిగ్నల్‌ను హై-ఫ్రీక్వెన్సీ క్యారియర్ సిగ్నల్‌తో మాడ్యులేట్ చేసాము, అది మోస్‌ఫెట్ గేట్ డ్రైవ్ ఐసికి అనుసంధానిస్తుంది, మరియు పేరు సూచించినట్లుగా, డ్రైవర్ రెండు మోస్‌ఫెట్ల గేట్‌ను అధిక రెండింటికీ నడపడానికి ఉపయోగిస్తారు. వైపు మరియు తక్కువ వైపు ఒకసారి. అవుట్పుట్ వద్ద, అవుట్పుట్ వద్ద శక్తివంతమైన హై-ఫ్రీక్వెన్సీ స్క్వేర్ వేవ్ ను పొందుతాము, ఇది మన తుది ఆడియో సిగ్నల్ పొందడానికి తక్కువ పాస్ ఫిల్టర్ దశ గుండా వెళుతుంది.

క్లాస్-డి ఆడియో యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ నిర్మించడానికి భాగాలు అవసరం

ఇప్పుడు, క్లాస్-డి ఆడియో యాంప్లిఫైయర్ యొక్క ప్రాథమికాలను మేము అర్థం చేసుకున్నాము మరియు DIY క్లాస్ D యాంప్లిఫై r ను నిర్మించడానికి భాగాలను కనుగొనటానికి మేము వెళ్ళవచ్చు. ఇది సరళమైన పరీక్షా ప్రాజెక్ట్ కాబట్టి, భాగం అవసరం చాలా సాధారణమైనది మరియు మీరు వాటిలో ఎక్కువ భాగం స్థానిక అభిరుచి దుకాణం నుండి కనుగొనవచ్చు. చిత్రంతో ఉన్న భాగాల జాబితా క్రింద ఇవ్వబడింది.

క్లాస్ డి పవర్ యాంప్లిఫైయర్ నిర్మించడానికి భాగాలు-జాబితా:

1. IR2110 IC - 1
2. Lm358 OP-Amp - 1
3. NE555 టైమర్ IC - 1
4. LM7812 IC - 1
5. LM7805 IC - 1
6. 102 పిఎఫ్ కెపాసిటర్ - 1
7. 103 పిఎఫ్ కెపాసిటర్ - 1
8. 104 పిఎఫ్ కెపాసిటర్ - 2
9. 105 పిఎఫ్ కెపాసిటర్ - 1
10. 224 పిఎఫ్ కెపాసిటర్ - 1
11. 22uF కెపాసిటర్ - 1
12. 470uF కెపాసిటర్ - 1
13. 220 యుఎఫ్ కెపాసిటర్ - 1
14. 100uF కెపాసిటర్ - 2
15. 2.2 కె రెసిస్టర్ - 1
16. 10 కె రెసిస్టర్ - 2
17. 10 ఆర్ రెసిస్టర్ - 2
18. 3.5 మిమీ ఆడియో జాక్ - 1
19. 5.08 మిమీ స్క్రూ టెర్మినల్ - 2
20. UF4007 డయోడ్ - 3
21. IRF640 MOSFET లు - 2
22. 10 కె ట్రిమ్ పాట్ - 1
23. 26uH ఇండక్టర్ - 1
24. 3.5 మిమీ హెడ్‌ఫోన్ జాక్ - 1

క్లాస్ డి ఆడియో యాంప్లిఫైయర్- స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం

మా క్లాస్-డి యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ కోసం స్కీమాటిక్ రేఖాచిత్రం క్రింద చూపబడింది:

పెర్ఫ్‌బోర్డులో సర్క్యూట్‌ను నిర్మించడం

మీరు ప్రధాన చిత్రం నుండి చూడగలిగినట్లుగా, మేము సర్క్యూట్‌ను పెర్ఫ్‌బోర్డ్ ముక్కపై చేసాము. ఎందుకంటే, మొదట సర్క్యూట్ చాలా సులభం, మరియు రెండవది ఏదైనా తప్పు జరిగితే, మేము దానిని త్వరగా మరియు సులభంగా సవరించవచ్చు. మేము రాగి తీగ సహాయంతో చాలా కనెక్షన్లను చేసాము, కాని కొన్ని చివరి దశలలో, నిర్మాణాన్ని పూర్తి చేయడానికి మేము కొన్ని హుక్అప్ వైర్లను ఉపయోగించాల్సి వచ్చింది. పూర్తయిన పెర్బోర్డ్ సర్క్యూట్ క్రింద చూపబడింది.

