Einen 2-Watt-6-Ohm-Lautsprecher mit einer 9-V-Batterie betreiben?

Das folgende Schema verwendet weniger Teile als das unter diesem Link als Abb. 5.5.3 gezeigte .

Also hier ist meine einfachere Version:

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Lautsprecher/Bootstrap

Lassen Sie mich beim Sprecher und Bootstrap beginnen, ohne hier ins Detail zu gehen. Sie können normalerweise sehen$C_1$mit einem geerdeten Lautsprecher. Sie können den Lautsprecher aber auch an die Plusschiene binden. In jedem Fall,$C_1$wird mit einer nahezu konstanten Spannung darüber aufgewickelt. Aber diese Spannung ist für Sie nützlicher, wenn Sie sie stattdessen nach oben zur Plusschiene leiten. Das macht also diese Schaltung.

Der nützliche Trick bei dieser Wahl ist, dass seit$Q_1$"sieht aus wie" ein Emitterfolger hier, es liegt eine feste Spannung über dem BE-Übergang an$Q_1$. Mit$C_1$Auch mit einer relativ festen Spannung bedeutet dies, dass eine fast feste Spannung anliegt$R_3$. Und das bedeutet das$R_3$"sieht aus wie" eine Stromquelle. Das ist perfekt für diese Anwendung und spart Teile, während es gleichzeitig eine bessere Möglichkeit bietet, mit der Vorspannung umzugehen$Q_1$Und$Q_2$.

Degeneration des BJT-Emitters

Ich habe hinzugefügt$R_1$Und$R_2$so dass sie bei maximaler Leistung Spannungsabfälle von ca$100\:\textrm{mV}$. Dies hilft ein wenig bei Variationen zwischen den Transistorparametern.

Sie könnten sie beseitigen, wenn Sie möchten. Aber wenn Sie Teile dieser Werte haben (oder so viel wie ein Ohm oder so), dann könnte es nett sein, mit und ohne sie zu experimentieren, um zu sehen, ob Sie einen Unterschied feststellen können oder nicht.

Der Hauptgrund, warum ich sie jetzt dort haben möchte, ist, abgesehen von dem, was ich bereits darüber gesagt habe, dass Sie sie für spätere Schaltungsanpassungen benötigen. Behalten Sie sie also vorerst und finden Sie nach Möglichkeit etwas, das diesen Werten nahe kommt.

Der$R_3$aktuelle Quelle

Wenn die Dinge richtig eingestellt sind (und das kommt noch), dann sollte es ungefähr sein$2.9-3.7\:\textrm{V}$über$C_1$und damit etwa$2.2-3.0\:\textrm{V}$über$R_3$. (Die große Variation hier ist darauf zurückzuführen, dass a$9\:\textrm{V}$Batterie variiert im Laufe ihrer Lebensdauer etwas wie$7-9\:\textrm{V}$.) Also habe ich dies auf source about gesetzt$8-11\:\textrm{mA}$über die Lebensdauer der Batterie. Der Grund, warum ich diesen Bereich ausgewählt habe, ist, dass ich die Basisströme erwarte$Q_1$Und$Q_2$zusammen zu sein$1\:\textrm{mA}$, oder so, und ich hätte gerne näher 10X so viel in der Nähe der Basen verfügbar, damit Schwankungen der Basisströme gut toleriert werden können.

$Q_1$Und$Q_2$AB-Vorspannung

Beginnen Sie mit der$R_5$Und$R_6$Paar, ohne Eingangssignal. Ersetzen Sie diese beiden Widerstände vorübergehend durch einen einzigen Widerstand und schließen Sie sie nicht ein$C_2$, anfangen. Konzentrieren Sie sich hier einfach auf den Widerstand eines einzelnen Widerstands. Passen Sie den Wert an, bis Sie sehen$\frac{1}{2}\:\textrm{V}$mehr als die Hälfte Ihrer Batteriespannung an der durch den roten Pfeil angezeigten Stelle. Wenn Sie also eine frische Batterie haben, bedeutet dies, dass Sie herumschlagen möchten$5\:\textrm{V}$. Passen Sie an, bis Sie in der Nähe sind. Notieren Sie dann diesen Widerstandswert.

Um die Vorspannung abzuschließen, platzieren Sie ein Voltmeter daneben$R_1$und planen, Anpassungen vorzunehmen$R_4$(blauer Pfeil.)

Ich habe die Vorspannung der beiden Ausgangs-BJTs etwas anders angeordnet.$Q_1$Und$Q_2$, mit einem Vorwiderstand$R_4$hier und nicht die Anordnung, die oben unter dem Link verwendet wird. Die Idee von$R_4$,$D_1$, Und$D_2$zu betreiben ist$Q_1$Und$Q_2$so dass sie beide aktiv sind, aber nicht übermäßig , wenn kein Eingangssignal anliegt. Ich würde empfehlen, zu versuchen, herumzuschlagen$5\:\textrm{mA}$ohne angelegtes Signal.

