Питать динамик мощностью 2 Вт 6 Ом от батареи 9 В?

Следующая схема использует меньше деталей, чем схема, показанная по этой ссылке, как рис. 5.5.3 .

Итак, вот моя более простая версия:

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Динамик/бутстрап

Позвольте мне начать с динамика и начальной загрузки, не вдаваясь в подробности. Обычно вы можете видеть$C_1$с динамиком, привязанным к земле. Но вы также можете привязать динамик к плюсовой шине. В любом случае,$C_1$на нем будет почти постоянное напряжение. Но это напряжение будет более полезным для вас, если вместо этого вы направите его вверх к плюсовой шине. Вот что делает эта схема.

Полезная хитрость в этом выборе заключается в том, что, поскольку$Q_1$здесь "похоже" на эмиттерный повторитель, на BE-переходе есть фиксированное напряжение$Q_1$. С$C_1$также имея относительно фиксированное напряжение, это означает, что на$R_3$. А это значит, что$R_3$"похоже" на текущий источник. Это идеально подходит для этого приложения и экономит детали, в то же время предоставляя лучший способ обработки смещения для$Q_1$и$Q_2$.

Дегенерация эмиттера BJT

я добавил$R_1$и$R_2$так что они обеспечивают при максимальном выходе падение напряжения примерно$100\:\textrm{mV}$. Это немного помогает при вариациях параметров транзистора.

Вы можете устранить их, если хотите. Но если у вас есть части этих значений (или столько, сколько Ом или около того), то было бы неплохо поэкспериментировать с ними и без них, чтобы увидеть, можете ли вы заметить разницу или нет.

Основная причина, по которой я хочу, чтобы они были там сейчас, кроме того, что я уже сказал об этом, заключается в том, что они понадобятся вам для более поздних настроек схемы. Так что пока сохраните их и, если возможно, найдите что-то близкое к этим значениям.

The $R_3$Источник тока

Если все настроено правильно (а это приближается), то должно быть примерно$2.9-3.7\:\textrm{V}$через$C_1$и поэтому о$2.2-3.0\:\textrm{V}$через$R_3$. (Большой разброс здесь связан с тем, что$9\:\textrm{V}$батарея меняется в течение срока службы примерно так$7-9\:\textrm{V}$.) Поэтому я установил это как источник о$8-11\:\textrm{mA}$в течение срока службы аккумулятора. Причина, по которой я выбрал этот диапазон, заключается в том, что я ожидаю, что базовые токи для$Q_1$и$Q_2$быть рядом$1\:\textrm{mA}$, или около того, и я хотел бы иметь около 10-кратного увеличения вблизи баз, чтобы можно было хорошо переносить колебания токов базы.

$Q_1$и$Q_2$смещение AB

Начните с$R_5$и$R_6$пара, без какого-либо входного сигнала. Временно замените оба этих резистора одним резистором и не включайте$C_2$, начать. Просто сосредоточьтесь на сопротивлении одного резистора. Изменяйте значение, пока не увидите$\frac{1}{2}\:\textrm{V}$более половины напряжения батареи в точке, показанной красной стрелкой. Так что если у вас есть свежая батарея, это означает, что вы хотите поразить$5\:\textrm{V}$. Регулируйте, пока не приблизитесь. Затем запишите это значение сопротивления.

Чтобы завершить смещение, поместите вольтметр$R_1$и планируем внести коррективы в$R_4$(синяя стрелка.)

Я немного по-другому расположил смещение двух выходных BJT,$Q_1$и$Q_2$, используя последовательный резистор$R_4$здесь, а не расположение, используемое по ссылке вверху выше. Идея$R_4$,$D_1$, и$D_2$заключается в эксплуатации$Q_1$и$Q_2$чтобы они оба были активны, но не чрезмерно , когда нет входного сигнала. Я бы порекомендовал попробовать поразить$5\:\textrm{mA}$без подачи сигнала.

Таким образом, установив вольтметр, отрегулируйте значение$R_4$пока не увидите падение напряжения на$R_1$это предсказывается$5\:\textrm{mA}\cdot R_1$(независимо от значения для$R_1$в вашем случае может быть.) Если бы вы использовали значения, которые я показываю, то это было бы около$1.5-2.0\:\textrm{mV}$.

Если окажется, что ток все же выше, даже при$R_4$короткое замыкание, затем просто короткое замыкание$R_4$(удалите его и закоротите узлы.) Если измеренное напряжение по-прежнему слишком высокое, поставьте$R_4$параллельно с двумя диодами, как показано на рис. 5.5.3 , начните, возможно, с$1\:\textrm{k}\Omega$и снижайте значение до тех пор, пока эта цель не будет достигнута.

Теперь вернитесь и еще раз убедитесь, что узел с красной стрелкой все еще находится там, где я сказал, что вы хотели нацелиться выше. Опять же, отрегулируйте значение вашего временного резистора, пока это не будет правдой. Затем снова запишите это значение (при необходимости).

Теперь вы должны сделать так, чтобы сумма$R_5$и$R_6$(зеленые стрелки) примерно это временное значение резистора, но вам нужно разделить разницу между ними. Вы можете отработать эту часть позже. А пока просто разделите его примерно пополам и снова добавьте$R_5$и$R_6$и$C_2$.

Сделанный?

Вот и все. Пока не подашь сигнал. Вот когда вы начинаете беспокоиться о том, как вы разделили это временное значение сопротивления на$R_5$и$R_6$. Я показываю неравномерное распределение в цепи, потому что, вероятно, лучшая настройка будет неравномерной.

Ввод большего процента в$R_6$будет означать больше отрицательной обратной связи по переменному току, что может потребоваться. Но точное распределение я оставлю вам для экспериментов. Держите значительную часть в каждом из них, но не стесняйтесь немного играть.

Кроме того, поэкспериментируйте со схемой, используя несколько разряженную батарею. Убедитесь, что все это все еще работает достаточно хорошо.

И, конечно же, обязательно попробуйте рис. 5.5.3 . Если все равно для вас, вероятно, лучше пойти с этим. Я просто хотел показать вам, как подойти к делу с еще меньшим количеством деталей.

Мощность динамика 2 Вт — это максимум, который он может выдержать без повреждений. Вы можете вложить в него гораздо меньше энергии без каких-либо проблем. В обычной комнате несколько сотен милливатт могут звучать довольно громко, а для прослушивания может хватить даже нескольких десятков милливатт.

Если усилитель питается от одного источника 9 В, то 9 В — это максимальная амплитуда сигнала от отрицательных пиков до положительных пиков.

Если Vrms = 1 В, то

Vпик = 1,414 В (среднеквадратичное значение x корень2)

Vp-p (размах напряжения) = 2,828 В

Для 2 Wrms (номинал непрерывной мощности динамика) выходной мощности,

П = Э ^ 2 / Р

12 = Е ^ 2

E = 3,46 В (среднеквадратичное значение)

Таким образом, размах выходного напряжения для 2 Вт на 6 Ом составляет 9,8 В. Даже при 100% эффективности схемы усилителя одной батареи 9 В недостаточно для полной мощности.

Кроме того, одиночный каскад с общим эмиттером будет давать большие искажения даже при малой громкости, а транзистор будет сильно нагреваться. Вы начинаете с разумного места, но производительность будет настолько низкой, что вы мало что изучите. Существует множество схем и комплектов для маломощных аудиоусилителей, многие из которых дискретны. вы думали начать там?