Tda2050 के साथ सरल 2x32 वाट ऑडियो एम्पलीफायर

यदि आप एक सरल, सस्ते और मध्यम उच्च शक्ति वाले एम्पलीफायर सर्किट के निर्माण के बारे में सोच रहे हैं, जो लाउडस्पीकर में 50-वाट की चोटी आरएमएस पावर प्रदान कर सकता है, तो आप सही जगह पर हैं। इस लेख में, हम उपरोक्त आवश्यकताओं को प्राप्त करने के लिए सबसे लोकप्रिय TDA2050 IC का डिजाइन, प्रदर्शन, निर्माण और परीक्षण करने के लिए उपयोग करने जा रहे हैं। तो आगे की हलचल के बिना, चलो शुरू करते हैं।

इसके अलावा, हमारे अन्य ऑडियो एम्पलीफायर सर्किट की जांच करें, जहां हमने op-amps, MOSFETs, और IC जैसे IC TDA2030, TDA2040 का उपयोग करके 25w, 40w, 100w ऑडियो एम्पलीफायर सर्किट का निर्माण किया है।

हमारे शुरू करने से पहले

इससे पहले कि आप इस 32 + 32 वाट ऑडियो एम्पलीफायर का निर्माण शुरू करें, आपको पता होना चाहिए कि आपका एम्पलीफायर कितना बिजली पहुंचा सकता है। इसके अलावा, आपको स्पीकर, वूफर या ऐसी किसी भी चीज़ के लोड प्रतिबाधा पर विचार करने की ज़रूरत है जिसे आप अपने एम्पलीफायर का निर्माण कर रहे हैं। अधिक जानकारी के लिए, डेटशीट पढ़ने पर विचार करें।

डेटाशीट के माध्यम से जाने पर, मैंने पाया है कि TDA2050 एक 22V बिजली की आपूर्ति पर 0.5% विरूपण के साथ 28 वाट्स को 4Ω स्पीकर में आउटपुट कर सकता है। और मैं 4ed प्रतिबाधा के साथ 20-वाट का वूफर पावर करूंगा, जो TDA2050 IC को एक आदर्श विकल्प बनाता है।

ट्रांसफार्मर का चयन

TDA2050 के लिए डेटाशीट पर नमूना सर्किट कहता है कि आईसी को एक एकल या एक विभाजित बिजली की आपूर्ति से संचालित किया जा सकता है। और इस परियोजना में, सर्किट को बिजली देने के लिए एक दोहरी ध्रुवीयता बिजली की आपूर्ति का उपयोग किया जाएगा।

यहां लक्ष्य सही ट्रांसफार्मर ढूंढना है, जो एम्पलीफायर को ठीक से चलाने के लिए पर्याप्त वोल्टेज और करंट दे सकता है।

यदि हम 12-0-12 ट्रांसफार्मर पर विचार करते हैं, तो यह 12-0-12V एसी का उत्पादन करेगा यदि इनपुट आपूर्ति वोल्टेज 230V है। लेकिन चूंकि एसी मेन इनपुट हमेशा बहता है, इसलिए आउटपुट भी बहाव होगा। उस तथ्य को ध्यान में रखते हुए, अब हम एम्पलीफायर के लिए आपूर्ति वोल्टेज की गणना कर सकते हैं।

ट्रांसफार्मर हमें एसी वोल्टेज देता है और अगर हम उसे डीसी वोल्टेज में परिवर्तित करते हैं तो हमें मिलेगा-

VsupplyDC = 12 * (1.41) = 16.97VDC

इसके साथ, यह स्पष्ट रूप से कहा जा सकता है कि ट्रांसफार्मर 230.9 एसी होने पर 16.97VDC वितरित कर सकता है

अब अगर हम 15% के वोल्टेज बहाव पर विचार करते हैं, तो हम देख सकते हैं कि अधिकतम वोल्टेज बन जाता है-

VmaxDC = (16.97 +2.4) = 18.97 वी

जो TDA2050 IC की अधिकतम आपूर्ति वोल्टेज सीमा के भीतर अच्छी तरह से है।

TDA2050 एम्पलीफायर सर्किट के लिए बिजली की आवश्यकता

अब हम यह निर्धारित करते हैं कि एम्पलीफायर द्वारा कितनी बिजली की खपत होगी।

यदि हम मेरे वूफर की शक्ति रेटिंग पर विचार करते हैं, तो यह 20 वाट है, इसलिए एक स्टीरियो एम्पलीफायर 20 + 20 = 40 वोल्ट का उपभोग करेगा।

