Subwooferversterkercircuit:allesomvattende manier voor betere geluidskwaliteit

Bent u op zoek naar een manier om een ​​geruisloos en hoogwaardig basgeluid te bereiken? Wat je nodig hebt, is een subwooferversterkercircuit. Het is niet alleen compact, maar ook goedkoop om te bouwen. Bovendien kan het uw gadgets of systemen duurzaam van dienst zijn.

Een subwoofer-stuurprogramma

Bron; Wikipedia

Vandaag zullen we een subwoofer/stereoversterkercircuit ontwerpen dat laagfrequente audiosignalen produceert van 20 Hz tot 200 Hz. Bovendien is het uitgangsvermogen van het geluid 100 W en gebruikt het een luidsprekerbelasting van 4 ohm voor zijn werking.

1. Wat zijn subwooferversterkercircuits?

Subwooferversterkercircuits zijn luidsprekers die laagfrequente audiosignalen produceren. Met andere woorden, ze zorgen ervoor dat de baskwaliteit van je luidspreker toeneemt door de ingangsaudiosignalen te versterken. Evenzo elimineren ze elke harmonische vervorming.

Een voorbeeld van een subwoofer is de passieve subwoofer. Hij krijgt stroom van een externe versterker, maar heeft ook een ontwerp van het type luidsprekerbehuizing.

Een luidspreker

Bron; Wikipedia

2. Subwoofer versterker circuit principe

Het principe van een subwooferversterkercircuit omvat het versterken van de audiosignalen van lage frequenties.

• Ten eerste filtert de versterker het audio-ingangssignaal om hoogfrequente signalen te elimineren.
• Vervolgens versterkt een spanningsversterker de laagfrequente signalen.
• Vervolgens verhogen verschillende configuraties het laagspanningssignaal tot een gewenst niveau.
• Ten slotte zet een transistor de versterkte versie van een laagfrequent geluid om in vermogenssignalen. Uiteindelijk produceren de stroomsignalen bas/luide knal en minimale ruis.

Pro-tip

• Voor de beste koppeling met het luchtvolume van de kamer en de beste efficiëntie, plaatst u de subwooferluidspreker in een hoek.
• Gebruik daarnaast variaties in de behuizing om het vermogen van de versterker te verminderen en de efficiëntie van de subwooferaandrijving te verhogen.
• Als je een persoonlijke verbinding hebt, zorg er dan voor dat je een antivirusprogramma gebruikt om je apparaat te scannen om de kans op geïnfecteerde apparaten te verkleinen.

100 Watt subwooferversterker

Stroomschema

Het Circuitdiagram van een 100 Watt subwooferversterker

Circuitcomponenten

Zoals in het bovenstaande diagram kunnen we zien dat de componenten bij het maken van een 100 watt stereoversterkercircuit omvatten:

• Dubbele voeding – +/-30V
• Q1 – 2N222A
• Q2, Q3 – TIP41
• Q4 – TIP147, PNP
• R1, R2 – 6K
• R3 – 130K
• R5 – 15K
• R6 – 3,2K
• R7 – 300 ohm
• R8 – 30 ohm
• R9, R10 – 3K
• D1, D2 – 1N4007
• C3, C5, C6 – 10uF, elektrolyt
• C4 – 1uF, elektrolyt
• C1, C2 – 0.1uF, elektrolyt

Afhankelijk van de componenten hebben we ideeën voor subcircuits voor versterkers die ook van pas komen tijdens je versterkerproject.

Ontwerp audiofilter

Voor het eerste ontwerp gebruik je een operationele versterker LM7332 om een ​​Sallen-Key laagdoorlaatfilter te bouwen.

Een Sallen-key filtertopologie

Bron; Wikipedia

Laten we nu aannemen dat de afsnijfrequentie 200 Hz is, en de kwaliteitsfactor 0,707 is. Laten we bovendien het aantal polen gelijk aan één hebben en C1- en C2-waarden gelijk aan 0.1uF.

Om een ​​vergelijkbare waarde van R1 en R2 te vinden, kunnen we daarom de onderstaande formule gebruiken door bekende waarden te vervangen.

R1 =R2 =Q/(2*pi*fc*C2)

De resulterende waarde voor elke weerstand is 5,6 K. We nemen echter genoegen met 6K voor R2 en R1 voor een betere nauwkeurigheid.

We zullen de weerstanden op de niet-inverterende aansluiting voor het instelbare laagdoorlaatfilter niet opnemen. Het is omdat we een versterkingsfilter met gesloten lus willen en niet een filter met een kortsluiting op de uitgangsaansluiting.

Ontwerp voorversterker

In een voorversterkerontwerp zullen we de klasse A-werking van de 2N222A-transistor toepassen.

(transistoren)

Verder hebben we een voedingsspanning van 30V nodig, een belastingsweerstand van 4 ohm en een uitgangsvermogen van 100W.

We kunnen een collectorrustspanning hebben, de helft van de voedingsspanning (15V) en een collectorruststroom van 1mA. Bij het berekenen van de belastingsweerstandswaarde moet deze gelijk zijn aan 15K.

