5 meilleurs circuits d'amplification de 40 watts explorés

Dans cet article, nous parlerons de 5 circuits d'amplification Hi-Fi 40 watts exceptionnels, faciles à construire et à faible distorsion qui peuvent être améliorés à une puissance plus élevée grâce à quelques ajustements mineurs.

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Bien que vous puissiez trouver plusieurs modules de sortie hybrides disponibles, pratiquement aucun d'entre eux n'est capable de combiner simplicité et prix abordable avec d'excellentes performances globales.

L'un d'eux est la puce TDA2030 de SGS utilisée dans le présent amplificateur. La disposition de l'amplificateur est simple: un amplificateur de puissance accompagné de deux transistors de sortie liés par pont. Le signal audio est donné à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur de puissance IC1 via la prise K1 et le condensateur C1.

Le courant d'alimentation du CI oscille en fonction du signal d'entrée.

Pour cette raison, il présente une chute de tension tout aussi variable autour des résistances R6, R7. R8 et R9 étant donné que ceux-ci sont dans les lignes source de l'amplificateur opérationnel. Tant que le courant est inférieur à 1 A, la chute de tension sur les résistances sera insuffisante pour activer les transistors T1 et T2. Ce qui signifie que les sorties jusqu'à 2 W dans les haut-parleurs 4 Ohm sont totalement fournies par l'ampli-op.

Dès que le courant de sortie dépasse un niveau de 1 A, les transistors sont activés et renforcent la puissance de sortie de l'amplificateur.

Si le signal d'entrée est faible, il en résulte un courant de repos insuffisant à travers le transistor, mais comme cela se produit à travers le réseau de croisement de l'amplificateur optique, les problèmes sont finalement évités.

Le CI offre en outre une compensation thermique et garantit ainsi une stabilité garantie du point de fonctionnement.

La tension d'alimentation peut être comprise entre 12 V et un maximum absolu de 44 V. La construction de l'amplificateur sur le PCB doit être facile.

Les transistors ainsi que le circuit intégré doivent être installés et isolés sur un dissipateur thermique d'environ 2 k W-1. Appliquer beaucoup de composite conducteur de chaleur. La ligne d'alimentation doit être protégée par un fusible de 3,15 A. la ligne doit être protégée par un fusible de 3,15 A.

Schéma

Conception de PCB

Liste des pièces

Résistances, toutes 1/4 watt 5% sauf indication contraire

• R1 à R4 = 100K
• R5 = 8k2
• R6 à R9 = 1. 4 ohm 1%
• R10 = 1 ohm

Condensateurs

• C1 = 470 nF
• C2 = 10uF, 63V radial
• C3 = 4,7 uF, 63 V radial
• C4, C5, C7 = 220 nF MKT ou céramique
• C6 = 2200uF, 50V radial

Semi-conducteurs

• D1, D2 = 1N4007
• T1 = BD712
• T2 = BD711
• IC1 = TDA2030

Divers

• K1 = prise audio ou prise
• Dissipateur = 2K W ^ -1
• Rondelles isolantes etc. pour IC1, T1, T2

Spécifications techniques

Tension de fonctionnement: 44 V maximum

Puissance de sortie = 22 watts dans un haut-parleur 8 Ohm et 40 watts dans un haut-parleur 4 Ohm avec THD = 0,1%

Tableau de distorsion harmonique

• 1 kHz en 8 ohms à 11 watts = 0,012%
• 1 kHz en 4 ohms à 20 watts = 0,032%
• 20 kHz en 8 ohms à 11 watts = 0,074%
• 1 kHz en 8 ohms à 1 watt = 0,038%
• 1 kHz en 4 ohms à 1 watt = 0,044%
• Courant = 38mA environ Quiscent
• Efficacité = 8 Ohm 62,5%
• Charge maximale = 4 Ohm 64%

2) Amplificateur de 40 watts utilisant IC LM391

Cette deuxième conception est un amplificateur de puissance moyenne puissant et sans fioritures qui peut être spécifiquement adapté pour une utilisation dans des amplificateurs portables de type «combo» qui sont populaires auprès des guitaristes et des artistes de musique jazz.

L'ampli fi cateur est un mélange efficace d'un circuit intégré de pilote audio intégré, le LM391-80, et d'un étage de sortie de puissance push-pull construit avec des transistors bipolaires.