इसके अलावा, हमें बिजली के नुकसान और एम्पलीफायर की मौन धारा पर विचार करना होगा। आम तौर पर, मैं इन सभी मापदंडों की गणना नहीं करता हूं क्योंकि मेरे लिए यह समय लेने वाली है। इसलिए, अंगूठे के एक नियम के रूप में, मुझे कुल खपत बिजली मिलती है, और आउटपुट पावर का पता लगाने के लिए इसे 1.3 के एक कारक से गुणा करें।

Pmax = (2x18.97) * 1.3 = 49.32 वाट

तो, एम्पलीफायर सर्किट को बिजली देने के लिए, मैं 6 एम्प्स रेटिंग के साथ 12 - 0 - 12 ट्रांसफार्मर का उपयोग करने जा रहा हूं, यह थोड़ा ओवरकिल है। लेकिन फिलहाल, मेरे पास कोई अन्य ट्रांसफार्मर नहीं है इसलिए मैं इसका उपयोग करने जा रहा हूं।

थर्मल आवश्यकताएँ

अब, कि इस Hifi ऑडियो एम्पलीफायर के लिए बिजली की आवश्यकता से बाहर है। आइए हम थर्मल आवश्यकताओं का पता लगाने के लिए अपना ध्यान केंद्रित करें।

इस निर्माण के लिए, मैंने एक एल्यूमीनियम, एक्सट्रूज़न-टाइप हीट सिंक चुना है। एल्यूमीनियम हीट-सिंक के लिए एक प्रसिद्ध पदार्थ है क्योंकि यह अपेक्षाकृत सस्ता है और अच्छा थर्मल प्रदर्शन करता है।

TDA2050 IC के अधिकतम जंक्शन तापमान को सत्यापित करने के लिए अधिकतम जंक्शन तापमान से अधिक नहीं है, हम लोकप्रिय थर्मल समीकरणों का उपयोग कर सकते हैं, जिसे आप इस विकिपीडिया लिंक में पा सकते हैं।

हम सामान्य सिद्धांत है कि किसी भी पूर्ण थर्मल प्रतिरोध आर पार तापमान ड्रॉप ΔT का उपयोग _Ø एक दिया गर्मी प्रवाह क्यू के साथ के माध्यम से है।

Δ टी = Q * आर _ँ

यहां, क्यू हीटसिंक के माध्यम से गर्मी का प्रवाह है जिसे इस प्रकार लिखा जा सकता है

क्यू = Δ टी / आर _ँ

इधर, ΔT परिवेश के लिए जंक्शन से अधिकतम तापमान में कमी आने पर

आर _Ø पूर्ण तापीय प्रतिरोध है।

क्यू डिवाइस या हीट फ्लो द्वारा छितरी हुई शक्ति है।

अब गणना के लिए, सूत्र को सरल और पुन: व्यवस्थित किया जा सकता है

टी _Jmax - (टी _AMB + Δ टी _{एच एस}) = क्यू _{अधिकतम} * (आर _{ँ जे.सी.} + आर _{ँ बी} + आर _{ँ हा})

सूत्र का प्रतिपादन

क्यू _{अधिकतम} = (टी _Jmax - (टी _AMB + Δ टी _{एच एस})) / (आर _{ँ जे.सी.} + आर _{ँ बी} + आर _{ँ हा})

यहाँ, टी _Jmax डिवाइस का अधिकतम जंक्शन तापमान है

टी _AMB परिवेशी वायु तापमान

टी _एचएस वह तापमान होता है, जहां हीटसिंक जुड़ी होती है

R _jJC जंक्शन से मामले तक उपकरण पूर्ण तापीय प्रतिरोध है

एक package-220 पैकेज के लिए इलास्टोमेर हीट ट्रांसफर पैड के लिए R _omerB विशिष्ट मूल्य है

आर _ओहा एक को-220 पैकेज के लिए एक heatsink के लिए एक विशिष्ट मूल्य

अब TDA2050 IC की डेटशीट से वास्तविक मानों को रखते हैं

टी _Jmax = 150 ° C (एक सिलिकॉन डिवाइस के लिए विशिष्ट)

T _घात = 29 ° C (कमरे का तापमान)

R _forJC = 1.5 ° C / W (विशिष्ट TO-220 पैकेज के लिए)

R _valueB = 0.1 ° C / W (टी -२२० पैकेज के लिए एलास्टोमर हीट ट्रांसफर पैड के लिए विशिष्ट मूल्य)

R _typicalHA = 4 ° C / W (TO-220 पैकेज के लिए एक हीट के लिए एक विशिष्ट मूल्य)