R5 =(Vcc/2Icq)

Basisstroom is, I_b =Icq/h_fe

Als we de waarde van AC-versterking / hebben in de bovenstaande formule vervangen, moet de basisstroom 0,02 mA zijn. Evenzo, ik_b of biasstroom is vaak tien keer de basisstroom. Daarom is het in totaal 0,2 mA.

Ook is de emitterspanning/Ve, ongeveer 12% van de voedingsspanning, 3,6 V. U kunt nu de Vb/spanningsbasis krijgen door 0,7 toe te voegen aan Ve, d.w.z. 4,3 V.

De onderstaande formule helpt bij het verkrijgen van de waarden van R4 en R3;

R3 =(Vcc – Vb) I_bias en R4 =Vb/ I_bias

Als we de waarden vervangen, zal R4 22K zijn, terwijl R3 130K zal zijn.

De weerstand van de emitterweerstand (Ve/Ie) is 3,6K, een waarde die wordt gedeeld door R7 en R6.

R7 fungeert als de feedbackweerstand en werkt om het ontkoppelingseffect van C4 te verminderen. Om alleen de waarde van R7 te krijgen, berekenen we de waarden van versterking en R5, wat 300 ohm is. Daarom wordt de R6-waarde 3,2K.

Ten slotte is de waarde van C4 1uF, omdat de emitterweerstand meer moet zijn dan de capacitieve reactantie van C4.

Ontwerp van eindversterker

De eindversterker AB heeft een klasse AB-modus die gebruik maakt van Darlington-transistoren, namelijk TIP147 en TIP142. Daarom moeten de voorspanningsdiodes die u selecteert dezelfde thermische eigenschappen hebben als de transistors, d.w.z. 1N4007.

Een 1N4007-diode

Bron; Wikimedia

3K voor de weerstand R9 is geschikt omdat de lage biasstroom een ​​hoge biasweerstandswaarde vereist. Bovendien krijgt de eindversterker een hoge impedantie-ingang van de drivertrap. We zullen dus de TIP41-vermogenstransistor gebruiken in een klasse A-modus.

De waarde van R8 is gelijk aan zowel de emitterstroom (0,5A) als de emitterspanning (1/2Vcc-0,7) waarden. De uiteindelijke waarde wordt 28,6 ohm, maar ga in dit geval voor een weerstand van 30 ohm.

Bootstrap-weerstand R10 moet een hoge impedantie bieden aan transistoren TIP147 en TIP142. Daarom is 3K aan te bevelen.

Kringschakeling subwooferversterker

De stapsgewijze uitleg geeft de basis van de werking van een subwooferversterkercircuit.

• Het Sallen-Key laagdoorlaatfilter van de bovenstaande ontwerpen filtert het audiosignaal weg. Alleen frequenties gelijk aan en lager dan 200 Hz passeren het filter terwijl de overige filtratie ondergaat.
• De ingang van Q1 via de koppeltransistor en C3 ontvangt het laagfrequente signaal. Aangezien Q1 in klasse A-modus werkt, zal het de versie van het audio-ingangssignaal aan de uitgang verbeteren.
• Vervolgens zet Q2 het versterkte signaal om in een signaal met hoge impedantie voordat het wordt doorgegeven aan een klasse AB-eindversterker.
• TIP147 en TIP142 geven een volledige cyclus van het uitgangssignaal. De ene transistor geleidt gedurende een negatieve halve cyclus, terwijl de andere voor een positieve halve cyclus is.
• Bovendien verkleinen R13 en R11 de verschillen tussen de bijpassende transistors.
• De diodes behouden minimale cross-over vervorming.
• Uiteindelijk bedient het krachtige uitgangssignaal een subwoofer/luidspreker met een lage impedantie, ongeveer 4 ohm.

Toepassingen van subwooferversterkercircuit

Een aantal toepassingen van een subwooferversterkercircuit zijn:

• Voor geluidstoepassingen vind je ze meestal op plaatsen zoals concerten, elektronische dansmuziek of versterkingssysteemtoepassingen. Zelfs uw auto, sommige geselecteerde theaters of thuisbioscoopsystemen hebben een van de circuits.

(een thuisbioscoopsysteem)

• Lange-afstandstransmissie voor het geval je de stroom wilt gebruiken voor antennes met een hoog bereik.
• Je kunt ze gebruiken als eindversterkers voor signalen met de laagste frequentie.

Beperkingen van het subwooferversterkercircuit

Ze omvatten;

• Allereerst is onze circuitillustratie theoretisch, waarbij de uitvoer soms vervorming heeft, zoals bij akoestische muziekgenres.
• De voorspanning kan ook enige verstoring veroorzaken, aangezien het filtercircuit soms het DC-niveau van het audiosignaal verhoogt.
• Andere keren kan het circuit ruisverstoringen niet verwijderen zoals bij conventionele luidsprekers.
• Last but not least neemt de efficiëntie van het circuit af vanwege de lineaire apparaten die vermogensdissipatie veroorzaken.

Conclusie

Kortom, een subwooferversterkercircuit is de zekerste manier om een ​​laagfrequent geluid te creëren. Onze post belicht de stappen die moeten worden genomen om een ​​betere geluidskwaliteit van de applicatie te bereiken. Als u echter nog vragen heeft of verduidelijking nodig heeft, neem dan contact met ons op, dan nemen wij contact met u op.