Designhilfe für Klasse-AB-Verstärker

Q1: Ein vollwertiger Klasse-AB-Verstärker könnte Spannung und Strom verstärken. Ich vermute, Sie meinen eine bestimmte Topologie eines Klasse-AB-Verstärkers. Und nach dem, was Sie beschreiben, vermute ich, dass Sie zwei Transistoren meinen, die mit Dioden als Spannungsschieber angesteuert werden, die ja keine Spannung, sondern nur Strom verstärken. Das folgende Beispiel ist nur Klasse B, reicht aber für einen Alarm aus.

Gegentaktverstärker der Klasse B

F2: Wenn Ihre erwartete Schaltung in etwa der Abbildung oben entspricht, sollten Sie keinen Strom vom uP verwenden, um ihn direkt in die BJTs zu senden. Ihr uP sendet eine Spannung, diese sollte durch Kondensatoren gekoppelt werden, und dann sollten Sie das Spannungssignal an die Verstärkerstufe senden, die dann Strom aus der Versorgung verwendet, um die BJT-Verstärkung anzutreiben. Selbst wenn Sie Ihr Eingangssignal nicht kapazitiv mit Ihrer Verstärkerstufe koppeln, würden Sie das uP-Signal zwischen den Dioden einbinden. Sie würden feststellen, dass selbst dann jeder Strom, der vom uP kommt, kein Strom ist, der durch einen der BJT fließt. Daher müssen Sie sich keine Gedanken über die Verstärkung zwischen Ihrem uP-Ausgang und dem Verstärker machen, Sie müssen sich Gedanken über den Strom machen, der durch R1 und R2 fließt, und wie viel Verstärkung Sie dort benötigen.

Q3: Wird strittig, wenn meine Antwort in Q2 richtig ist. Dies liegt daran, dass Ihr aktueller Eingang dann durch R1 und R2 und nicht durch den uP-Ausgang bestimmt wird.

Wahrscheinlich möchten Sie auch einen zusätzlichen Kondensator zwischen Ihrem Verstärkerausgang und Rl (einen viel größeren als die Eingangsseite des Verstärkers) platzieren, damit Sie Gleichspannungen von dem Wechselspannungssignal isolieren, das Sie an den Lautsprecher senden möchten . Dies würde es Ihrem Lautsprecher ermöglichen, von -2,5 V bis 2,5 V (z. B.) statt von 0 bis 5 V zu arbeiten, womit Ihr uP mit Strom versorgt/betrieben wird.

BEARBEITEN:
Für weitere Details zu den Komponentenwerten sollten Sie sich die BJT-Gewinne ansehen.

Zuerst sollten Sie wissen, mit welcher maximalen Spannung Sie Ihren Lautsprecher betreiben möchten. Unter Verwendung des Ohmschen Gesetzes und der Beziehung zur Leistung können Sie V ^ 2 / R = P verwenden. Oder V = sqrt(P*R). Das würde Ihnen V = 1,26 V geben, aber das gilt nur bei Gleichstrom. Eine Sinuswelle mit äquivalenter Leistung zu Gleichstrom wäre das Quadrat (2) mal so oder 1,79 V. Und da es sich um eine Sinuswelle handelt, wären es +/- 1,79 V oder 3,58 Vpp. Das ist ein ziemlich großer Bereich, aber innerhalb der Betriebsfähigkeit eines 5-V-Netzteils.

Mit der anderen Form der Leistungsgleichung P = I ^ 2 * R können Sie den maximalen Strom finden, mit dem Sie den Lautsprecher antreiben möchten: 0,158 Ampere, aber das ist wieder DC, sodass Ihr maximaler Strom sqrt (2) ist. mal das für Wechselstrom oder 0,224 Ampere. Ihr Hfe-Diagramm zeigt, dass Ihr aktueller Gewinn zwischen 70 und 170 liegt, also wählen Sie dort eine Zahl aus und sehen Sie, ob es funktioniert. 100 ist ein guter Anfang. Wenn Sie 0,224 Ampere mit einer Verstärkung von 100 ausgeben möchten, müssen Sie den Eingang des Transistors auf 0,00224 oder 2,24 Milliampere einstellen. Ich würde dort mit Ihrer Widerstandsvorspannung beginnen. Angenommen, 0,7 V fallen an jeder Diode ab, Vcc beträgt 5 V und R1 und R2 sind gleich. Das bedeutet, dass an jedem Widerstand 3,6/2 V oder 1,8 V abfallen. 1,8 V/0,00224 A = 803 Ohm. Da würde ich ansetzen und schauen, ob es funktioniert.

Für die Koppelkondensatoren würde ich so groß gehen, wie Sie sie im Rahmen des Zumutbaren haben. 1uF bis 100uF ist wahrscheinlich ein guter Anfang.

Ein Wort der Vorsicht, nehmen Sie nicht die Werte, die ich hier angegeben habe, und platzieren Sie sie blind in einer Produktionsplatine. Es wird kläglich scheitern. Nehmen Sie die hier angegebenen Schaltungs- und Komponentenwerte, erstellen Sie die Schaltung auf einem Steckbrett und spielen Sie dann mit / modifizieren Sie sie, bis Sie sie verstehen, bevor Sie versuchen, sie in eine Leiterplatte einzubauen. Alle Werte hier sind Schätzungen und Schätzungen erster Ordnung. Verwenden Sie außerdem KEINE 12 V oder 19 V, um einen zierlichen Lautsprecher wie diesen anzutreiben, es sei denn, Sie möchten zusehen, wie viele Dioden, Transistoren und Lautsprecher all ihren magischen Rauch freisetzen.