Bu güçlü D sınıfı amplifikatörün uygulanması kolaydır. Offshore bileşenlerle tasarlanmış olup, gerekli güce bağlı olarak +/- 30V ile +/- 60V arasında değişebilen besleme gerilimi ile 300W RMS'ye kadar ulaşabilir. Güç kaybı için maksimum çalışma voltajı için, gücün gözden geçirilmesi gerekenin ötesinde birkaç bileşen değerine tırmanmak için. Bu limiti devreyi gereksiz yere karmaşıklaştırmamak ve böylece üretim maliyetlerini ve genel boyutları arttırmamak için belirledim.
Bu, kanal amplifikatörünün tam devresidir:
Malzeme Listesi
U1a, invertör olarak bağlı bir op amp'dir.
R1 ve C1, 7 Hz'lik bir kesme frekansına sahip bir yüksek geçiren filtre oluşturur, bu tür frekansların altına düşmek işe yaramaz. R1, amplifikatörün sabit kazancını ve giriş empedansını belirler, R2a ve R2b formülü ile kazancı sağlar.
-(R2a + R2B) / R1
Hiçbir değer kritik değildir, R2 için 10k ile 100k arasında herhangi bir değer seçebilirsiniz.
C2, R2 ile birlikte olası yüksek frekanslı gürültüyü azaltan bir alçak geçiren filtre oluşturur.
Kesme frekansı ayarlandı
Ft = 1 / (6.28xR2xC2)
C2, R2 değerlerine bağlı olarak uyarlanmalıdır.
invertör ve entegratör
Bu gerçek reaksiyon halkasıdır.
C3, U1a çıkışının sürekli bileşenini ortadan kaldırır ve yine R3 ile yüksek geçiren bir filtre oluşturur
her zaman formülle
1 / (6.28xR3xC3) = 3.4Hz.
C3, sorunsuz bir şekilde 2.2uF'den 10uF'ye gidebilir.
C4, U1B entegratörünün üretebileceği intermodülasyon bozulmasını azaltmak için kullanılır. aslında, R8, entegratör sinyalinden düşer. C4'ü atlamak mümkündür, ancak bu tip devrede D sınıfında ve ayrıca hafifçe aşağı salınım frekansı sürücüsünde ayarlanması yaygındır (C4 = 1 nF è 255kHz, 330kHz değildir).
R8, R3 kazancı ile birlikte sahnenin nasıl bir entegratör olduğunu belirler.
Takviyeler -R8 / R3.
150kOhms R8 dışında, amplifikatör kararsız hale gelir. R3, entegratörün giriş empedansıdır ve oldukça düşüktür, bu nedenle giriş aşamasının değeri U1a'dan görülebilir.
R4, varsayılan durumda U1B'yi korur. aslında, çıkış voltajı doymuşsa, besleme potansiyeline eşdeğerdir (T1 veya T2'den R8'e kadar verilir).
R8 ile bölücü oluşturan R4, evirici girişte +/- 6 maksimum DC voltajı ile sınırlıdır. R 4, operasyonel güçlere bağlı iki 1N4148 diyot ile değiştirilebilir, ancak bir dirençle daha kolaydır!
Normal çalışmada, ters çeviren giriş voltajı +/- 100mV civarında dalgalanır ve R4 işe yaramaz (amplifikatör R4 olmadan çalışır).
R4 azalırsa (1k'ye) Bu, çıkış ofset voltajını arttırır. Entegratörün davranışı kötüleşti. +/- 50VDC giriş, çıkış ofseti şu şekilde ölçülür:
R 4 = 10k: 6mV
R4 = 2.2K: 36mV
R4=1k: 71mV
Olası R4 için maksimum değeri koymanın tercih edildiği ortaya çıktı, ancak dokunuşlar her zaman ters çevirme girişinde izin verilen maksimum +/- 10V geziyi hesaba katar. 10k iyi bir uzlaşma olarak ortaya çıkıyor.
C5 entegratör kondansatörü. Değeri, salınım frekansını önemli ölçüde etkiler (D sınıfı amplifikatörün kalbi). Ölçülen A +/- 50VDC:
C5 = 220pF: 255kHz
C5 = 470pF: 236kHz
C5 = 1nF: 164kHz
aslında, TL072'nin, hissedildiği dahili devreden yıllar sonra, çalışma sıklığında da bir "yavaşlığı" vardır. Bu nedenle, 300 kHz'in altında bir frekans limiti benimsedik, ancak bu amplifikatör için yeterli olan TL072 standardı, ses kullanımı için yeterince düşük ve belirli kullanım durumları için yeterince hızlı olan gürültü değeri ile iyi bir bütçe uzlaşmasıdır.
