PC-luidsprekerversterker: 6 stappen (met afbeeldingen)

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2025-01-23 15:01

Dit is een transistorversterker met een klein vermogen (minder dan 10 Watt) die LM386 en TIP41/42 gebruikt.

Hoewel het uitgangsvermogen niet erg indrukwekkend is, kan het toch goed dienen als versterker voor pc-luidspreker en mp3-speler.

Als ik samen in een volgepakt appartement woon, produceert een half uitgangsvermogen van deze versterker gemakkelijk klachten van mijn familie.

Hoe dan ook, het kan 8 ohm en 4 ohm luidsprekers aansturen met een maximale 12V-voeding.

Ik heb de originele schema's van de website (https://www.bristolwatch.com/radio/lm386_power_amp.htm, Lm386 Audio Amplifier Adding Push-Pull Output Stage).

Omdat het circuit geen voeding met dubbele polariteit (+/-) gebruikt, is de algehele complexiteit van het circuit niet veel hoog en kan het compacte formaat (15 cm (B) x 10 cm (D) x 5 cm (H)) van het chassis worden gebruikt, zoals weergegeven in de foto hierboven.

Ik had verschillende versterkers gemaakt met originele schema's en degene die op de afbeelding hierboven wordt getoond, is de definitieve versie die kleine wijzigingen ten opzichte van het origineel heeft aangebracht.

Stap 1: Vorige versterkerversie

Dit is een oude versie van de versterker gemaakt volgens het originele schema.

Het gebruikt TIP31/32-transistoren als push-pull-uitgangstrap.

Ik gebruik een gemeenschappelijk LM7812-spanningsregelaarcircuit en 220V (in) / 15V (uit) muuradapter als voeding omdat het versterkercircuit tijdens normaal gebruik minder dan 1A stroom nodig heeft.

Het is behoorlijk bevredigend omdat het uitgangsniveau voldoende is om een van de 8ohm- of 4ohm-luidsprekers die ik heb aan te sturen.

De geluidskwaliteit is ook redelijk in vergelijking met de commerciële audioversterker die ik eerder gebruikte.

Maar het lijkt erop dat er een hoge toon uit komt als je dicht bij een spreker hoort.

Misschien lijkt het LM386-versterker-IC een hoge frequentie van sissende ruis te produceren samen met een normaal versterkt audiosignaal.

Daarom wordt deze versterker niet vaak gebruikt, omdat het luisteren van enkele uren me meestal ongemakkelijk maakt vanwege het hoge geluid dat uit een luidspreker komt.

En soms gebeurt er een RF (radiofrequentie) burst-opname wanneer een motorfiets met veel lawaai langs mijn appartement rijdt.

***

Ik had op internet gezocht om het hoge gesis en af en toe een RF-pickup helemaal te verminderen.

Het onderstaande schema is het resultaat dat op verschillende webpagina's wordt toegepast met enkele aanbevolen wijzigingen.

Stap 2: Schakelschema's

Omdat ik niet goed ben in analoge elektronica, is een wetenschappelijke verklaring niet mogelijk voor de wijzigingen die ik heb aangebracht in de bovenstaande schema's.

Maar het resultaat is behoorlijk bevredigend als ik gedurende enkele uren naar MP3 luister en audio-uitvoer van video's hoor met een aangepast circuit van de versterker.

Aangezien audiokwaliteit vanuit een persoonlijk gezichtspunt zeer subjectief is, zullen de bovenstaande corrigerende maatregelen voor niemand geschikt zijn.

Maar hoe dan ook geen RF-pickup meer en ook hoge tonen van hinderlijke ruis zijn eindelijk verdwenen.

De redenering voor het toevoegen en verwijderen van elektronische componenten is als volgt.

***

- Het wordt aanbevolen om bypass-condensatoren met lage (100 uF) en hoge (0.1 uf) frequentie toe te passen op de voedingslijn van LM386 om de ruisinlaat naar het versterker-IC te verwijderen

- Het verminderen van de versterking van LM386 (open pin 1 en 8 om de versterking als standaard 20 (26dB) vast te stellen) om hoogfrequente ruis te verwijderen wordt ook aanbevolen in andere webpagina's.

- En voeg tot slot nog een keramische condensator toe (0,1 uF condensator die is genummerd als 3 in het bovenstaande schema) aan de LM386-uitgang wordt geclaimd voor het verwijderen van hoge toonruis helemaal omdat de keramische condensator fungeert als laagdoorlaatfilter

***

Alle bovenstaande aanbevelingen die ik op webpagina's heb gevonden, worden één voor één toegepast en getest om het uiteindelijke schema te produceren dat in de bovenstaande afbeelding wordt getoond.

Ten eerste vind ik de toevoeging van een keramische condensator (nummer 3 in het schema) aan de LM386-uitvoer niet zo'n goed idee.

Omdat de condensator mogelijk een deel van het bruikbare hoogfrequente audiosignaal van de luidsprekeruitgang kan verwijderen, is dit voor iedereen een redelijk vermoeden.

Maar de toevoeging van een condensator wordt een behoorlijk effectieve oplossing om uiteindelijk de RF-pickup en het hoge sissende geluid uit de audio-uitvoer te verwijderen.

Stap 3: bedradingstekening

Omdat stereo-uitgang vereist is, zijn twee versterkercircuits geplaatst en bedraad op een universele printplaat.

Wanneer u schema's en bedradingsschema's samen vergelijkt, kunt u zien dat elke bedrading die in de schema's wordt weergegeven, overeenkomt met het bedradingspatroon in de bovenstaande tekening.

