Podwójny wzmacniacz audio stereo LA4440 o dużej mocy z regulacją tonów niskich i wysokich

LA4440 to bardzo popularny dwukanałowy wzmacniacz audio, powszechnie używany do budowy wzmacniaczy audio o dużej mocy. Układ scalony jest znany z dużej mocy, łatwej dostępności i niskiej ceny, co czyni go popularnym wśród

systemów kina domowego i wzmacniaczy samochodowych, które działają na 12V. Dlatego w tym artykule dowiemy się, jak zbudować stereofoniczny wzmacniacz audio o dużej mocy za pomocą układu scalonego wzmacniacza audio LS4440. Obwód będzie miał dwa układy scalone wzmacniaczy LS4440 i będzie mógł sterować dwoma głośnikami 20 W (20 W + 20 W) z regulacją głośności, basów i wysokich tonów. Ponadto wejście audio dla naszej płyty wzmacniacza może być dostarczane bezpośrednio z gniazda audio lub bezprzewodowo przez Bluetooth.

Wcześniej zbudowaliśmy wiele obwodów wzmacniaczy audio, od małych wzmacniaczy 10 W do ciężkich wzmacniaczy mocy 100 W, wykorzystując różne klasy wzmacniaczy mocy, aby pasowały do różnych zastosowań. Możesz je również sprawdzić, jeśli Twoje wymagania są inne.

LA4440 IC

Zanim zaczniemy budować ten wzmacniacz, dowiedzmy się więcej o układzie scalonym wzmacniacza mocy LA4440, aby poznać jego specyfikacje techniczne, abyśmy mogli efektywnie zaprojektować nasz wzmacniacz. Jak pokazano poniżej, LA4440 to 14-pinowy układ scalony liniowego wzmacniacza audio opracowany przez SANYO.

Układ scalony może być używany jako monofoniczny wzmacniacz audio lub jako stereofoniczny dwukanałowy wzmacniacz audio. Posiada podwójne tryby włączania, a mianowicie tryb stereo i tryb mostka. Główna różnica między tymi dwoma trybami konfiguracji polega na tym, że w trybie stereo pojedynczy układ scalony może napędzać maksymalnie 6 W + 6 W dwa głośniki, co oznacza tylko 12 watów obciążenia, ale w konfiguracji trybu mostu uzyskasz wyjście audio 19 W z jednego układu scalonego dla jednego głośnika. Dlatego potrzebujemy 2 układów scalonych do wykonania stereo i 2 kopii tego samego obwodu, co omówimy w sekcji schematu połączeń. Tutaj skonfigurowałem wzmacniacz audio w trybie mostkowym, aby uzyskać mocny dźwięk o mocy 20 W + 20 W. Ponieważ nasz projekt ma dwa układy scalone, jest również określany jako obwód wzmacniacza podwójnego układu scalonego 4440. Oprócz tego nasz układ scalony wzmacniacza audio ma również następujące zalety.

Ma dobre odrzucenie falowania 46db
Dobra separacja kanałów
Mały hałas resztkowy
Przywrócenie niskiego poziomu dźwięku w szerokim zakresie niskich częstotliwości do wysokich częstotliwości muzyki.
Cichy trzask lub odgłos rozruchu
Wbudowana funkcja wyciszania dźwięku
Wbudowana ochrona: ochrona przed przepięciami, ochrona przed przepięciami, ochrona przed zwarciem pin-to-pin.
Wymagana minimalna liczba części zamiennych

Co to jest odrzucanie fal i dlaczego jest ważne?

Tętnienie to zmiana napięcia i prądu w stosunku do wartości w stanie ustalonym, która może być zmieniana wraz z obciążeniem, co powoduje szum na końcu wyjściowym obwodu, a tym samym prowadzi do zniekształceń. Aby rozwiązać ten problem, zastosowano filtr, który pomaga w odrzucaniu tego szumu / tętnienia. Nazywa się to odrzuceniem ripple. Układ scalony LA4440 zapewnia dobrą wartość tłumienia tętnień wynoszącą 46 dB.

Co to jest separacja kanałów?

Gdy pojedynczy pakiet IC zawiera więcej wzmacniaczy operacyjnych (LA4440 IC ma 2 kanały), jeden wzmacniacz operacyjny wpływa na działanie innego wzmacniacza operacyjnego. Aby zapobiec temu problemowi, układ scalony LA4440 zapewnia dobrą separację kanałów

Więcej szczegółów technicznych wraz z wykresami wydajności można znaleźć w arkuszu danych LA4440 IC. Wewnętrzny schemat blokowy i obraz wyprowadzeń pokazano poniżej

Materiały wymagane do podwójnego wzmacniacza audio stereo 40W

Pełną listę materiałów wzmacniacza stereo audio wymieniono poniżej. Większość używanych komponentów powinna być łatwo dostępna, ponieważ są one powszechnie stosowane w obwodach wzmacniaczy audio.