Voltaj entegratörü çıkışı, +1.0V + 4.2V C5 = 220pF V'den giden üçgen bir sinyaldir.
+/- 9.1V güç kaynağı seçimi fazlasıyla yeterli.
Özel entegre devre, iki MOSFET amplifikatörünü kontrol etmeyi çok kolaylaştırıyor , International Rectifier'dan IR2184'ü (yarım köprü sürücüsü) seçtim. MOSFET'ler, yaklaşık 0,4 ns'lik bir süre ile bir faz gecikmesi ile sürülür .
Giriş B (pin 1) ise 0V C (-Vdc olan pin 3) ile kıyaslanır, T2 açık, T1 bloke edilir, bu da son çıkışta düşük seviyeli çıkış sinyali (-Vdc) sağlar.
B pinindeki potansiyel, C pinine göre 3V ile 5V arasında ise , T2 bloke olur, T1 açıktır, ancak kontrolüne C12 önyükleme kondansatörü tarafından güç verildiği için sadece 10-20 ms öyle kalabilir . IN 5VDC'de sabit kalırsa T1 ve T2 kilitlenir ve sistem salınım yapmaz. Transistörlerin çıkışı 0V'dir (toprağa R4 + R8 veya hoparlör aracılığıyla bağlanır).
IR2184, 12V'de sağlanır (10V ile 15V arasında tipik bir değerdir) ve “yüke” ulaşmak için iki IRFB5620 transistör ile 250kHz'de çalışarak yaklaşık 30mA çeker.
D4 e R14 , C12 (önyükleme-yükleme kondansatörü) yüküyle ilgilenir . Bu kondansatör, bu komut yürütüldüğünde T1'i sağlar. T1 birkaç on milisaniye kadar öyle kalabilir, ancak bu amplifikatör için yeterlidir .
IR2184, T1 ve T2'nin yakınına yerleştirilmelidir.
IR2184'ün pin 3'üne giden T2 kanalları dışında özel bir rayın yok edilmeye değer olması beklenir, aynı nedenle iki elektrolizör C7 ve C8'in de T1 terminaline mümkün olduğunca yakın kurulması gerekir. ve T2.
Transistörlerin anahtarlama kaybını azaltmak için R11 , R12 , D1 e D2 bileşenlerini kullanarak . Diyotlar, kapı kapasitansının hızlı deşarjı ile MOSFET'lerin hızlı açılmasını sağlar.
IR2184 , bu amaç için 1A'dan fazlasını sunabilir . R11 ve R12 biraz ekstra ölü zaman sağlar, bu da MOSFET'in diğerinin bir kısıtlaması olmadan iletime girme riskini ortadan kaldırır.
L1 = RL x 1.41 / 6.28 x F
4 ohm F'lik bir hoparlör yükü RL'si ve anahtarlama frekansının en az birkaç oktav altında ve yeniden üretilen maksimum frekansın en az bir oktav üzerinde olması gereken bir filtre kesme frekansı göz önüne alındığında, keyfi olarak 43KHz'lik bir frekans değeri olarak alınır.
i formülünü uygulayarak
L1 = 4×1.41/(6.28×43000) = 20.95 uH
22uH standart değerini seçiyorum ve formül ile frekans değerini yeniden hesaplıyorum
F = RLx1.41 / 6.28xL1 = 40.8KHz hala maksimum frekansın bir oktavı içinde.
Formül yerine kapasitans kullanmak için
C = 1/(6.28xFxRLx1.41) = 1/(6.28x40800x4x1.41) = 690nF
C14 kondansatörü ile seri olarak R13 direnci ekleyen saha testlerinden 680nF standart değerinin , hoparlörlerin tepkisini doğrusallaştırdığına yakın.
Bu, kanal amplifikatörünün tam devresidir:
Malzeme Listesi
D sınıfı çalışma prensibi
Bu, D sınıfı bir kendi kendine salınan amplifikatördür. Bu, giriş sinyaline bağlı değişken frekans nedeniyle mükemmel performans sağlar. Her bir amplifikatör bölümü, scolta işlevine dayalı olarak aşağıda açıklanmıştır.
