Tda2050 తో సాధారణ 2x32 వాట్ ఆడియో యాంప్లిఫైయర్

50-వాట్ల గరిష్ట RMS శక్తిని లౌడ్‌స్పీకర్‌లో అందించగల సరళమైన, చౌకైన మరియు మధ్యస్తంగా అధిక శక్తి యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్‌ను నిర్మించడం గురించి మీరు ఆలోచిస్తుంటే, మీరు సరైన స్థలంలో ఉన్నారు. ఈ వ్యాసంలో, పై అవసరాలను సాధించడానికి IC ని రూపకల్పన చేయడానికి, ప్రదర్శించడానికి, నిర్మించడానికి మరియు పరీక్షించడానికి మేము అత్యంత ప్రాచుర్యం పొందిన TDA2050 IC ని ఉపయోగించబోతున్నాము. కాబట్టి మరింత బాధపడకుండా, ప్రారంభిద్దాం.

అలాగే, ఐపి టిడిఎ 2030, టిడిఎ 2040 వంటి ఆప్-ఆంప్స్, మోస్ఫెట్స్ మరియు ఐసిలను ఉపయోగించి 25w, 40w, 100w ఆడియో యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ నిర్మించిన మా ఇతర ఆడియో యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్లను తనిఖీ చేయండి.

మేము ప్రారంభించడానికి ముందు

మీరు ఈ 32 + 32 వాట్ ఆడియో యాంప్లిఫైయర్‌ను నిర్మించడానికి ముందు, మీ యాంప్లిఫైయర్ ఎంత శక్తిని ఇవ్వగలదో మీరు తెలుసుకోవాలి. అలాగే, మీరు మీ యాంప్లిఫైయర్‌ను నిర్మిస్తున్న స్పీకర్, వూఫర్ లేదా ఏదైనా లోడ్ ఇంపెడెన్స్‌ను పరిగణించాలి. మరింత సమాచారం కోసం, డేటాషీట్ చదవడం పరిగణించండి.

డేటాషీట్ ద్వారా వెళ్ళడం ద్వారా, 22V విద్యుత్ సరఫరాలో 0.5% వక్రీకరణతో TDA2050 28 వాట్లను 4Ω స్పీకర్లలో అవుట్పుట్ చేయగలదని నేను కనుగొన్నాను. నేను 4Ω ఇంపెడెన్స్‌తో 20-వాట్ల వూఫర్‌ను శక్తివంతం చేస్తాను, ఇది TDA2050 IC ని సరైన ఎంపికగా చేస్తుంది.

ట్రాన్స్ఫార్మర్ను ఎంచుకోవడం

TDA2050 కోసం డేటాషీట్‌లోని నమూనా సర్క్యూట్, ఐసిని ఒకే లేదా స్ప్లిట్ విద్యుత్ సరఫరా నుండి శక్తినివ్వగలదని చెప్పారు. మరియు ఈ ప్రాజెక్టులో, సర్క్యూట్‌కు శక్తినిచ్చే ద్వంద్వ ధ్రువణ విద్యుత్ సరఫరా ఉపయోగించబడుతుంది.

సరైన ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను కనుగొనడం ఇక్కడ లక్ష్యం, ఇది యాంప్లిఫైయర్‌ను సరిగ్గా నడపడానికి తగినంత వోల్టేజ్ మరియు కరెంట్‌ను అందించగలదు.

మేము 12-0-12 ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను పరిగణనలోకి తీసుకుంటే, ఇన్‌పుట్ సరఫరా వోల్టేజ్ 230 వి అయితే అది 12-0-12 వి ఎసిని అవుట్పుట్ చేస్తుంది. AC మెయిన్స్ ఇన్పుట్ ఎల్లప్పుడూ ప్రవహిస్తుంది, కాబట్టి అవుట్పుట్ కూడా మళ్ళిస్తుంది. ఆ వాస్తవాన్ని దృష్టిలో పెట్టుకుని, ఇప్పుడు మనం యాంప్లిఫైయర్ కొరకు సరఫరా వోల్టేజ్‌ను లెక్కించవచ్చు.