Quelques aspects uniques de la conception sont examinés ci-dessous.

Le NTC, qui est en contact physique avec les transistors de sortie de puissance, permet au LM391 de couper l'étage de puissance lorsque celui-ci surchauffe. Le point de départ de cette sécurité thermique se situe à un courant NTC d'environ 200 pA.

Le condensateur électrolytique qui met à la terre le NTC agit pour présenter un «démarrage progressif», c'est-à-dire pour éviter un clic bruyant ou un autre bruit déroutant du haut-parleur lorsque l'amplificateur est allumé.

Il peut sembler que la protection est beaucoup trop sensible, et donc quelques essais et erreurs pour la valeur de R4 ou celle du NTC, pourraient être nécessaires. Il est facile d'appliquer une rétroaction dans l'amplificateur en connectant R23 au réseau de ligne C5-R7.

Les autres composants, avec R10, décident de la réponse en fréquence de l'amplificateur qui pourrait nécessiter un réglage fin pour répondre à des demandes spécifiques. Les numéros de composants présentés dans cet article peuvent néanmoins convenir à la majorité des applications.

Le résultat de l'expérimentation avec différentes valeurs de C5 et R7 est facile à déterminer (ou à entendre) en court-circuitant brièvement R23. Pour les haut-parleurs 4 Ohm, R23 doit être réduit à 0,18 Ohm. Malheureusement, le LM391-80 est vulnérable aux oscillations, qui doivent être gardées sous contrôle grâce aux composants RX, C6, C8 et C9 (dans de nombreux cas, C6 pourrait être supprimé).

La résistance RX minimise spécifiquement le gain en boucle ouverte. Si RX est utilisé, Ry doit être connecté pour compenser la tension de décalage résultante. Les composants R22 et C12 constituent un réseau Boucherot qui a pour fonction de stabiliser l'ampli fi cateur aux hautes fréquences. L’entrée de l’amplificateur doit être alimentée par une source à faible impédance capable de fournir des signaux audio de niveau «ligne» (0 dB].

Le réseau R1-C1 atténue les amplitudes supérieures à 50 kHz environ. Le courant de repos de l'ampli fi cateur est défini par le préréglage P1. Réglez cette commande sur 0 Ohm au début et ajustez-la jusqu'à ce qu'un courant de repos de 50 mA soit établi.

Vous pouvez l'augmenter à 400 mA si vous recherchez une faible distorsion. Les transistors de puissance sont tous positionnés sur la même section du PCB afin de pouvoir être fixés sur un dissipateur thermique commun, avec le NTC.

Le dissipateur thermique doit être assez grand avec une résistance thermique de 1 K Wsl ou moins. Observez que L1 est constitué de 20 spires de 0,8 mm de diamètre. fil de cuivre émaillé enroulé autour de R21. C9 est un condensateur céramique.

Schéma

données techniques

Voyons maintenant quelques données testées:

Avec tension d'alimentation: 35 V R23 court-circuité:

Bande passante 3 dB (8 Q]: environ 11 Hz à 20 kHz

THD (distorsion harmonique transitoire) à 1 kHz:. 1 W sous 8 Ohm: 0,006% (Iq = 400 mA) 1 W sous 8 Ohm: 0,02% (Iq = 50 mA) 65 W sous 8 Ohm: 0,02% (Um = 873 mV) 80 W sous 4 Ohm: 0,2% ( Um = niveau de déclenchement de 700 mV de la limite de courant).

Disposition des circuits imprimés et des composants

Liste des pièces

3) Amplificateur de puissance de 40 watts utilisant IC LM2876 de Texas Instruments

La troisième conception est encore un autre circuit amplificateur de puissance Hi-Fi de 40 watts qui utilise une seule puce LM2876 pour fournir la quantité spécifiée de puissance musicale sur un haut-parleur de 8 ohms.

L'IC LM2876 est une puce d'amplification audio de haute qualité conçue pour gérer en continu 40 watts de puissance moyenne sur un haut-parleur 8 Ohm avec un THD de 0,1% et une gamme de fréquences de 20 Hz à 20 kHz.

Les performances de ce circuit intégré sont bien meilleures que celles des autres circuits intégrés hybrides en raison de sa fonction intégrée appelée circuit de contrôle de température instantanée Self Peak, ou Pic.

Le «SPiKe» comprend une protection complète de la puce contre les surtensions de sortie, les sous-tensions, les surcharges et les courts-circuits accidentels.

