Amplificateur audio Hi-Fi DIY 2.1 de classe AB - Moins de 5 $ : 10 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Salut tout le monde! Aujourd'hui, je vais vous montrer comment j'ai construit un amplificateur audio pour un système 2.1 canaux (gauche-droite et caisson de basses). Après près d'un mois de recherche, de conception et de test, j'ai mis au point ce design.

Dans ce instructable, je vais vous guider à travers le processus de conception de l'amplificateur. Tout d'abord, je vais vous montrer comment sélectionner le circuit intégré parfait pour votre projet. Ensuite, je vais vous montrer comment trouver les bonnes valeurs pour tous les composants du circuit et comment modifier le gain et d'autres paramètres. Enfin, pour finir, je vais vous donner quelques astuces pour supprimer tout type de bruit.

Après avoir parcouru l'intégralité de l'instructable, n'importe qui peut concevoir son propre amplificateur pour différentes applications. Je vais essayer de rendre cette instructable aussi brève que possible et facile à comprendre pour tout le monde.

Bon assez pour l'introduction. Commençons

Étape 1: Sélection d'IC pour l'amplificateur

D'accord, tout le monde peut confondre entre les différentes options disponibles pour les circuits intégrés d'amplificateur audio. C'est une tâche difficile de parcourir plusieurs fiches techniques. Voici donc un résumé de mon analyse pour certains circuits intégrés célèbres en Inde.

Meilleurs circuits intégrés d'amplificateur audio:

1. Fiche technique TDA7294

• Amplificateur audio DMOS 100V - 100W avec sourdine
• Protection de court circuit
• Peut fournir 200W en parallèle

2. Fiche technique LM3886

• Amplificateur de puissance audio hautes performances de 68 W avec sourdine
• Large plage d'alimentation 20V - 94V
• Rapport signal/bruit ≥ 92dB
• Meilleure qualité sonore

3. Fiche technique LA4440/CD4440

• 2 canaux intégrés (double) permettant une utilisation dans les applications d'amplificateur stéréo et pont.
• Double: 6 W × 2 (typ.); Pont: 19 W (typ.)
• Nombre minimum de pièces externes requises

4. Fiche technique TDA2050

• Amplificateur audio hi-fi 32 W
• Tension d'alimentation étendue, jusqu'à 50 V
• Pas cher et facile à remplacer

5. Fiche technique TDA2030

• Amplificateur audio hi-fi 14 W
• Tension d'alimentation étendue, jusqu'à 36 V
• Pas cher et facile à remplacer
• Peut être ponté pour plus de puissance

Lors de la sélection d'un circuit intégré, tenez compte de vos attentes vis-à-vis de l'amplificateur et de l'objectif de votre projet. Si vous voulez un amplificateur de haute puissance avec la meilleure qualité sonore de sa catégorie, optez pour le TDA7294 ou le LM3886. Mais, si vous voulez juste piloter un haut-parleur de 5W, 10W ou 20W, les 4ème et 5ème options sont les meilleures pour vous. Vous pouvez également envisager le LA4440 si vous souhaitez un circuit plus simple (canaux gauche et droit dans un seul circuit intégré).

En règle générale, vous devez choisir un amplificateur capable de fournir une puissance égale au double de la puissance nominale de l'enceinte. Cela signifie qu'un haut-parleur avec une impédance de 8 ohms et une puissance nominale de 5 watts nécessitera un amplificateur pouvant produire 10 watts dans une charge de 8 ohms. Pour une paire d'enceintes stéréo, l'amplificateur doit être évalué à 10 watts par canal sous 8 ohms.

Vous voulez en savoir plus sur les amplificateurs, cliquez ici

Étape 2: Pièces et outils

Je veux piloter deux haut-parleurs 5W pour les canaux gauche et droit que j'ai extraits d'un vieux téléviseur CRT. Donc, le TDA2030 est le mieux pour moi, mais vous pouvez également choisir le TDA2050 pour créer des canaux gauche et droit.