క్లాస్-డి ఆడియో యాంప్లిఫైయర్ పని

ఈ విభాగంలో, మేము సర్క్యూట్ యొక్క ప్రతి ప్రధాన బ్లాక్ గుండా వెళ్లి ప్రతి బ్లాక్ గురించి వివరిస్తాము. ఈ Op-amp ఆధారిత క్లాస్-డి ఆడియో యాంప్లిఫైయర్ మీ స్థానిక అభిరుచి దుకాణంలో మీరు కనుగొనగలిగే చాలా సాధారణ భాగాలతో రూపొందించబడింది.

ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ నియంత్రకాలు:

మేము ఇన్పుట్ వోల్టేజ్‌ను LM7805, 5V వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్ మరియు 12 వోల్ట్ వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్‌తో LM7812 తో నియంత్రించడం ద్వారా ప్రారంభిస్తాము. ఇది చాలా ముఖ్యం ఎందుకంటే మేము 13.5V DC అడాప్టర్‌తో సర్క్యూట్‌కు శక్తినివ్వబోతున్నాము మరియు NE555 మరియు IR2110 IC, 5V మరియు 12V విద్యుత్ సరఫరా అవసరం.

555 అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్‌తో త్రిభుజాకార వేవ్ జనరేటర్:

పై చిత్రం నుండి మీరు చూడగలిగినట్లుగా, 260KHz త్రిభుజాకార సిగ్నల్‌ను రూపొందించడానికి మేము 2.2K రెసిస్టర్‌తో 555 టైమర్‌ను ఉపయోగించాము, మీరు అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్ గురించి మరింత తెలుసుకోవాలంటే, మీరు మా మునుపటి పోస్ట్‌ను 555 టైమర్ బేస్డ్ అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్‌లో చూడవచ్చు. సర్క్యూట్, ఇక్కడ మేము అవసరమైన అన్ని లెక్కలను వివరించాము.

మాడ్యులేషన్ సర్క్యూట్:

పై చిత్రం నుండి మీరు చూడగలిగినట్లుగా, ఇన్పుట్ ఆడియో సిగ్నల్‌ను మాడ్యులేట్ చేయడానికి మేము సరళమైన LM358 Op-Amp ని ఉపయోగించాము. ఇన్కమింగ్ ఆడియో సిగ్నల్స్ గురించి మాట్లాడుతూ, మేము ఆడియో సిగ్నల్ పొందడానికి రెండు 10 కె ఇన్పుట్ రెసిస్టర్లను ఉపయోగించాము మరియు మేము ఒకే సరఫరాను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, ఇన్పుట్ ఆడియోలో ఉన్న సున్నా సిగ్నల్ను ఆఫ్సెట్ చేయడానికి మేము ఒక పొటెన్షియోమీటర్ను అటాచ్ చేసాము. ఇన్పుట్ ఆడియో సిగ్నల్ యొక్క విలువ ఇన్పుట్ త్రిభుజాకార తరంగం కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు ఈ కంపారిటర్ యొక్క అవుట్పుట్ ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు అవుట్పుట్ వద్ద, మనకు మాడ్యులేటెడ్ స్క్వేర్ వేవ్ లభిస్తుంది, దానిని మేము మోస్ఫెట్ గేట్ డ్రైవర్ ఐసికి తింటాము.

IR2110 మోస్ఫెట్ గేట్ డ్రైవర్ IC:

మేము కొన్ని మధ్యస్తంగా అధిక పౌన encies పున్యాలతో పని చేస్తున్నందున, MOSFET ను సరిగ్గా నడపడానికి మేము MOSFET గేట్ డ్రైవర్ IC ని ఉపయోగించాము. IR2110 IC యొక్క డేటాషీట్ సిఫారసు చేసిన విధంగా అవసరమైన అన్ని సర్క్యూట్లను ఉంచారు. సరైన ఆపరేషన్ కోసం, ఈ ఐసికి ఇన్పుట్ సిగ్నల్ యొక్క విలోమ సిగ్నల్ అవసరం, అందువల్ల ఇన్పుట్ సిగ్నల్ యొక్క విలోమ చదరపు తరంగాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి మేము హై-ఫ్రీక్వెన్సీ ట్రాన్సిస్టర్ అయిన BF200 ను ఉపయోగించాము.

మోస్ఫెట్ అవుట్పుట్ దశ:

పై చిత్రం నుండి మీరు చూడగలిగినట్లుగా, మాకు MOSFET అవుట్పుట్ దశ ఉంది, ఇది ప్రధాన అవుట్పుట్ డ్రైవర్, మేము అధిక పౌన frequency పున్యం మరియు ప్రేరకాలతో వ్యవహరిస్తున్నందున, ఎల్లప్పుడూ ట్రాన్సియెంట్లు పాల్గొంటారు, అందుకే మేము కొన్ని UF4007 ను ఫ్లైబ్యాక్‌గా ఉపయోగించాము MOSFET లు దెబ్బతినకుండా నిరోధించే డయోడ్లు.