S.Nr	Części	Rodzaj	Ilość
1	LA4440	IC (SANYO)	2
2	2200 uF / 50 V.	KONDENSATOR (KELTRON)	2
3	47uF / 25 v	KONDENSATOR (KELTRON)	4
4	470 uF / 25 V.	KONDENSATOR (KELTRON)	4
5	100 uF / 25 V.	KONDENSATOR (KELTRON)	2
6	1uF / 25V	KONDENSATOR (KELTRON)	2
7	104 PF	KONDENSATOR (KELTRON)	8
8	220 OHOMS	REZYSTOR	2
9	1 K.	REZYSTOR	2
10	2,2 K.	REZYSTOR	2
11	POTENCJOMETR DWUKANAŁOWY 50K	BOURNS / LRM	3
12	ZACISK ŚRUBOWY 2 PIN	OGÓLNY	3
13	ZACISK ŚRUBOWY 3 PIN	OGÓLNY	1
14	LM7805	REGULATOR NAPIĘCIA IC	1
15	MODUŁ BLUETOOTH	KOSMICZNY	1
16	TRANSFORMATOR	0-12 V (CLASSIC)	1
17	GŁOŚNIK (20 W) 4 omy	(SWETON)	2
18	1N5408	3A Okres ogólny	4
19	Radiator	Użyj aluminiowej płyty radiatora	1
20	Wentylator chłodzący	Wentylator do obudowy komputera	1
21	Jakiś przewód połączeniowy

Obwód wzmacniacza podwójnego układu scalonego LA4440

Pełny schemat obwodu wzmacniacza 4440IC pokazano na poniższym obrazku. Ze względu na dużą moc obwodu nie zaleca się stosowania płytki stykowej do budowy tego obwodu. Dlatego będziemy budować płytkę drukowaną w domu, projektując płytkę wzmacniacza audio dla tego obwodu.

Podłączyłem kondensatory C13 i C14 na pierwszym układzie scalonym i w ten sam sposób C23 i C16 na drugim układzie scalonym do pinów 1 i 7. Te kondensatory nazywamy kondensatorami sprzężenia zwrotnego. Niska częstotliwość odcięcia naszego wzmacniacza zależy od wartości tych kondensatorów, jeśli wartość zostanie zwiększona, czas rozruchu będzie opóźniony. Wzmocnienie napięcia tych kondensatorów na układach scalonych 1 i 2 można regulować, zmieniając odpowiednio wartość rezystora R1 i R2.

Kondensatory C15 i C19 dla pierwszego układu scalonego oraz C20 i C21 dla drugiego układu scalonego są połączone z zaciskiem wyjściowym za pomocą styków układu scalonego 9 do 10 i 13 do 12. Te kondensatory nazywane są kondensatorami rozruchowymi i służą do regulacji basów lub niskich częstotliwości.

C3 i C4 to bardzo ważne kondensatory. Wartość tego kondensatora powinna być wysoka, zwykle 2200uF 35V lub 4700uF 35v jest zalecane do filtracji głównego zasilania i obsługi obciążenia. Kondensatory mają moc znamionową od 1 A do 3 A, aby poprawić jakość dźwięku. Kondensator C2 i C5 to kondensatory filtrujące, które służą do filtrowania sygnału wejściowego audio dostarczanego do naszego układu scalonego wzmacniacza.

Kondensatory C18 i C17 są kondensatorami obejściowymi używanymi w systemie audio lub innych obwodach elektronicznych do filtrowania szumów. Kiedy urządzenie aktywne, takie jak nasz wzmacniacz audio, jest podłączone do źródła zasilania, prąd pobierany przez nasze urządzenie spowoduje spadek napięcia na zasilaczu. Ze względu na zmianę impedancji naszego obciążenia i kilku aktywnych obciążeń podłączonych na tej samej ścieżce, pobierany prąd będzie się wahał i będzie wytwarzał więcej skoków napięcia i odbicia masy. Aby uniknąć tego problemu, zwykle używamy kondensatora obejściowego w naszym obciążeniu, który zapewnia ścieżkę obejściową dla prądu przejściowego, zamiast przepływać przez wspólną ścieżkę.

Projekt płytki PCB wzmacniacza audio LA4440

Jak wspomniano wcześniej, obwód obejmuje ścieżkę o wysokim natężeniu prądu, dlatego nie można go zbudować i przetestować na płytce stykowej. W związku z tym zaprojektowaliśmy płytkę PCB dla powyższego obwodu przy użyciu oprogramowania Eagle. Możesz użyć dowolnego wybranego oprogramowania do projektowania PCB. Możesz także przylutować obwód bezpośrednio na płycie perf, jeśli nie chcesz projektować PCB. Mój układ PCB wygląda tak, jak pokazano poniżej.

