Rangkaian penguat audio 25 Watt menggunakan tda2040

Amplifier adalah tulang punggung elektronik Analog. Mereka digunakan secara luas di bidang industri elektronik. Amplifier digunakan hampir di semua aplikasi terkait audio.

Penguat daya adalah bagian dari elektronik audio. Ini dirancang untuk memaksimalkan besarnya daya f yang diberikan sinyal input. Dalam elektronik suara, penguat operasional meningkatkan tegangan sinyal, tetapi tidak dapat menyediakan arus, yang diperlukan untuk menggerakkan beban. Dalam tutorial ini, kita akan membangun Amplifier 25W menggunakan IC Power Amplifier TDA2040 dengan speaker impedansi 4 Ohm yang terhubung dengannya.

Topologi Konstruksi untuk Amplifier

Dalam sistem rantai penguat, penguat daya digunakan pada tahap terakhir atau terakhir sebelum beban. Umumnya, sistem Amplifier Suara menggunakan topologi di bawah ini yang ditunjukkan dalam diagram blok

Seperti yang Anda lihat pada diagram blok di atas, Power Amplifier adalah tahap terakhir yang langsung terhubung ke beban. Umumnya, sebelum Power Amplifier, sinyal dikoreksi menggunakan Pre Amplifier dan amplifier kontrol Tegangan. Juga, dalam beberapa kasus, di mana kontrol nada diperlukan, sirkuit kontrol nada ditambahkan sebelum Power Amplifier.

Ketahui Beban Anda

Dalam hal sistem Amplifier Audio, beban dan kapasitas penggerak beban dari amplifier merupakan aspek penting dalam konstruksi. Beban utama untuk Power Amplifier adalah Loud Speaker. Keluaran penguat daya bergantung pada impedansi beban, sehingga menghubungkan beban yang tidak tepat dapat mengganggu efisiensi penguat daya serta stabilitas.

Loud Speaker adalah beban besar yang berfungsi sebagai beban Induktif dan Resistif. Penguat daya menghasilkan keluaran AC, karena ini impedansi pengeras suara merupakan faktor penting untuk transfer daya yang tepat.

Impedansi adalah resistansi efektif dari rangkaian elektronik atau komponen untuk arus bolak-balik, yang timbul dari efek gabungan yang terkait dengan resistansi dan reaktansi ohmik.

Dalam elektronik Audio, berbagai jenis Loudspeaker tersedia dalam watt berbeda dengan impedansi berbeda. Impedansi speaker dapat dipahami dengan baik menggunakan hubungan antara aliran air di dalam Pipa. Anggap saja loudspeaker sebagai pipa air, air yang mengalir melalui pipa adalah sinyal audio bolak-balik. Nah, jika diameter pipa menjadi lebih besar maka air akan mudah mengalir melalui pipa, volume air akan semakin besar, dan jika diameternya dikurangi maka air yang mengalir melalui pipa akan semakin sedikit, sehingga volume air akan semakin besar. menurunkan. Diameter adalah efek yang diciptakan oleh resistansi dan reaktansi ohmik. Jika diameter pipa semakin besar, impedansinya akan rendah,sehingga speaker bisa mendapatkan watt lebih banyak dan amplifier memberikan skenario transfer daya lebih banyak dan jika impedansinya tinggi maka Amplifier akan memberikan daya yang lebih sedikit ke speaker.

Ada berbagai pilihan serta segmen speaker yang berbeda tersedia di pasaran, umumnya dengan 4 ohm, 8 ohm, 16 ohm, dan 32 ohm, di mana speaker 4 dan 8 ohm banyak tersedia dengan harga murah. Juga, kita perlu memahami bahwa, amplifier dengan 5 Watt, 6 Watt atau 10 Watt atau bahkan lebih adalah watt RMS (Root Mean Square), yang dikirim oleh amplifier ke beban tertentu dalam operasi berkelanjutan.

Jadi, kita perlu berhati-hati dengan rating speaker, rating amplifier, efisiensi speaker, dan impedansi.

Konstruksi Amplifier 25W Sederhana

Dalam tutorial kami sebelumnya, kami membuat Amplifier 10Watt menggunakan Op-amp dan transistor daya. Tapi untuk tutorial ini, kita akan membangun power amplifier 25W yang akan menggerakkan speaker impedansi 4 Ohm. Kami akan menggunakan IC penguat daya khusus untuk ini. Kami memilih IC power amplifier TDA2040.

Pada gambar di atas, TDA2040 ditampilkan. Ini tersedia di sebagian besar toko online umum dan juga di eBay. Paket tersebut dinamakan paket ' Pentawatt ' dengan 5 pin keluaran. Diagram pinout cukup sederhana dan tersedia di lembar data,

Tab ini terhubung ke pin 3 atau –Vs (Sumber suplai negatif). Belum lagi, Heatsink yang terkoneksi dengan tab juga mendapatkan koneksi yang sama.