Devre karmaşıklığını ve dolayısıyla maliyeti sınırlamak için her bileşenin birden fazla işlevi vardır, bu uzun bir çalışma tasarımından ardışık tarih sadeleştirmelerinin sonucudur.
giriş aşaması
Devre karmaşıklığını ve dolayısıyla maliyeti sınırlamak için her bileşenin birden fazla işlevi vardır, bu uzun bir çalışma tasarımından ardışık tarih sadeleştirmelerinin sonucudur.
giriş aşaması
U1a, invertör olarak bağlı bir op amp'dir.
R1 ve C1, 7 Hz'lik bir kesme frekansına sahip bir yüksek geçiren filtre oluşturur, bu tür frekansların altına düşmek işe yaramaz. R1, amplifikatörün sabit kazancını ve giriş empedansını belirler, R2a ve R2b formülü ile kazancı sağlar.
-(R2a + R2B) / R1
Hiçbir değer kritik değildir, R2 için 10k ile 100k arasında herhangi bir değer seçebilirsiniz.
C2, R2 ile birlikte olası yüksek frekanslı gürültüyü azaltan bir alçak geçiren filtre oluşturur.
Kesme frekansı ayarlandı
Ft = 1 / (6.28xR2xC2)
C2, R2 değerlerine bağlı olarak uyarlanmalıdır.
invertör ve entegratör
Bu gerçek reaksiyon halkasıdır.
C3, U1a çıkışının sürekli bileşenini ortadan kaldırır ve yine R3 ile yüksek geçiren bir filtre oluşturur
her zaman formülle
1 / (6.28xR3xC3) = 3.4Hz.
C3, sorunsuz bir şekilde 2.2uF'den 10uF'ye gidebilir.
C4, U1B entegratörünün üretebileceği intermodülasyon bozulmasını azaltmak için kullanılır. aslında, R8, entegratör sinyalinden düşer. C4'ü atlamak mümkündür, ancak bu tip devrede D sınıfında ve ayrıca hafifçe aşağı salınım frekansı sürücüsünde ayarlanması yaygındır (C4 = 1 nF è 255kHz, 330kHz değildir).
R8, R3 kazancı ile birlikte sahnenin nasıl bir entegratör olduğunu belirler.
Takviyeler -R8 / R3.
150kOhms R8 dışında, amplifikatör kararsız hale gelir. R3, entegratörün giriş empedansıdır ve oldukça düşüktür, bu nedenle giriş aşamasının değeri U1a'dan görülebilir.
R4, varsayılan durumda U1B'yi korur. aslında, çıkış voltajı doymuşsa, besleme potansiyeline eşdeğerdir (T1 veya T2'den R8'e kadar verilir).
R8 ile bölücü oluşturan R4, evirici girişte +/- 6 maksimum DC voltajı ile sınırlıdır. R 4, operasyonel güçlere bağlı iki 1N4148 diyot ile değiştirilebilir, ancak bir dirençle daha kolaydır!
Normal çalışmada, ters çeviren giriş voltajı +/- 100mV civarında dalgalanır ve R4 işe yaramaz (amplifikatör R4 olmadan çalışır).
R4 azalırsa (1k'ye) Bu, çıkış ofset voltajını arttırır. Entegratörün davranışı kötüleşti. +/- 50VDC giriş, çıkış ofseti şu şekilde ölçülür:
R 4 = 10k: 6mV
R4 = 2.2K: 36mV
R4=1k: 71mV
Olası R4 için maksimum değeri koymanın tercih edildiği ortaya çıktı, ancak dokunuşlar her zaman ters çevirme girişinde izin verilen maksimum +/- 10V geziyi hesaba katar. 10k iyi bir uzlaşma olarak ortaya çıkıyor.
C5 entegratör kondansatörü. Değeri, salınım frekansını önemli ölçüde etkiler (D sınıfı amplifikatörün kalbi). Ölçülen A +/- 50VDC:
C5 = 220pF: 255kHz
C5 = 470pF: 236kHz
C5 = 1nF: 164kHz
aslında, TL072'nin, hissedildiği dahili devreden yıllar sonra, çalışma sıklığında da bir "yavaşlığı" vardır. Bu nedenle, 300 kHz'in altında bir frekans limiti benimsedik, ancak bu amplifikatör için yeterli olan TL072 standardı, ses kullanımı için yeterince düşük ve belirli kullanım durumları için yeterince hızlı olan gürültü değeri ile iyi bir bütçe uzlaşmasıdır.