Outils -

1. Multimètre
2. Poste de soudure
3. Pistolet à colle chaude
4. Pinces
5. Coupeur
6. Gaine thermorétractable

Pour amplificateur stéréo TDA2030 (gauche + droite) -

1. TDA2030 (2)
2. Haut-parleurs (2)
3. Pré-embarquement
4. Prise stéréo 3,5 mm
5. 1N4007 Diode (2*2)
6. Potentiomètre ou Trimpot 10K/22K (2)
7. Bouton de potentiomètre (facultatif)
8. Résistance 10(1*2), 100k(4*2), 3,7k(1*2)
9. Condensateur céramique 100nF (2*2)
10. Condensateur électrolytique 1uF(1*2), 100uF(1*2), 2uF(1*2), 22uF(1*2), 2200uF(1*2)
11. Alimentation: Transformateur ou adaptateur CC 12V 2Amp (min)
12. Dissipateur thermique (2)

Pour caisson de basses TDA2050-

1. TDA2050 (1)
2. Subwoofer (1)
3. Pré-embarquement
4. Potentiomètre ou Trimpot 10K/22K (1)
5. Bouton de potentiomètre (facultatif)
6. Résistance 10(1), 100k(4), 3,3k(1)
7. Condensateur céramique 100nF(2)
8. Condensateur électrolytique 1uF(1), 1000uF(2), 2uF(1*2), 22uF(1)
9. Alimentation: Transformateur ou adaptateur DC 24V 2Amp (suggéré)
10. Dissipateur de chaleur

Pour filtre passe-bas -

1. RC4558 (1)
2. Résistance: 100K(2), 560(2), 22K(1)
3. Condensateur: 1uF(1), 104j(2)
4. Alimentation split 9V à 12V

Commençons maintenant par l'amplificateur TDA2030.

Étape 3: Circuit d'amplificateur stéréo

Selon la fiche technique, le TDA2030 peut fournir 9 Watts dans des haut-parleurs 8 avec une distorsion de 0,5% sur une alimentation 14 V.

En fait, vous pouvez obtenir un circuit d'application de base pour presque tous les circuits intégrés de la fiche technique. Dans la fiche technique du TDA2030, il y a deux circuits, un avec une seule alimentation et un autre avec une alimentation divisée. Vous pouvez choisir n'importe quel circuit selon vos besoins. Je vais utiliser un seul circuit d'alimentation car je vais l'alimenter par un adaptateur 12 DC. Pour l'alimentation split, vous aurez besoin d'un transformateur 12-0-12.

Tout d'abord, simulons le circuit. Ainsi, nous avons pu voir comment cela fonctionnait. Le schéma du circuit a été réalisé avec Proteus.

Testez tout et assurez-vous que votre circuit va fonctionner avant de commencer à souder.

Remarque: les fils C2 et R7 ne sont pas connectés. (Illustration de simulation)

Étape 4: Modification du circuit

Découvrons les meilleures valeurs pour les composants du circuit. J'utiliserai le schéma ci-dessus, qui est le même que celui de la fiche technique, mais avec quelques modifications pour définir le gain, la bande passante et aider à filtrer le bruit.

1. Gagner

Le circuit de la fiche technique a un gain de 33 et provoquera une distorsion. Un bon gain à utiliser pour l'écoute à domicile est d'environ 27 à 30 dB. Ce réglage n'est pas assez élevé pour provoquer une distorsion et vous donnera une bonne plage de volume.

Gain = 1+R1/R2si R1 = 100kpuis, R2 = 3,7k

2. Le réseau Zobel

Un réseau Zobel permet d'éviter les oscillations pouvant résulter de l'induction parasite des fils des haut-parleurs. Il agit également comme un filtre pour empêcher les interférences radio captées par les fils des haut-parleurs d'atteindre l'entrée inverseuse via la boucle de rétroaction. C6 et R8 forment un réseau Zobel à la sortie de l'amplificateur.