ట్రాన్స్ఫార్మర్ మాకు AC వోల్టేజ్ ఇస్తుంది మరియు మేము దానిని DC వోల్టేజ్గా మార్చినట్లయితే మనకు లభిస్తుంది-

VsupplyDC = 12 * (1.41) = 16.97VDC

దానితో, ఇన్పుట్ 230 వి ఎసి అయినప్పుడు ట్రాన్స్ఫార్మర్ 16.97 విడిసిని బట్వాడా చేయగలదని స్పష్టంగా చెప్పవచ్చు

ఇప్పుడు మనం 15% వోల్టేజ్ డ్రిఫ్ట్గా పరిగణించినట్లయితే, గరిష్ట వోల్టేజ్ అవుతుంది-

VmaxDC = (16.97 +2.4) = 18.97 వి

ఇది TDA2050 IC యొక్క గరిష్ట సరఫరా వోల్టేజ్ పరిధిలో ఉంది.

TDA2050 యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ కోసం విద్యుత్ అవసరం

ఇప్పుడు యాంప్లిఫైయర్ ఎంత శక్తిని వినియోగిస్తుందో నిర్ణయిద్దాం.

నా వూఫర్ యొక్క శక్తి రేటింగ్‌ను మేము పరిశీలిస్తే, అది 20 వాట్స్, కాబట్టి ఒక స్టీరియో యాంప్లిఫైయర్ 20 + 20 = 40 వాట్లను తినేస్తుంది.

అలాగే, మేము విద్యుత్ నష్టాలను మరియు యాంప్లిఫైయర్ యొక్క ప్రస్తుత ప్రవాహాన్ని పరిగణించాలి. సాధారణంగా, నేను ఈ పారామితులన్నింటినీ లెక్కించను ఎందుకంటే నాకు ఇది సమయం తీసుకుంటుంది. కాబట్టి నియమం ప్రకారం, నేను మొత్తం వినియోగించే శక్తిని కనుగొంటాను మరియు అవుట్పుట్ శక్తిని తెలుసుకోవడానికి 1.3 కారకం ద్వారా గుణించాలి.

పిమాక్స్ = (2x18.97) * 1.3 = 49.32 వాట్

కాబట్టి, యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్‌కు శక్తినివ్వడానికి, నేను 12 - 0 - 12 ట్రాన్స్‌ఫార్మర్‌ను ఉపయోగించబోతున్నాను, 6 ఆంప్స్ రేటింగ్‌తో, ఇది కొంచెం ఓవర్ కిల్. కానీ ప్రస్తుతానికి, నా దగ్గర వేరే ట్రాన్స్‌ఫార్మర్ లేదు కాబట్టి నేను దానిని ఉపయోగించబోతున్నాను.

ఉష్ణ అవసరాలు

ఇప్పుడు, ఈ హైఫీ ఆడియో యాంప్లిఫైయర్ కోసం విద్యుత్ అవసరం లేదు. థర్మల్ అవసరాలను తెలుసుకోవడానికి మన దృష్టిని మరల్చండి.

ఈ బిల్డ్ కోసం, నేను అల్యూమినియం, ఎక్స్‌ట్రషన్-టైప్ హీట్ సింక్‌ను ఎంచుకున్నాను. అల్యూమినియం హీట్-సింక్ కోసం బాగా తెలిసిన పదార్థం ఎందుకంటే ఇది చవకైనది మరియు మంచి ఉష్ణ పనితీరును ప్రదర్శిస్తుంది.

TDA2050 IC యొక్క గరిష్ట జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత గరిష్ట జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రతను మించలేదని ధృవీకరించడానికి, మేము ప్రసిద్ధ ఉష్ణ సమీకరణాలను ఉపయోగించవచ్చు, ఈ వికీపీడియా లింక్‌లో మీరు కనుగొనవచ్చు.

మేము ఇచ్చిన సంపూర్ణ ఉష్ణ నిరోధక R అంతటా ఉష్ణోగ్రత డ్రాప్ ΔT సాధారణ సూత్రాన్ని ఉపయోగించవచ్చు _Ø ఇచ్చిన ఉష్ణ ప్రవాహం Q తో ద్వారా ఇది.

Δ T = Q * R _Ø

ఇక్కడ, Q అనేది హీట్సింక్ ద్వారా ఉష్ణ ప్రవాహం అని వ్రాయవచ్చు

Q = Δ T / R _Ø

ఇక్కడ, ΔT అనేది జంక్షన్ నుండి పరిసరానికి గరిష్ట ఉష్ణోగ్రత డ్రాప్

R _Ø సంపూర్ణ ఉష్ణ నిరోధక ఉంది.

Q అనేది పరికరం లేదా ఉష్ణ ప్రవాహం ద్వారా వెదజల్లుతున్న శక్తి.

