Verstärkerdesign

Ich habe Probleme beim Berechnen der Werte für diesen Audioverstärker. Der Eingang kommt vom AVR PWM, der bei 44,1 kHz arbeitet, wobei High bei 3,3 V liegt. Der Lautsprecher hat 8 Ohm und ist für 1 Watt ausgelegt.

Die ersten beiden Transistoren Q1 und Q2 bieten eine hohe Eingangsimpedanz für das PWM-Signal, während Q3 und Q4 einen Gegentaktverstärker für den Lautsprecher bilden. L1 und C1 bilden einen Tiefpassfilter, um PWM in ein analoges Signal umzuwandeln.

Zunächst einmal bin ich mir nicht ganz sicher, ob dies der beste/korrekte Ansatz ist. Wenn also jemand bessere Ideen hat, lass es mich wissen. Zweitens bin ich mir nicht sicher, ob ich die Werte für diese Widerstände richtig berechnet habe. Dies sind die Werte, die ich zuvor berechnet habe (R2, R3 = 47 Ohm, R1 = 330 Ohm, R6 = 470 Ohm, R5 = 1 kOhm, R4 = 470 Ohm).

Ich würde mich sehr freuen, wenn Sie mit Ihrer Antwort Details und Erläuterungen zu den Berechnungen geben könnten.

Beachten Sie auch, dass der AVR-Pin maximal 20 mA Strom liefern/senken kann.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Jede Hilfe wird sehr geschätzt!

Ich würde den Filter vor den Verstärker stellen.

Antworten (2)

Es gibt ein wenig Redundanz in Ihrem Design - sowohl Q1 als auch Q2 machen genau dasselbe - Sie können einen von ihnen loswerden und R3 und R6 an denselben Punkt wie den Kollektor von Q1 anschließen.

Das andere Hauptproblem besteht darin, dass die größte Spitze-zu-Spitze-Spannung, die Sie am Ausgang erhalten können, etwa 1,5 Volt beträgt, da die Ausgangstransistoren als Emitterfolger im Gegentakt verdrahtet sind - um jeden Transistor zum Leiten zu bringen, neigen die Leute dazu um die 0,7-V-Basis-Emitter-Regel zu verwenden - dh die Basis muss 0,7 Volt größer als der Emitter (NPN) und 0,7 Volt kleiner als der Emitter (PNP) sein.

Angesichts der Tatsache, dass der Lautsprecher 8 Ohm hat und die größte Sinuswelle des Verstärkers (bei einer 3V3-Versorgung) 0,53 Volt RMS beträgt, beträgt die Leistung des Lautsprechers 35 mW (bevor die Dinge zu übersteuern / zu verzerren beginnen).

Ich würde es wegwerfen und mir einen Chip besorgen, der so etwas macht - selbst ein für Motoren geeigneter H-Brückenverstärker wird besser sein und Sie werden viel mehr Leistung bekommen.

Ich war selbst etwas skeptisch, also Tanks für die Aufklärung. Ich wollte LM386 oder einen anderen IC verwenden, aber es ist nur so, dass ich keinen einfachen Zugang zu elektronischen Komponenten habe, während ich einige Transistoren zu Hause habe.
Wie sind Sie auf diese Berechnungen gekommen? Was ist, wenn ich eine 5-V-Quelle verwende? Oder gibt es einen anderen Weg?
Die größte Rechteckwelle, die erzeugt werden kann, beträgt 3,3 V - 1,8 V pp, wenn sie stark angesteuert wird - die 1,8 V repräsentieren zwei Basis-Emitter-Spannungsabfälle - dies lässt 1,5 Vp-p übrig

Zunächst einmal können Sie nicht 1 Watt Audio aus 3,3 V in 8 Ohm bekommen. Sicher, V ^ 2 / R ist etwas größer als 1, aber es ist PWM und ~ 1/2 der Zeit ausgeschaltet.

Ich habe versucht, Ihren Schaltkreis zu verstehen... und aufgegeben. Sie haben ein unsymmetrisches (im Gegensatz zu einem bipolaren) Eingangssignal. (nein?) Also glaube ich nicht, dass Push-Pull richtig ist. Sie brauchen nur etwas Leistungsgewinn, mehr Strom. Würde es funktionieren, wenn Sie die Eingabe einfach durch R3 in Q3 senden und ein- und ausschalten würden. Dann spielt der Wert von R3 keine allzu große Rolle. (Sie könnten Q3 zu einem Fet machen, machen sie 3,3-V-Fets?) Der Trick besteht darin, L1 und C1 auszuwählen. Ich bin mir da nicht sicher, vielleicht als Übung für Sie oder SE übrig. (Ich denke auch, wenn ich eine Impedanz und eine Frequenz definiere ....)

Oh, wenn Sie Strom in Audio wollen, wird klar, dass Sie eine höhere Spannung brauchen ... oder einen Transformator.

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