Voltaj entegratörü çıkışı, +1.0V + 4.2V C5 = 220pF V'den giden üçgen bir sinyaldir.
+/- 9.1V güç kaynağı seçimi fazlasıyla yeterli.
Güç transistörü kontrolü: IR2184
Devre, bu işlevi yapan ayrı bileşenlerden yapılmıştır, genel boyutlar ve çıkış sinyali bozulmasının yanı sıra parasal olarak çok daha pahalı olacaktır.Özel entegre devre, iki MOSFET amplifikatörünü kontrol etmeyi çok kolaylaştırıyor , International Rectifier'dan IR2184'ü (yarım köprü sürücüsü) seçtim. MOSFET'ler, yaklaşık 0,4 ns'lik bir süre ile bir faz gecikmesi ile sürülür .
Giriş B (pin 1) ise 0V C (-Vdc olan pin 3) ile kıyaslanır, T2 açık, T1 bloke edilir, bu da son çıkışta düşük seviyeli çıkış sinyali (-Vdc) sağlar.
B pinindeki potansiyel, C pinine göre 3V ile 5V arasında ise , T2 bloke olur, T1 açıktır, ancak kontrolüne C12 önyükleme kondansatörü tarafından güç verildiği için sadece 10-20 ms öyle kalabilir . IN 5VDC'de sabit kalırsa T1 ve T2 kilitlenir ve sistem salınım yapmaz. Transistörlerin çıkışı 0V'dir (toprağa R4 + R8 veya hoparlör aracılığıyla bağlanır).
IR2184, 12V'de sağlanır (10V ile 15V arasında tipik bir değerdir) ve “yüke” ulaşmak için iki IRFB5620 transistör ile 250kHz'de çalışarak yaklaşık 30mA çeker.
D4 e R14 , C12 (önyükleme-yükleme kondansatörü) yüküyle ilgilenir . Bu kondansatör, bu komut yürütüldüğünde T1'i sağlar. T1 birkaç on milisaniye kadar öyle kalabilir, ancak bu amplifikatör için yeterlidir .
IR2184, T1 ve T2'nin yakınına yerleştirilmelidir.
IR2184'ün pin 3'üne giden T2 kanalları dışında özel bir rayın yok edilmeye değer olması beklenir, aynı nedenle iki elektrolizör C7 ve C8'in de T1 terminaline mümkün olduğunca yakın kurulması gerekir. ve T2.
Transistörlerin anahtarlama kaybını azaltmak için R11 , R12 , D1 e D2 bileşenlerini kullanarak . Diyotlar, kapı kapasitansının hızlı deşarjı ile MOSFET'lerin hızlı açılmasını sağlar.
IR2184 , bu amaç için 1A'dan fazlasını sunabilir . R11 ve R12 biraz ekstra ölü zaman sağlar, bu da MOSFET'in diğerinin bir kısıtlaması olmadan iletime girme riskini ortadan kaldırır.
filtre çıkışı
Çıkışta aşağıdaki formülle hesaplanan LC alçak geçiren filtreL1 = RL x 1.41 / 6.28 x F
4 ohm F'lik bir hoparlör yükü RL'si ve anahtarlama frekansının en az birkaç oktav altında ve yeniden üretilen maksimum frekansın en az bir oktav üzerinde olması gereken bir filtre kesme frekansı göz önüne alındığında, keyfi olarak 43KHz'lik bir frekans değeri olarak alınır.
i formülünü uygulayarak
L1 = 4×1.41/(6.28×43000) = 20.95 uH
22uH standart değerini seçiyorum ve formül ile frekans değerini yeniden hesaplıyorum
F = RLx1.41 / 6.28xL1 = 40.8KHz hala maksimum frekansın bir oktavı içinde.
Formül yerine kapasitans kullanmak için
C = 1/(6.28xFxRLx1.41) = 1/(6.28x40800x4x1.41) = 690nF
C14 kondansatörü ile seri olarak R13 direnci ekleyen saha testlerinden 680nF standart değerinin , hoparlörlerin tepkisini doğrusallaştırdığına yakın.