C6 = 100nF et R8 = 10ohms, ce qui donne une fréquence de coupure (fc) de:

fc = 1/(2*pi*R*C)fc = 159KHz

159 kHz est au-dessus de la limite de 20 kHz de l'audition humaine et bien en dessous des fréquences radio, donc ces valeurs fonctionneront bien. Si l'amplificateur oscille, R6 fera passer des courants élevés à la terre, il devrait donc avoir une puissance nominale d'au moins 1 watt.

3. Basse

Le condensateur C7 sur la fig. est utilisé pour régler les basses des haut-parleurs, plus la valeur du condensateur est élevée, meilleure est la réponse des basses des haut-parleurs. Vous pouvez également utiliser un condensateur variable pour changer les basses manuellement. (Cette basse n'est pas liée au subwoofer)

Astuce: lorsque je construisais cet amplificateur, je doute de la raison pour laquelle nous utilisons ces condensateurs et résistances supplémentaires, ce qu'ils font et si nous les retirons. Vous ne pouvez pas ignorer ces questions si vous êtes un passionné d'électronique. Parcourez la page 10 section 4.3 de la fiche technique pour avoir une idée approximative.

Mais je recommande fortement ce tutoriel génial de Circuit Basics. Cet article couvre tous les détails requis en profondeur.

Remarque: Je vais prendre la figure ci-dessus comme référence dans les étapes à venir.

Étape 5: connexion de la prise 3,5 mm

Si vous avez un fil audio (avec prise) ou des écouteurs, le multimètre est la meilleure option pour vérifier la connectivité et découvrir la connectivité G-L-R. Si vous n'avez pas de fil jack audio, vous pouvez utiliser des connecteurs mâles ou femelles.

Connectez la prise jack 3,5 mm au téléphone et les autres fils ouverts latéraux à l'amplificateur. Amplificateur de gauche à gauche et amplificateur de droite à droite avec des masses communes.

Vérifiez les photos ci-jointes pour référence.

Étape 6: Construire l'amplificateur

Commencez à construire avec un seul canal de notre amplificateur stéréo. Construisez soigneusement le circuit sur perfboard, vous pouvez vous aider des conceptions de circuits imprimés disponibles dans la fiche technique. Si vous avez des doutes, vous pouvez d'abord utiliser une planche à pain pour vérifier le circuit. Mais n'oubliez pas que l'assemblage sur la maquette entraînera de nombreux fils ouverts, ce qui peut entraîner beaucoup de bruit dans le haut-parleur. Donc, ne pensez pas que ce circuit est mauvais lorsque vous obtenez un bourdonnement ou un bourdonnement.

Ajoutez un potentiomètre avant le condensateur C2 (étape 4 Fig.) pour le contrôle du volume, c'est aussi très efficace pour réduire la distorsion. J'ai utilisé un potentiomètre à cette fin et j'ai défini en permanence la valeur du potentiomètre de manière à ce qu'il n'y ait pas de distorsion au volume maximum du téléphone.

Après avoir vérifié et testé le premier canal, répétez le processus et clonez exactement le même circuit sur le même ou un autre perfboard. Vous avez maintenant deux amplificateurs mono, connectez le fil du canal gauche à un ampli et le fil du canal droit à l'autre ampli avec une masse commune aux deux. Utilisez un potentiomètre différent pour chaque canal et réglez la même valeur de potentiomètre pour les deux canaux afin que chaque canal ait le même volume.

Vous pouvez utiliser un potentiomètre (au lieu d'un potentiomètre) si vous souhaitez modifier souvent le volume de l'amplificateur. Je vous suggère d'utiliser un potentiomètre à double cône pour contrôler manuellement l'audio gauche et droite en même temps.

Alimentation: L'alimentation que vous allez utiliser doit être le double de la puissance requise, c'est-à-dire que pour deux haut-parleurs de 5 W, il devrait y avoir une alimentation de 20 W pour de meilleurs résultats.

Ici, je vais utiliser un adaptateur CC 12V 2Amp (P=24W) pour les deux canaux.

REMARQUE: vérifiez l'étape 9: Réduction du bruit avant de finaliser le circuit sur le panneau perforé.

Étape 7: Circuit de caisson de basses