オーディオアンプ回路の作り方は？

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サウンドエレクトロニクスの非常に重要な部分は パワーアンプ 。その主なタスクは、与えられた入力信号のパワーの振幅を増やすことです。入力信号の電力を増幅して、スピーカーやヘッドホンなどの負荷を駆動できるようにします。AC信号の電圧を増幅するために使用される通常の増幅器は、電流を供給することができません。これにより、負荷を駆動できなくなります。しかし、パワーアンプは出力負荷を駆動するために必要なこの必要な電流を供給します。



オーディオアンプ回路

この記事では、8オームのスピーカーを負荷として接続する10ワットのアンプを設計します。必要な電力は、オペアンプIC LF351と2つのパワートランジスタTIP127およびTIP122を使用して負荷に供給されます。



パワートランジスタを使用してパワーアンプ回路を設計するにはどうすればよいですか？

プロジェクトの概要がわかったので、コンポーネントリストを作成した後、先に進んで回路をテストしましょう。



ステップ1：コンポーネントの収集

プロジェクトを開始する前に、ハードウェアコンポーネントまたはコンピューターソフトウェアのいずれかで作業しているときに必要になるコンポーネントを知っておく必要があります。プロジェクトを開始するために採用できる優れたアプローチは、特定のプロジェクトで使用する予定のすべてのコンポーネントの完全なリストを作成することです。このコンポーネントのリストがあれば、プロジェクトでの作業中に多くの時間を節約できます。したがって、このプロジェクトで使用するコンポーネントの完全なリストを以下に示します。



  • アルミヒートシンク
  • 8オーム10ワットスピーカー
  • 4.7kオームの抵抗（x3）
  • 200オーム抵抗（x2）
  • 3.3kオームの抵抗器
  • 10pFコンデンサ
  • 82uFコンデンサ
  • 2ピンコネクタ（x2）
  • 12V可変電源
  • Veroboard
  • 接続線

ステップ2：回路設計

通常、パワーアンプはアンプチェーンシステムの最後のブロックです。負荷に直接接続されています。通常、電圧コントローラーアンプとプリアンプは入力信号を増幅してからパワーアンプに送信します。

オーディオアンプシステムでは、ほとんどの場合、使用される負荷はラウドスピーカーです。負荷インピーダンスは、パワーアンプの出力において重要な役割を果たします。そのため、回路の出力端子に接続する際には、適切な負荷を選択する必要があります。

LM351は、入力信号を増幅する集積回路です。必要な電力増幅を提供する2つのパワートランジスタが使用されます。トランジスタは電源から直接電力を受け取り、負荷に供給します。入力信号はACなので、極性が変わります。したがって、両方のトランジスタが反対の極に電力増幅を提供するのに役立ちます。つまり、TIP127は正のピークに電力増幅を提供し、負のピークはTIP122によって電力増幅を提供します。



ステップ3：回路のシミュレーション

このプロジェクトで使用するすべてのコンポーネントの完全なリストがあることがわかっているので、一歩先に進んで回路をテストしましょう。この回路をハードウェアで作成する前に、まずコンピュータソフトウェアでこの回路のシミュレーションを実行しましょう。ハードウェアに実装する前にソフトウェアで回路をシミュレートすることは、回路が完全に正常に機能することを保証し、いくつかの欠点がある場合はコンピューターですぐに修正できるため、優れたアプローチです。シミュレーションの目的で使用しないソフトウェアは プロテウス。 このソフトウェアを使用すると、コンピューター上で回路を設計し、適切な入力を与えることでその出力をテストできます。回路をシミュレートするには、次の手順を実行します。

  1. このソフトウェアをコンピュータにまだインストールしていない場合は、 ここをクリック ダウンロードします。
  2. ソフトウェアがインストールされたら、ソフトウェアを開き、をクリックして新しいプロジェクトを作成します。 ISIS ボタン。

    ISIS

  3. 新しい回路図がオープンしました。クリックしてください P ボタンをクリックして、コンポーネントメニューを開きます。

    新しい回路図

  4. 左上隅に検索バーを含むボックスが表示されます。プロジェクトで使用する必要のあるコンポーネントを検索します。

    コンポーネントの選択

  5. すべてのコンポーネントを選択すると、画面の左側に完全なリストが表示されます。

    コンポーネントリスト

  6. 以下に示すように、回路図を作成します。

    回路図

  7. 次に、入力端子をクリックして、AC信号の振幅を1Vに、周波数を50Hzに設定します。

    AC信号を設定する

  8. 次に、スピーカーを8オームの抵抗器と交換します。オシロスコープを回路図に配置し、そのA端子を入力に接続し、B端子を出力に接続します。

    オシロスコープの接続

  9. 次に、シミュレーションを実行します。出力波を調べます。出力波の振幅が大きくなることがわかります。

    出力

ステップ4：回路を作る

回路をシミュレートしたので、このプロジェクトのハードウェアをVeroboardで作成しましょう。この回路をハードウェアに実装するには、次の手順を実行します。すべてのコンポーネントを互いに近くに配置し、回路をコンパクトにする必要があることに注意する必要があります。

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  1. Veroboardを取り、スクレーパーペーパーで銅コーティングで側面をこすります。
  2. 次に、回路のサイズが大きくならないように、コンポーネントを慎重に配置し、十分に近づけます。
  3. はんだごてを使用して慎重に接続します。接続中に間違いがあった場合は、接続をはんだ除去し、接続を適切にはんだ付けし直してください。ただし、最終的には、接続がしっかりしている必要があります。
  4. すべての接続が完了したら、導通テストを実行します。電子機器では、導通テストは、電気回路をチェックして、電流が目的のパスに流れているかどうかをチェックすることです（確実に回路全体であるかどうか）。導通テストは、選択した方法に小さな電圧（LEDまたは圧電スピーカーなどの騒動を発生させる部品と配置して配線）を設定することによって実行されます。
  5. 導通テストに合格した場合は、回路が希望どおりに適切に作成されていることを意味します。これで、テストの準備が整いました。
  6. 電源のプラス端子とマイナス端子を回路に接続します。電源のノブを12Vに設定します。
  7. 入力端子にAC入力をかけ、スピーカーから出る音を調べます。

これがパワーアンプ回路を作るための全体の手順でした。これで、自宅でこの回路を楽しむことができます。