तो, अंतिम परिणाम बन जाता है

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

इसका मतलब है कि हमें डिवाइस को ओवरहीटिंग और क्षतिग्रस्त होने से बचाने के लिए 17.17 वाट या उससे अधिक का प्रसार करना होगा।

TDA2050 एम्पलीफायर सर्किट के लिए घटक मानों की गणना

गेन सेट करना

एम्पलीफायर के लिए लाभ स्थापित करना बिल्ड का सबसे महत्वपूर्ण चरण है, क्योंकि कम लाभ सेटिंग पर्याप्त शक्ति प्रदान नहीं कर सकती है। और एक उच्च लाभ सेटिंग निश्चित रूप से सर्किट के प्रवर्धित आउटपुट सिग्नल को विकृत करेगी। अपने अनुभव के साथ, मैं बता सकता हूं कि स्मार्टफोन या यूएसबी ऑडियो किट के साथ ऑडियो चलाने के लिए 30 से 35 डीबी से एक लाभ सेटिंग अच्छी है।

डेटाशीट में उदाहरण सर्किट 32db की एक लाभ सेटिंग की सिफारिश करता है और मैं इसे बस इसे छोड़ने जा रहा हूं।

Op-Amp के लाभ की गणना निम्न सूत्र द्वारा की जा सकती है

एवी = 1+ (आर 6 / आर 7) एवी = 1+ (22000/680) = 32.3 डीबी

जो इस एम्पलीफायर के लिए ठीक काम करता है

नोट: एम्पलीफायरों को स्थापित करने के लिए 1% या 0.5% प्रतिरोधों का उपयोग करना होगा अन्यथा स्टीरियो चैनल विभिन्न आउटपुट का उत्पादन करेंगे

एम्पलीफायर के लिए इनपुट फ़िल्टर स्थापित करना

कैपेसिटर C1 एक DC अवरोधक संधारित्र के रूप में कार्य करता है जिससे शोर कम हो जाता है।

कैपेसिटर सी 1 और रोकनेवाला आर 7 एक आरसी उच्च पास फिल्टर बनाते हैं, जो बैंडविड्थ के निचले छोर को निर्धारित करता है।

एम्पलीफायर की कटऑफ आवृत्ति नीचे दिखाए गए निम्न सूत्र का उपयोग करके पाई जा सकती है।

FC = 1 / (2πRC)

जहाँ R और C घटकों के मान हैं।

सी के मूल्यों को खोजने के लिए, हमें समीकरण को फिर से व्यवस्थित करना होगा:

C = 1 / (2π x 22000R x 3.5Hz) = 4.7uF

नोट: सर्वश्रेष्ठ ऑडियो प्रदर्शन के लिए धातु फिल्म तेल कैपेसिटर का उपयोग करने की सिफारिश की गई है।

प्रतिक्रिया पाश में बैंडविड्थ की स्थापना

प्रतिक्रिया लूप में संधारित्र एक कम पास फिल्टर बनाने में मदद करता है, जो एम्पलीफायर की बास प्रतिक्रिया को बढ़ाने में मदद करता है। C15 का मान जितना छोटा होगा, बास को उतने ही नरम मिलेंगे। और C15 के लिए एक बड़ा मूल्य आपको अधिक छिद्रपूर्ण बास देगा।

आउटपुट फ़िल्टर सेट करना

एक आउटपुट फिल्टर या जिसे आमतौर पर एक Zobel नेटवर्क के रूप में जाना जाता है, स्पीकर कॉइल और तारों से उत्पन्न दोलनों को रोकता है। यह रेडियो हस्तक्षेप को भी अस्वीकार करता है जो स्पीकर से एम्पलीफायर तक लंबी तार द्वारा उठाया जाता है; यह उन्हें प्रतिक्रिया पाश में जाने से भी रोकता है।

Zobel नेटवर्क की कटऑफ आवृत्ति की गणना निम्न सरल सूत्र द्वारा की जा सकती है

डेटाशीट R और C के लिए मान देता है, जो R6 = 2.2R और C15 = 0.1uF है यदि हम सूत्र में मान डालते हैं और गणना करते हैं तो हमें एक कट-ऑफ आवृत्ति मिलेगी

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

723 kHz 20 kHz की मानव श्रवण सीमा से ऊपर है, इसलिए यह आउटपुट आवृत्ति प्रतिक्रिया को प्रभावित नहीं करेगा और यह वायर्ड शोर और दोलनों को भी रोकेगा।