L'IC LM2876 présente un excellent rapport signal / bruit supérieur à 95 dB, garantissant une excellente clarté et reproduction du son Hi-Fi.

Schéma de brochage du LM2876

Schéma

Le schéma de circuit complet de cet amplificateur de 40 watts basé sur LM2876 est présenté ci-dessous:

Pour plus d'informations à ce sujet, visitez le fiche technique du CI

4) Circuit amplificateur stéréo de 40 watts utilisant IC TDA7292

Jusqu'à présent, nous avons discuté des amplificateurs avec une sortie mono de 40 watts, mais ce quatrième circuit de la liste est conçu pour offrir une sortie stéréo de 40 + 40 watts via un circuit intégré à puce unique TDA7292. Donc, si vous recherchez une version stéréo d'un amplificateur de 40 watts, cette conception répondra très facilement à vos besoins.

Cet amplificateur stéréo à puce unique exceptionnel est fabriqué par Microélectronique ST .

Le circuit ne nécessite pratiquement aucun composant et pourrait rapidement être configuré à l'aide d'un PCB bien conçu qui est fourni dans la fiche technique lui-même.

Caractéristiques principales

• Large plage de tension d'alimentation (de +/- 12 V ± 33 V)
• Fonctionne avec une double alimentation pour une puissance de sortie optimale
• Conçu pour fournir une puissance de sortie totale de 40 W + 40 W sous 8 Ω avec une tension d'alimentation = ± 26 V et une distorsion harmonique totale ne dépassant pas = 10%
• Son «pop» éliminé en interne à la mise sous / hors tension
• Dispose d'une option Mute qui est également (sans «pop»)
• Lorsque la broche Mute est mise à la terre, le circuit intégré passe en mode veille à faible consommation.
• En interne, le CI est protégé contre les courts-circuits, ce qui signifie que le CI ne brûlera pas ou ne sera pas endommagé lorsque la sortie est accidentellement court-circuitée ou surchargée.
• En outre, le circuit intégré dispose d'une protection intégrée contre les surcharges thermiques, de sorte que la surchauffe n'endommagera pas le circuit intégré.

Schéma de circuit complet

Note maximale absolue

Voici la cote absolue maximale de l'IC TDA7292, qui ne doit pas être dépassée pour éviter que l'IC ne soit endommagé de façon permanente:

• Tension d'alimentation CC ± 35 V
• (JE_OU) Courant de crête de sortie (limité en interne) 5 A
• (P_jusqu'à) Dissipation de puissance Tcase = 70 ° C 40 W
• (T_sur) Température de fonctionnement -20 à 85 ° C
• (T_j) Température de jonction -40 à 150 ° C
• (T_stg) Température de stockage -40 à 150 ° C

Référence: Pour plus de détails et la conception complète du PCB, vous pouvez vous référer au fiche technique originale du CI.

5) Amplificateur de 40 watts avec uniquement des transistors

Toutes les conceptions expliquées ci-dessus dépendent des circuits intégrés, et nous savons tous avec quelle facilité ces circuits intégrés peuvent devenir obsolètes à tout moment. Peut-être que la meilleure façon d'avoir un design d'amplificateur universel à feuilles persistantes est de l'avoir sous la forme d'une version transistorisée discrète, comme le montre cette cinquième conception finale:

Il s'agit en fait de la version raccourcie de l'amplificateur populaire de 100 watts de ce site Web. Il a été simplifié en supprimant quelques mosfets et en réduisant l'entrée d'alimentation à 24V.

Les pièces indiquées dans le circuit amplificateur transistorisé de 40 watts ci-dessus semblent un peu non conventionnelles et pourraient ne pas être facilement disponibles sur le marché. Cependant, la beauté de ces versions transistorisées est que les composants actifs peuvent être facilement remplacés par des valeurs équivalentes. Pour cette conception, nous pouvons également trouver les équivalents appropriés et les remplacer ici pour obtenir les mêmes résultats irréprochables.

L'amplificateur est superbement conçu par les ingénieurs Hitachi pour offrir une clarté exceptionnelle avec un minimum de distorsions. Je l'ai testé et j'ai été ravi de son énorme plage de puissance réglable et de sa qualité de sortie exceptionnelle.

Pour la liste complète des pièces, veuillez visiter Cet article.