如何使用TDA2040構(gòu)建一個(gè)25W放大器

放大器是模擬電子的支柱。它們廣泛用于電子工業(yè)領(lǐng)域。放大器幾乎用于所有與音頻相關(guān)的應(yīng)用。

功率放大器是音頻電子學(xué)的一部分。它旨在最大化給定輸入信號(hào)的功率f幅度。在聲音電子學(xué)中，運(yùn)算放大器增加了信號(hào)的電壓，但無(wú)法提供驅(qū)動(dòng)負(fù)載所需的電流。在本教程中，我們將使用TDA2040功率放大器IC構(gòu)建一個(gè)25W放大器，并連接一個(gè)4歐姆阻抗揚(yáng)聲器。

放大器的結(jié)構(gòu)拓?fù)?/p>

在放大器鏈系統(tǒng)中，功率放大器用于負(fù)載前的最后或最后階段。通常，聲音放大器系統(tǒng)使用以下拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如框圖所示

如上框圖所示，功率放大器是直接連接到負(fù)載的最后一級(jí)。通常，在功率放大器之前，使用前置放大器和電壓控制放大器校正信號(hào)。此外，在某些情況下，如果需要音調(diào)控制，則在功率放大器之前添加音調(diào)控制電路。

了解您的負(fù)載

在音頻放大器系統(tǒng)的情況下，放大器的負(fù)載和負(fù)載驅(qū)動(dòng)能力是結(jié)構(gòu)中的一個(gè)重要方面。功率放大器的主要負(fù)載是揚(yáng)聲器。功率放大器的輸出取決于負(fù)載阻抗，因此連接不正確的負(fù)載可能會(huì)影響功率放大器的效率和穩(wěn)定性。

揚(yáng)聲器是一個(gè)巨大的負(fù)載，充當(dāng)感性和電阻性負(fù)載。功率放大器提供交流輸出，因此揚(yáng)聲器的阻抗是正確功率傳輸?shù)年P(guān)鍵因素。

阻抗是電子電路或元件對(duì)交流電的有效電阻，由與歐姆電阻和電抗相關(guān)的綜合效應(yīng)產(chǎn)生。

在音頻電子中，不同類(lèi)型的揚(yáng)聲器具有不同的阻抗，具有不同的瓦數(shù)。揚(yáng)聲器阻抗可以通過(guò)管道內(nèi)水流之間的關(guān)系來(lái)最好地理解。就把揚(yáng)聲器想象成水管，流過(guò)水管的水就是交替的音頻信號(hào)。現(xiàn)在，如果管道的直徑變大，水就很容易流過(guò)管道，水量就會(huì)變大，如果我們減小直徑，流過(guò)管道的水就越少，所以水量就會(huì)越小。直徑是由歐姆電阻和電抗產(chǎn)生的效應(yīng)。如果管道直徑變大，阻抗會(huì)很低，因此揚(yáng)聲器可以獲得更多的瓦數(shù)，放大器提供更多的功率傳輸場(chǎng)景，如果阻抗變高，則放大器將為揚(yáng)聲器提供更少的功率。

市場(chǎng)上有不同的選擇以及不同細(xì)分市場(chǎng)的揚(yáng)聲器，通常有 4 歐姆、8 歐姆、16 歐姆和 32 歐姆，其中 4 歐姆和 8 歐姆揚(yáng)聲器以便宜的價(jià)格廣泛可用。此外，我們需要了解，具有 5 瓦、6 瓦或 10 瓦甚至更高的放大器是 RMS（均方根）瓦數(shù)，由放大器在連續(xù)運(yùn)行中輸送到特定負(fù)載。

因此，我們需要注意揚(yáng)聲器額定值、放大器額定值、揚(yáng)聲器效率和阻抗。

簡(jiǎn)單25W放大器的結(jié)構(gòu)

在我們之前的教程中，我們使用運(yùn)算放大器和功率晶體管制作了 10W 放大器。但在本教程中，我們將構(gòu)建一個(gè)25W 功率放大器，它將驅(qū)動(dòng)一個(gè) 4 歐姆阻抗揚(yáng)聲器。為此，我們將使用特定的功率放大器IC。我們選擇了TDA2040功率放大器IC。

在上圖中，顯示了TDA2040。它可以在大多數(shù)通用的在線商店以及eBay上購(gòu)買(mǎi)。該封裝稱(chēng)為“Pentawatt”封裝，具有 5 個(gè)輸出引腳。引腳排列圖非常簡(jiǎn)單，可在數(shù)據(jù)表中找到，

卡舌連接到引腳 3 或 –Vs（負(fù)電源）。更不用說(shuō)，與選項(xiàng)卡連接的散熱器也獲得相同的連接。

如果我們查看數(shù)據(jù)表，我們還可以看到該功率放大器IC的功能

IC的功能非常好。它提供接地短路保護(hù)。此外，由于過(guò)載情況，熱保護(hù)將提供額外的安全功能。正如我們所看到的，如果連接了具有+/- 17V輸出的分離電源，TDA2040能夠?yàn)?歐姆負(fù)載提供25瓦輸出。在這種情況下，THD（總諧波失真）將為0.5%。在相同的配置中，如果我們獲得 30 瓦的功率輸出，THD 將變?yōu)?10%。

此外，數(shù)據(jù)表中還有另一個(gè)圖表，它提供了電源電壓和輸出功率之間的關(guān)系。

如果我們看到圖表，如果我們使用輸出超過(guò) 26V 的分體式電源，我們可以實(shí)現(xiàn) 15Watt 以上的輸出功率。因此，讓我們使功率放大器與 4 歐姆阻抗揚(yáng)聲器配合 25W 工作，而不會(huì)影響 THD。

必需組件

為了構(gòu)建電路，我們需要以下組件-

Vero 板（任何人都可以使用虛線或連接）

烙鐵

焊錫絲

鉗子和剝線鉗工具

電線

鋁制散熱器

17V軌到軌電源，帶+17V GND -17V電源軌道

4 歐姆 25 瓦揚(yáng)聲器

4.7R 電阻器 1/2 瓦

680R 電阻器 1/4千瓦特

22k 電阻器

10k 電阻器

100nF / .1uF 電容器 4 個(gè)

22uF 電容器

TDA2040

25瓦音頻放大器電路圖和說(shuō)明

25瓦音頻放大器的原理圖非常簡(jiǎn)單;TDA2040 正在放大信號(hào)，并為4 歐姆揚(yáng)聲器提供 25 瓦 RMS 瓦數(shù)。C4和C5用作去耦濾波電容。C1 和 R1 充當(dāng)濾波器。R2、R3和C2向功率放大器提供必要的反饋。R4和C3是緩沖電路，用于箝位來(lái)自感性負(fù)載（揚(yáng)聲器）的反饋。

測(cè)試 25W 放大器電路

我們使用變形桿菌仿真工具來(lái)檢查電路的輸出;我們測(cè)量了虛擬示波器中的輸出。您可以查看下面給出的完整演示視頻