LC లో-పాస్ ఫిల్టర్:

MOSFET డ్రైవర్ దశ నుండి వచ్చే అవుట్పుట్ అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ స్క్వేర్ వేవ్, లౌడ్ స్పీకర్ వంటి లోడ్లు నడపడానికి ఈ సిగ్నల్ ఖచ్చితంగా సరికాదు. దీనిని నివారించడానికి, తక్కువ పాస్ ఫిల్టర్‌ను తయారు చేయడానికి 1uF నాన్-పోలరైజ్డ్ కెపాసిటర్‌తో 26uH ​​ఇండక్టర్‌ను ఉపయోగించాము, దీనిని C11 గా సూచిస్తారు. సింపుల్ సర్క్యూట్ ఈ విధంగా పనిచేస్తుంది.

క్లాస్-డి యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్‌ను పరీక్షిస్తోంది

పై చిత్రం నుండి మీరు చూడగలిగినట్లుగా, సర్క్యూట్‌కు శక్తినివ్వడానికి నేను 12V పవర్ అడాప్టర్‌ను ఉపయోగించాను. నేను సరసమైన చైనీస్ వాడుతున్నందున, ఇది 12V కన్నా కొంచెం ఎక్కువ ఇస్తుంది, ఇది 13.5V ఖచ్చితంగా ఉండాలి, ఇది మా ఆన్‌బోర్డ్ LM7812 వోల్టేజ్ రెగ్యులేటర్‌కు ఖచ్చితంగా సరిపోతుంది. లోడ్‌గా, నేను 4 ఓమ్స్, 5 వాట్ స్పీకర్‌ను ఉపయోగిస్తున్నాను. ఆడియో ఇన్పుట్ కోసం, నేను నా ల్యాప్‌టాప్‌ను 3.5 మిమీ ఆడియో జాక్‌తో ఉపయోగిస్తున్నాను.

సర్క్యూట్ ఆన్ చేయబడినప్పుడు, మీరు ఇతర రకాల యాంప్లిఫైయర్ల నుండి పొందగలిగేలా గుర్తించదగిన హమ్మింగ్ శబ్దం లేదు, కానీ మీరు వీడియోలో చూడగలిగినట్లుగా, ఈ సర్క్యూట్ సరైనది కాదు మరియు దీనికి అధిక ఇన్పుట్ స్థాయిలలో క్లిప్పింగ్ సమస్య ఉంది, కాబట్టి ఇది సర్క్యూట్ మెరుగుదలలకు చాలా స్థలాన్ని కలిగి ఉంది. నేను మధ్యస్తంగా తక్కువ లోడ్లు నడుపుతున్నప్పుడు, MOSFET లు అస్సలు వేడెక్కలేదు, అందువల్ల ఈ పరీక్షల కోసం, దీనికి హీట్ సింక్ అవసరం లేదు.

మరింత మెరుగుదలలు

ఈ క్లాస్ డి పవర్ యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ ఒక సాధారణ నమూనా మరియు మెరుగుదలలకు చాలా గదిని కలిగి ఉంది, ఈ సర్క్యూట్‌తో నా ప్రధాన సమస్య నమూనా సాంకేతికత, ఇది మెరుగుపరచాల్సిన అవసరం ఉంది. యాంప్లిఫైయర్ యొక్క క్లిప్పింగ్ను తగ్గించడానికి, సరైన తక్కువ పాస్ ఫిల్టర్ దశను పొందడానికి సరైన ఇండక్టెన్స్ మరియు కెపాసిటెన్స్ విలువలను లెక్కించాల్సిన అవసరం ఉంది. ఎప్పటిలాగే, మెరుగైన పనితీరు కోసం సర్క్యూట్‌ను పిసిబిలో తయారు చేయవచ్చు. ఒక సర్క్యూట్‌ను జతచేయవచ్చు, అది సర్క్యూట్‌ను అధిక వేడి లేదా షార్ట్ సర్క్యూట్ పరిస్థితుల నుండి కాపాడుతుంది.

మీరు ఈ కథనాన్ని ఇష్టపడ్డారని మరియు దాని నుండి క్రొత్తదాన్ని నేర్చుకున్నారని నేను ఆశిస్తున్నాను. మీకు ఏమైనా సందేహం ఉంటే, మీరు ఈ క్రింది వ్యాఖ్యలలో అడగవచ్చు లేదా వివరణాత్మక చర్చ కోసం మా ఫోరమ్‌లను ఉపయోగించవచ్చు.