Stellen Sie also bei eingesetztem Voltmeter den Wert von ein$R_4$bis Sie einen Spannungsabfall sehen$R_1$das wird von vorhergesagt$5\:\textrm{mA}\cdot R_1$(egal für welchen Wert$R_1$In Ihrem Fall könnte dies der Fall sein.) Wenn Sie die von mir gezeigten Werte verwenden, wäre dies ungefähr$1.5-2.0\:\textrm{mV}$.

Wenn sich herausstellt, dass der Strom noch höher ist, sogar mit$R_4$kurzgeschlossen, dann nur kurzgeschlossen$R_4$(Entfernen und die Knoten kurzschließen.) Wenn die gemessene Spannung immer noch zu hoch ist, dann setzen$R_4$parallel zu den beiden Dioden statt wie in Abb. 5.5.3 gezeigt , vielleicht mit beginnen$1\:\textrm{k}\Omega$, und verringern Sie den Wert, bis dieses Ziel erreicht ist.

Gehen Sie jetzt zurück und vergewissern Sie sich erneut, dass der Knoten am roten Pfeil immer noch dort ist, wo ich oben gesagt habe, dass Sie darauf zielen wollten. Passen Sie erneut Ihren temporären Widerstandswert an, bis dies zutrifft. Notieren Sie diesen Wert dann erneut (falls erforderlich).

Jetzt müssen Sie Vorkehrungen treffen, damit die Summe von$R_5$Und$R_6$(grüne Pfeile) ist ungefähr dieser temporäre Widerstandswert, aber Sie müssen die Differenz zwischen ihnen aufteilen. Sie können diesen Teil später ausarbeiten. Teilen Sie es jetzt einfach in zwei Hälften und fügen Sie es erneut hinzu$R_5$Und$R_6$Und$C_2$.

Erledigt?

Nun, das war's. Bis Sie ein Signal anlegen. Dann müssen Sie sich Gedanken darüber machen, wie Sie diesen temporären Widerstandswert aufgeteilt haben$R_5$Und$R_6$. Ich zeige eine ungleichmäßige Verteilung in der Schaltung, weil es wahrscheinlich ist, dass die beste Einstellung ungleichmäßig sein wird.

Setzen Sie einen höheren Prozentsatz ein$R_6$bedeutet mehr negatives Feedback bei AC, was erforderlich sein kann. Aber ich überlasse Ihnen die genaue Verteilung als Aufgabe zum Experimentieren. Behalten Sie einen beträchtlichen Teil in jedem von ihnen, aber fühlen Sie sich frei, ein bisschen zu spielen.

Experimentieren Sie auch mit der Schaltung mit einer etwas entladenen Batterie. Stellen Sie sicher, dass alles noch einigermaßen gut funktioniert.

Und probieren Sie natürlich unbedingt Abb. 5.5.3 aus . Wenn alles für Sie gleich ist, ist das wahrscheinlich besser. Ich wollte Ihnen nur einen Vorgeschmack geben, wie Sie einen Fall mit noch weniger Teilen angehen können.

Die Nennleistung von 2 W für den Lautsprecher ist nur das Maximum, das er ohne Beschädigung verarbeiten kann. Sie können ohne Probleme viel weniger Strom hineinstecken. Für eine alltägliche Raumumgebung können ein paar hundert Milliwatt ziemlich laut klingen, und sogar ein paar zehn Milliwatt können zum Hören ausreichen.

Wenn der Verstärker von einer einzelnen 9-V-Quelle gespeist wird, dann ist 9 V die maximale Signalamplitude von den negativen Spitzen zu den positiven Spitzen.

Wenn Vrms = 1 V, dann

Vpeak = 1,414 V (Veff x Wurzel2)

Vp-p (VSpitze-zu-Spitze) = 2,828 V

Für 2 Wrms (die Dauerleistung des Lautsprechers) der Ausgangsleistung,

P = E^2 / R

12 = E^2

E = 3,46 Vrms

Daher beträgt der Spitze-zu-Spitze-Ausgangsspannungshub für 2 W an 6 Ohm 9,8 V. Selbst bei einer 100 % effizienten Verstärkerschaltung reicht eine einzelne 9-V-Batterie nicht für die volle Leistung.

Abgesehen davon wird eine einzelne Stufe mit gemeinsamem Emitter selbst bei niedrigen Lautstärken eine Menge Verzerrungen aufweisen, und der Transistor wird ziemlich heiß werden. Sie beginnen an einem vernünftigen Ort, aber die Leistung wird so schlecht sein, dass Sie wenig lernen werden. Es gibt Millionen von Schaltungen und Kits für Audioverstärker mit geringer Leistung, viele davon alle diskret. Hast du darüber nachgedacht, dort anzufangen?