Będziemy używać tego układu projektu PCB do budowy własnej PCB w domu. Możesz także pobrać plik GERBER dla tej płytki drukowanej z linku poniżej. Po otrzymaniu pliku GERBER możesz albo utworzyć PCB w domu, postępując zgodnie z instrukcjami domowej roboty PCB, albo udostępnić plik GERBER producentowi PCB, aby go wyprodukować.

Pobierz LA4440 High Power Stereo Audio Amplifier PCB GERBER

Konstrukcja płytki drukowanej ma dwa wejścia audio, jedno przez bezpośrednią linię audio przez aux i gniazdo audio 3,5 mm, a drugie służy do bezprzewodowego połączenia Bluetooth. Użyliśmy również zacisków śrubowych do zasilania płytki i podłączenia dwóch głośników 20W. Potencjometry służą do regulacji głośności, tonów niskich i wysokich.

Budowa płytki drukowanej przy użyciu metody transferu tonera

Na potrzeby demonstracji tego projektu stworzyliśmy własną płytkę PCB metodą transferu tonera. Poniższe zdjęcia pokazują różne etapy naszej płyty podczas procesu produkcji.

Spójrz na poniższy obrazek, aby zobaczyć, jak wygląda domowa płytka PCB po nawierceniu wszystkich padów składowych. Jak widać, deska jest ułożona i schludna, a pady są wyraźne i wyraźne.

Po odczytaniu płytki nadszedł czas, aby włożyć wszystkie elementy i przylutować je do wykonanej na zamówienie płytki PCB. Poniżej pokazane są komponenty, których użyłem do lutowania płytki. Tutaj używam potencjometru dwukanałowego do regulacji głośności, tonów niskich, wysokich. Do zasilania można użyć zasilacza 12 V 1 A do 3 A lub akumulatora 12 V.

Dwubiegunowe zaciski śrubowe służą do zasilania i podłączenia głośników. Trzy-pinowe zaciski śrubowe służą do zapewnienia wejścia audio. Dodajemy również mini wbudowany moduł Bluetooth, ponieważ w dzisiejszych czasach ludzie lubią odtwarzać utwory bezpośrednio ze swoich telefonów komórkowych i oczywiście przez łączność bezprzewodową. Musisz również wstawić nagłówek męsko-żeński, aby łatwo go usunąć i zmienić. Do zasilania tego modułu Bluetooth użyłem układu scalonego dodatniego regulatora napięcia LM7805, który pomaga kontrolować i obniżać napięcie z 12 V do 5 V.

Zauważ, że musiałem usunąć część mostka diodowego z płytki drukowanej, aby zmniejszyć rozmiar obwodu o mniejszym wymiarze i uczynić go kompaktowym. Ale w przypadku zasilania transformatora, przed podaniem sygnału wejściowego do tego obwodu wzmacniacza, należy wziąć mostek diodowy z 4 sztukami diody 5408 ogólnego przeznaczenia 3 A. Poniższy obrazek pokazuje, jak wygląda po zlutowaniu wszystkich elementów.

Obwód wzmacniacza LA440 działa

Gdy płytka będzie gotowa, możemy ją przetestować podłączając bezpośrednio głośniki i zasilając. Wejście audio może pochodzić z gniazda audio 3,5 mm (trójstykowe złącze śrubowe) lub przez nasz moduł Bluetooth. Pełne działanie obwodu wzmacniacza jest pokazane w obu trybach na poniższym filmie. Jeśli masz jakieś pytania, możesz skorzystać z naszego forum Circuitdigest, aby opublikować swoje pytania.

Wskazówki i uwagi dotyczące projektowania wzmacniacza audio

Układ scalony LA4440 lub CD4440 ma wbudowany wyłącznik termiczny i rozprasza dużo ciepła. Więc podłącz dobry radiator, aby przedłużyć żywotność. Możesz również podłączyć wentylator chłodzący do obudowy wzmacniacza. Powszechnym problemem jest to, że wzmacniacz może cierpieć z powodu szumów i wydawać buczący dźwięk. Aby uniknąć problemu z szumami wzmacniacza audio, upewnij się, że sprawdzono poniższe elementy.

Radiator ma wspólną masę z ujemnymi zaciskami zasilania.
Użyj kilku dużych kondensatorów na filtrach mocy i stopniach prostowania, takich jak 2200 uF, 4700 uF lub 6800 uF lub 10000 uF 25 V lub 50 V. Nie używaj zasilacza transformatorowego, ponieważ nie jest on potrzebny do zasilania z akumulatora.
Korpus potencjometru głośności, basów i wysokich tonów powinien być wspólny z ujemnym napięciem zasilania.
Użyj metalowej obudowy / szafki
Hałas zależy również od dobrego uziemienia głównej linii i powinien być połączony z szafą.
Możesz także użyć transformatora audio do izolacji i filtrowania szumów.