पावर सप्लाय

एम्पलीफायर को बिजली देने के लिए उचित डिकॉप्लिंग कैपेसिटर के साथ एक दोहरी ध्रुवीयता बिजली की आपूर्ति आवश्यक है, और योजनाबद्ध नीचे दिखाया गया है।

अवयव आवश्यक

• TDA2050 आईसी - 2
• 100k चर बर्तन - 1
• पेंच टर्मिनल 5 मिमी 2 - 2
• पेंच टर्मिनल 5 मिमीx3 - 1
• 0.1 एफ संधारित्र - 6
• 22k ओम रेसिस्टर - 4
• 2.2 ओम रेसिस्टर - 2
• 1k ओम रेसिस्टर - 2
• 47F संधारित्र - 2
• 220F संधारित्र - 2
• २.२ एफ संधारित्र - २
• 3.5 मिमी हेडफोन जैक - 1
• क्लैड बोर्ड 50x 50 मिमी - 1
• हीट सिंक - 1
• 6Amp डायोड - 4
• 2200 22F संधारित्र - 2

योजनाबद्ध

TDA2050 एम्पलीफायर सर्किट के लिए सर्किट आरेख नीचे दिया गया है:

सर्किट निर्माण

इस 32-वाट पावर एम्पलीफायर के प्रदर्शन के लिए, सर्किट का निर्माण हस्तनिर्मित पीसीबी पर योजनाबद्ध और पीसीबी डिजाइन फ़ाइलों की मदद से किया जाता है। कृपया ध्यान दें कि यदि हम एम्पलीफायर के आउटपुट में एक बड़ा लोड जोड़ रहे हैं, तो भारी मात्रा में करंट पीसीबी के निशान से होकर बहेगा, और एक मौका है कि निशान बाहर जल जाएगा। इसलिए, पीसीबी के निशान को जलने से रोकने के लिए, मैंने कुछ जंपर्स को शामिल किया है जो वर्तमान प्रवाह को बढ़ाने में मदद करते हैं।

TDA2050 एम्पलीफायर सर्किट का परीक्षण

सर्किट का परीक्षण करने के लिए, निम्नलिखित उपकरण का उपयोग किया गया था।

1. एक ट्रांसफार्मर जिसमें 13-0-13 टैप होता है
2. लोड के रूप में एक 4 A 20W स्पीकर
3. तापमान संवेदक के रूप में मेको 108 बी + टीआरएमएस मल्टीमीटर
4. और मेरा सैमसंग फोन एक ऑडियो स्रोत के रूप में

जैसा कि आप ऊपर देख सकते हैं, मैंने परीक्षण के समय आईसी के ताप को मापने के लिए मल्टीमीटर के तापमान संवेदक को सीधे आईसी के हीट सिंक पर चढ़ा दिया है।

इसके अलावा, आप देख सकते हैं कि परीक्षण के समय कमरे का तापमान 31 ° C था । इस समय, एम्पलीफायर एक बंद राज्य में था और मल्टीमीटर सिर्फ कमरे के तापमान को दिखा रहा था। परीक्षण के समय, मैंने आपको बास दिखाने के लिए वूफर कोन में कुछ नमक मिलाया है, इस सर्किट में इसका उत्पादन कम होगा क्योंकि बास को बढ़ावा देने के लिए मैंने टोन कंट्रोल सर्किट का उपयोग नहीं किया। मैं अगले लेख में ऐसा करने जा रहा हूं।

आप उपरोक्त छवि से देख सकते हैं, परिणाम कमोबेश शानदार थे और परीक्षण के दौरान IC का तापमान 50 ° C से आगे नहीं गया।

आगे की वृद्धि

इसके प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए सर्किट को और संशोधित किया जा सकता है, जैसे हम उच्च आवृत्ति के शोर को अस्वीकार करने के लिए एक अतिरिक्त फ़िल्टर जोड़ सकते हैं। 32W की पूर्ण लोड स्थिति तक पहुंचने के लिए हीट सिंक का आकार बड़ा होना चाहिए। लेकिन यह एक अन्य परियोजना के लिए एक विषय है जो जल्द ही आ रहा है।

मुझे उम्मीद है कि आपको यह लेख पसंद आया होगा और इसमें से कुछ नया सीखा जाएगा। यदि आपको कोई संदेह है, तो आप नीचे टिप्पणी में पूछ सकते हैं या विस्तृत चर्चा के लिए हमारे मंचों का उपयोग कर सकते हैं।

इसके अलावा, हमारे अन्य ऑडियो एम्पलीफायर सर्किट की जांच करें।