In de bedradingstekening wordt een vergelijkbare grootte van elk elektronisch onderdeel afgebeeld, geplaatst en bedraad samen met andere onderdelen.

Om de totale bedradingslengte te verminderen, wordt geen langwerpig en schuin bedradingspatroon gebruikt.

En oranje gekleurde lijnen zijn bedraad en verbonden aan de bovenzijde van de PCB.

Ondertussen zijn andere rood/groen gekleurde lijnen bedraad en verbonden aan de achterkant (soldeer) kant van de PCB.

Stap 4: Onderdelen

Ik kan niet elk onderdeel één voor één weergeven en uitleggen in de bovenstaande afbeelding.

Maar de meest opvallende componenten worden beschreven in de afbeelding.

De detail BOM (Bill of Materials) wordt beschreven in de onderstaande lijst. (Kosten van alleen belangrijk onderdeel zijn geschreven. Maar de kosteninformatie wordt net zo indicatief verstrekt)

***

-LM386 versterker IC x 2 (Ongeveer 1$)

- TIP41 (NPN-transistor) x 2, TIP42 (PNP-transistor) x 2 (ongeveer 1,2 $ voor elk)

- 1N4148 diode x 4 voor voorspanningstransistoren als klasse AB

- LM7812 spanningsregelaar (voeding versterker)

- ALPS blauw fluwelen 20K potentiometer (volumeregeling, dubbele 20K VR inbegrepen, 10 $)

- 1000uF elektrolytische condensator x 2 voor het filteren van DC van audio-uitgang

- 100uF elektrolytische condensator x 2 voor het omzeilen van laagfrequente ruis van de voedingslijn

- 10uF elektrolytische condensator x 2 voor het omzeilen van stroom met LM386 IC

- 2.2uF elektrolytische condensator x 2 voor het koppelen van audio-ingang aan versterkercircuit

- 0.1uF keramische condensator x 6 voor stroomfiltering en onderdrukking van hoogfrequente ruis

- 0.33uF filmcondensator x 1 voor LM7812-regelaarruisfiltering

- 0.047uF filmcondensator x 2 voor uitgangsstabilisatie (Zobel-netwerk)

- 2.2ohm 1/2W weerstand x 4 voor transistorbelasting

- 1K 1/4W weerstand x 2 voor transistorvoorspanning

- 10ohm x 2 voor uitgangsstabilisatie met Zobel-netwerk

- Aansluitblok voor bedrading van luidsprekerkabel (4 pinnen, 3 $)

- 3,5 mm stereo audio-ingang

- Ronde stroomingang voor 15V voedingsadapter voor wandmontage

- Universele printplaat ca. 15cm (B) x 10cm (D)

- Acrylbord x 4 (15 cm (B) x 10 cm (D) x 5 mm/3 mm (H))

- Metalen steun M3 maat (bout/moer) 3,5cm x 4

- 2 draads kabels (classificatie 5V en meer dan 2A)

***

Transistormatching wordt aanbevolen op de webpagina waar het originele schema is geplaatst.

Voor een betere geluidskwaliteit is meestal transistorafstemming vereist voor het ondersteunen van identieke fysieke kenmerken van NPN/PNP-transistoren.

Maar omdat het matchproces een beetje lastig is, zal ik in dit verhaal geen details noemen.

Stap 5: Bedrading en solderen

Tindraden (AWG 24 maat) worden gebruikt voor het maken van bedradingspatronen zoals weergegeven in de schema's en bedradingstekening.

Er worden meerdere startkabels gebruikt vanwege de fouten die tijdens het solderen zijn gemaakt.

Aangezien de soldeermethode wordt uitgelegd in andere instructables (https://www.instructables.com/circuits/raspberry-pi/projects/recent/), zal ik geen details in dit verhaal beschrijven.

Maar in principe wordt de bedrading en het solderen uitgevoerd volgens de details zoals weergegeven in de bedradingstekening.

Zoals te zien is op de afbeelding hierboven, zijn er verschillende kabels aangesloten op de versterker waaronder zoals stereo audiokabel, 2-aderige luidsprekerkabels en 15V voedingskabel.

Stap 6: Spelen en verder ontwikkelen

Als het maken van de versterker klaar is, laten we er wat muziek mee gaan luisteren.

De luidspreker die op de bovenstaande afbeelding wordt getoond, is Scandyna MicroPod SE die ongeveer 10 jaar geleden is gekocht.

Nu is het audiokabelverbindingsmodel veranderd in Bluetooth en nog steeds lijkt dezelfde vorm van het model beschikbaar om te kopen.

Persoonlijk veronderstel ik dat de technische specificaties en prestaties van de luidspreker belangrijker zijn dan de versterker voor de audiokwaliteit.

De technische specificatie van de luidspreker is als volgt.

***

- Toepassingen HiFi-stereo, AV-Home Theatre-systemen

- Benodigde versterker 10 - 100 watt

- Nominale impedantie 4 Ω

- Frequentiebereik 65-20.000 Hz (± 3dB)

***

Ik beschreef het gebruik van deze versterker voor pc-luidspreker.

Maar het kan worden gekoppeld aan diverse audiobronnen voor het afspelen van muziek of video.

U kunt de video van de versterker in werking bekijken via de volgende link.

***

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

***

Aangezien de opname wordt uitgevoerd door een smartphone, is de geluidskwaliteit niet erg herkenbaar.

Hoe dan ook, ik gebruik deze versterker als basisapparaat voor het afspelen van multimedia-inhoud met pc, Raspberry Pi-server, smartphone enzovoort.

In het verlengde van dit project zal een aantal extra functionaliteiten in deze versterker worden geïntegreerd.

Bedankt voor het lezen.