ఇప్పుడు లెక్కింపు కొరకు, సూత్రాన్ని సరళీకృతం చేయవచ్చు మరియు క్రమాన్ని మార్చవచ్చు

T _Jmax - (T _amb + Δ T _HS) = Q _{గరిష్టంగా} * (R _{Ø JC} + R _{Ø B} + R _{Ø HA})

సూత్రాన్ని తిరిగి అమర్చడం

Q _{గరిష్టంగా} = (T _Jmax - (T _amb + Δ T _HS)) / (R _{Ø JC} + R _{Ø B} + R _{Ø HA})

ఇక్కడ, T _Jmax అనేది పరికరం యొక్క గరిష్ట జంక్షన్ ఉష్ణోగ్రత

T _amb అనేది పరిసర గాలి ఉష్ణోగ్రత

T _Hs అంటే హీట్‌సింక్ జతచేయబడిన ఉష్ణోగ్రత

R _ØJC అనేది జంక్షన్ నుండి కేసు వరకు పరికరం సంపూర్ణ ఉష్ణ నిరోధకత

TO-220 ప్యాకేజీ కోసం ఎలాస్టోమర్ ఉష్ణ బదిలీ ప్యాడ్ యొక్క సాధారణ విలువ R _ØB

R _ØHA TO-220 ప్యాకేజీ కోసం హీట్‌సింక్ కోసం ఒక సాధారణ విలువ

ఇప్పుడు TDA2050 IC యొక్క డేటాషీట్ నుండి వాస్తవ విలువలను ఉంచండి

T _Jmax = 150 ° C (సిలికాన్ పరికరానికి విలక్షణమైనది)

T _amb = 29 ° C (గది ఉష్ణోగ్రత)

R _JC = 1.5 ° C / W (సాధారణ TO-220 ప్యాకేజీ కోసం)

R _ØB = 0.1 ° C / W (TO-220 ప్యాకేజీ కోసం ఎలాస్టోమర్ ఉష్ణ బదిలీ ప్యాడ్ కోసం సాధారణ విలువ)

R _HA = 4 ° C / W (TO-220 ప్యాకేజీ కోసం హీట్‌సింక్ కోసం ఒక సాధారణ విలువ)

కాబట్టి, తుది ఫలితం అవుతుంది

Q = (150 - 29) / (1.5 + 0.1 + 4) = 17.14W

పరికరం వేడెక్కడం మరియు దెబ్బతినకుండా నిరోధించడానికి మేము 17.17 వాట్స్ లేదా అంతకంటే ఎక్కువ వెదజల్లాలి.

TDA2050 యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ కోసం కాంపోనెంట్ విలువలను లెక్కిస్తోంది

లాభం అమర్చుట

యాంప్లిఫైయర్ కోసం లాభాలను సెటప్ చేయడం అనేది బిల్డ్ యొక్క అతి ముఖ్యమైన దశ, ఎందుకంటే తక్కువ లాభం సెట్టింగ్ తగినంత శక్తిని అందించకపోవచ్చు. మరియు అధిక లాభం అమరిక ఖచ్చితంగా సర్క్యూట్ యొక్క విస్తరించిన అవుట్పుట్ సిగ్నల్ను వక్రీకరిస్తుంది. నా అనుభవంతో, స్మార్ట్‌ఫోన్ లేదా యుఎస్‌బి ఆడియో కిట్‌తో ఆడియో ప్లే చేయడానికి 30 నుండి 35 డిబి వరకు లాభం సెట్టింగ్ మంచిదని నేను చెప్పగలను.

డేటాషీట్‌లోని ఉదాహరణ సర్క్యూట్ 32 డిబి యొక్క లాభం సెట్టింగ్‌ను సిఫారసు చేస్తుంది మరియు నేను దానిని అలాగే ఉంచబోతున్నాను.

Op-Amp యొక్క లాభం క్రింది సూత్రం ద్వారా లెక్కించబడుతుంది

AV = 1+ (R6 / R7) AV = 1+ (22000/680) = 32.3db

ఈ యాంప్లిఫైయర్ కోసం ఇది బాగా పనిచేస్తుంది

గమనిక: యాంప్లిఫైయర్ల లాభం 1% లేదా 0.5% రెసిస్టర్‌లను ఉపయోగించాలి, లేకపోతే స్టీరియో ఛానెల్‌లు వేర్వేరు ఫలితాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి

యాంప్లిఫైయర్ కోసం ఇన్పుట్ ఫిల్టర్ను ఏర్పాటు చేస్తోంది

కెపాసిటర్ సి 1 డిసి బ్లాకింగ్ కెపాసిటర్‌గా పనిచేస్తుంది కాబట్టి శబ్దాన్ని తగ్గిస్తుంది.