Jika kita mengecek datasheetnya, kita juga bisa melihat fitur-fitur dari IC power amplifier ini

Fitur IC-nya cukup bagus. Ini memberikan perlindungan sirkuit pendek ke ground. Selain itu, perlindungan termal akan memberikan fitur keselamatan ekstra karena kondisi kelebihan beban. Seperti yang bisa kita lihat, TDA2040 mampu memberikan output 25Watt ke beban 4 Ohm jika catu daya terpisah dengan output +/- 17V terhubung. Dalam kasus seperti itu, THD (Total Harmonic Distortion) akan menjadi 0,5%. Dalam konfigurasi yang sama, jika kita mendapatkan output daya 30 Watt maka THD-nya akan menjadi 10%.

Juga, ada grafik lain di lembar data yang memberikan hubungan antara tegangan Suplai dan watt keluaran.

Jika kita melihat grafik, kita dapat mencapai daya keluaran lebih dari 26Watt jika kita menggunakan catu daya terpisah dengan keluaran lebih dari 15V. Jadi, mari buat penguat daya bekerja dengan speaker impedansi 4 ohm pada 25Watt tanpa mengorbankan THD.

Komponen yang Diperlukan

Untuk membangun sirkuit kita membutuhkan komponen berikut-

Papan Vero (bertitik atau terhubung siapa pun dapat digunakan)
Besi Solder
Kawat Solder
Alat Nipper dan Wire stripper
Kabel
Pendingin aluminium
Catu daya Rail ke Rel 17V dengan trek daya + 17V GND -17V
4 Ohm speaker 25 Watt
4.7R Resistor 1/2 Watt
680R Resistor 1/4 ^th Watt
Resistor 22k
Resistor 10k
Kapasitor 100nF /.1uF 4pcs
Kapasitor 22uF
TDA2040

Diagram dan Penjelasan Rangkaian Amplifier Audio 25 Watt

Skema untuk penguat audio 25 watt cukup sederhana; TDA2040 memperkuat sinyal dan menyediakan watt 25Watt RMS ke loudspeaker 4 ohm. C4 dan C5 digunakan sebagai kapasitor filter decoupling. C1 dan R1 bertindak sebagai filter. R2, R3 dan C2 memberikan umpan balik yang diperlukan untuk penguat daya. R4 dan C3 adalah rangkaian snubber untuk menjepit umpan balik dari beban induktif (Loud Speaker).

Menguji Sirkuit Amplifier 25watt

Kami menggunakan alat simulasi proteus untuk memeriksa keluaran rangkaian; kami mengukur output dalam osiloskop virtual. Anda dapat memeriksa Video demonstrasi lengkap yang diberikan di bawah ini

Kami menyalakan sirkuit menggunakan +/- 17V dan sinyal input sinusoidal disediakan. Osiloskop terhubung melintasi output terhadap beban 4 ohm pada saluran A (Kuning) dan sinyal input terhubung melintasi saluran B (Biru).

Kita dapat melihat perbedaan keluaran antara sinyal masukan dan keluaran yang diperkuat dalam video: -

Juga, kami memeriksa watt keluaran, watt Amplifier sangat tergantung pada banyak hal, seperti yang dibahas sebelumnya. Hal ini sangat tergantung pada impedansi speaker, efisiensi speaker, efisiensi Amplifier, topologi konstruksi, distorsi harmonik total, dll. Kami tidak dapat mempertimbangkan atau menghitung semua faktor yang mungkin menyebabkan ketergantungan pada watt amplifier. Rangkaian kehidupan nyata berbeda dari simulasi karena banyak faktor yang perlu dipertimbangkan saat memeriksa atau menguji keluaran.

Perhitungan Watt Penguat

Kami menggunakan rumus sederhana untuk menghitung watt penguat -

Watt Penguat = V ² / R

Kami menghubungkan multi-meter AC di output. Tegangan AC yang ditunjukkan pada multi-meter adalah tegangan AC puncak ke puncak.

Kami menyediakan sinyal sinusoidal frekuensi sangat rendah dengan frekuensi sedikit 25-50Hz. Seperti pada frekuensi rendah, penguat akan memberikan lebih banyak arus ke beban dan multimeter akan dapat mendeteksi tegangan AC dengan baik.

Multimeter menunjukkan + 10,1V AC. Jadi, sesuai rumus, keluaran dari penguat daya pada beban 4 Ohm adalah

Amplifier Watt = 10,1 ² /4 Amplifier Watt = 25.50 (25W kurang-lebih)

Hal yang Perlu Diingat Saat Membangun Amplifier 25w

Saat membuat sirkuit, Power amplifier TDA2040 harus dihubungkan dengan heatsink dengan benar. Heatsink yang lebih besar memberikan hasil yang lebih baik. Selain itu, sebaiknya gunakan kapasitor tipe kotak dengan rating audio untuk hasil yang lebih baik.

Itu selalu merupakan pilihan yang baik untuk menggunakan PCB untuk aplikasi terkait Audio. Cara terbaik untuk membuat PCB adalah dengan merujuk pada pedoman pabrikan IC. Ada referensi desain PCB yang disediakan dalam lembar data TDA2040.

Pada gambar di atas, rangkaian sampel dengan tata letak PCB ditampilkan. Lebih baik tetap menggunakan tata letak referensi, dan ini dalam rasio 1: 1. Ini akan mengurangi kopling kebisingan dalam output.

Selain itu, coba gunakan speaker efisiensi tinggi 4 Ohm dengan watt yang tepat untuk berkendara dengan power amplifier ini.