కెపాసిటర్ సి 1 మరియు రెసిస్టర్ R7 ఒక RC హై పాస్ ఫిల్టర్‌ను సృష్టిస్తాయి, ఇది బ్యాండ్‌విడ్త్ యొక్క దిగువ ముగింపును నిర్ణయిస్తుంది.

క్రింద చూపిన క్రింది సూత్రాన్ని ఉపయోగించి యాంప్లిఫైయర్ యొక్క కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీని కనుగొనవచ్చు.

FC = 1 / (2πRC)

ఇక్కడ R మరియు C భాగాలు విలువలు.

సి యొక్క విలువలను కనుగొనడానికి, మేము దీనికి సమీకరణాన్ని క్రమాన్ని మార్చాలి:

C = 1 / (2π x 22000R x 3.5Hz) = 4.7uF

గమనిక: ఉత్తమ ఆడియో పనితీరు కోసం మెటల్ ఫిల్మ్ ఆయిల్ కెపాసిటర్లను ఉపయోగించమని సిఫార్సు చేయబడింది.

అభిప్రాయ లూప్‌లో బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను ఏర్పాటు చేస్తోంది

చూడు లూప్‌లోని కెపాసిటర్ తక్కువ పాస్ ఫిల్టర్ చేయడానికి సహాయపడుతుంది, ఇది యాంప్లిఫైయర్ యొక్క బాస్ ప్రతిస్పందనను పెంచడానికి సహాయపడుతుంది. C15 యొక్క చిన్న విలువ, బాస్ మృదువైనది. మరియు C15 కోసం పెద్ద విలువ మీకు మరింత పంచ్ బాస్ ఇస్తుంది.

అవుట్పుట్ ఫిల్టర్ను సెట్ చేస్తోంది

అవుట్పుట్ ఫిల్టర్ లేదా సాధారణంగా జోబెల్ నెట్‌వర్క్ అని పిలుస్తారు, ఇది స్పీకర్ కాయిల్ మరియు వైర్‌ల నుండి ఉత్పన్నమయ్యే డోలనాలను నిరోధిస్తుంది. ఇది స్పీకర్ నుండి యాంప్లిఫైయర్ వరకు పొడవైన తీగ ద్వారా తీయబడిన రేడియో జోక్యాన్ని కూడా తిరస్కరిస్తుంది; ఇది చూడు లూప్‌లోకి వెళ్లకుండా నిరోధిస్తుంది.

జోబెల్ నెట్‌వర్క్ యొక్క కటాఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీని ఈ క్రింది సాధారణ ఫార్ములా ద్వారా లెక్కించవచ్చు

డేటాషీట్ R మరియు C లకు విలువలను ఇస్తుంది, ఇది R6 = 2.2R మరియు C15 = 0.1uF మేము విలువలను సూత్రంలో ఉంచి లెక్కించినట్లయితే మనకు కట్-ఆఫ్ ఫ్రీక్వెన్సీ లభిస్తుంది

Fc = 1 / (2π x 2.2 x (1 x 10 ^ -7)) = 723 kHz

723 kHz మానవ వినికిడి పరిధి 20 kHz కంటే ఎక్కువగా ఉంది, కాబట్టి ఇది అవుట్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రతిస్పందనను ప్రభావితం చేయదు మరియు ఇది వైర్డు శబ్దం మరియు డోలనాలను కూడా నిరోధిస్తుంది.

విద్యుత్ సరఫరా

యాంప్లిఫైయర్కు శక్తినివ్వడానికి సరైన డీకప్లింగ్ కెపాసిటర్లతో ద్వంద్వ ధ్రువణ విద్యుత్ సరఫరా అవసరం, మరియు స్కీమాటిక్ క్రింద చూపబడింది.

భాగాలు అవసరం

• TDA2050 IC - 2
• 100 కె వేరియబుల్ పాట్ - 1
• స్క్రూ టెర్మినల్ 5 ఎంఎంఎక్స్ 2 - 2
• స్క్రూ టెర్మినల్ 5 ఎంఎంఎక్స్ 3 - 1
• 0.1µF కెపాసిటర్ - 6
• 22 కె ఓమ్స్ రెసిస్టర్ - 4
• 2.2 ఓం రెసిస్టర్ - 2
• 1 కె ఓం రెసిస్టర్ - 2
• 47µF కెపాసిటర్ - 2
• 220µF కెపాసిటర్ - 2
• 2.2µF కెపాసిటర్ - 2
• 3.5 మిమీ హెడ్‌ఫోన్ జాక్ - 1
• క్లాడ్ బోర్డ్ 50x 50 మిమీ - 1
• హీట్ సింక్ - 1
• 6Amp డయోడ్ - 4
• 2200µF కెపాసిటర్ - 2

స్కీమాటిక్

TDA2050 యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ కోసం సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం క్రింద ఇవ్వబడింది:

సర్క్యూట్ నిర్మాణం

ఈ 32-వాట్ల పవర్ యాంప్లిఫైయర్ యొక్క ప్రదర్శన కోసం, స్కీమాటిక్ మరియు పిసిబి డిజైన్ ఫైళ్ళ సహాయంతో చేతితో తయారు చేసిన పిసిబిపై సర్క్యూట్ నిర్మించబడింది. దయచేసి మేము యాంప్లిఫైయర్ యొక్క అవుట్పుట్కు పెద్ద లోడ్ను కనెక్ట్ చేస్తుంటే, పిసిబి జాడల ద్వారా పెద్ద మొత్తంలో కరెంట్ ప్రవహిస్తుంది మరియు జాడలు కాలిపోయే అవకాశం ఉంది. కాబట్టి, పిసిబి జాడలు మండిపోకుండా నిరోధించడానికి, ప్రస్తుత ప్రవాహాన్ని పెంచడానికి సహాయపడే కొన్ని జంపర్లను నేను చేర్చాను.

TDA2050 యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్‌ను పరీక్షిస్తోంది

సర్క్యూట్ పరీక్షించడానికి, కింది ఉపకరణం ఉపయోగించబడింది.

1. 13-0-13 ట్యాప్ ఉన్న ట్రాన్స్ఫార్మర్
2. 4Ω 20W స్పీకర్ ఒక లోడ్
3. ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్‌గా మెకో 108 బి + టిఆర్‌ఎంఎస్ మల్టీమీటర్
4. మరియు నా శామ్‌సంగ్ ఫోన్ ఆడియో సోర్స్‌గా ఉంది

మీరు పైన చూడగలిగినట్లుగా, పరీక్ష సమయంలో IC యొక్క ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి నేను మల్టీమీటర్ యొక్క ఉష్ణోగ్రత సెన్సార్‌ను నేరుగా IC యొక్క హీట్ సింక్‌కు అమర్చాను.

అలాగే, పరీక్ష సమయంలో గది ఉష్ణోగ్రత 31 ° C గా ఉందని మీరు చూడవచ్చు. ఈ సమయంలో, యాంప్లిఫైయర్ ఆఫ్ స్థితిలో ఉంది మరియు మల్టీమీటర్ గది ఉష్ణోగ్రతను చూపుతోంది. పరీక్ష సమయంలో, నేను మీకు బాస్ చూపించడానికి వూఫర్ కోన్లో కొంత ఉప్పును జోడించాను, ఇది ఈ సర్క్యూట్లో ఉత్పత్తి చేసే బాస్ తక్కువగా ఉంటుంది ఎందుకంటే నేను బాస్ ను పెంచడానికి టోన్ కంట్రోల్ సర్క్యూట్ ఉపయోగించలేదు. నేను తరువాతి వ్యాసంలో చేయబోతున్నాను.

పై చిత్రం నుండి మీరు చూడవచ్చు, ఫలితాలు ఎక్కువ లేదా తక్కువ గొప్పవి మరియు పరీక్ష సమయంలో IC యొక్క ఉష్ణోగ్రత 50 ° C కంటే ఎక్కువ వెళ్ళలేదు.

మరింత వృద్ధి

అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ శబ్దాలను తిరస్కరించడానికి మేము అదనపు ఫిల్టర్‌ను జోడించగలిగేలా దాని పనితీరును మెరుగుపరచడానికి సర్క్యూట్‌ను మరింత సవరించవచ్చు. 32W పూర్తి లోడ్ స్థితిని చేరుకోవడానికి హీట్ సింక్ పరిమాణం పెద్దదిగా ఉండాలి. కానీ అది త్వరలో రాబోయే మరో ప్రాజెక్ట్ కోసం ఒక విషయం.

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.

అలాగే, మా ఇతర ఆడియో యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్లను తనిఖీ చేయండి.