Każdy, kto chce pobawić się elektroniką audio, prędzej czy później zetknie się z pojęciem wzmacniacza mocy. Ale co to właściwie jest ten wzmacniacz mocy?
Według Wikipedii jest to wzmacniacz dostarczający do obciążenia wymaganą moc wyjściową. Znaczy to tyle, że w przypadku audio sygnał dźwiękowy np. z telefonu mający zbyt małą moc by napędzić głośniki jest wzmocniony do poziomu, który już będzie się nadawał do napędzania głośników.
W tym blogu zbudujemy właśnie taki oto wzmacniacz. Nie będę wchodził zbytnio w szczegóły, bo inaczej ten blog musiałby mieć kilkanaście części, jednak jeśli ktoś chce się dowiedzieć więcej to polecam książkę Macieja Fleszczuka pt. “Wzmacniacze elektroakustyczne”.
Ta właśnie książka posłuży jako wzór do budowy wzmacniacza mocy. Moim celem jest wykonanie pełnoprawnego wzmacniacza mocy który może się nadawać do codziennego użytku – czyli nie będzie on miał żadnych uproszczeń.
Choć schemat dobrze pokazuje z czego wzmacniacz mocy się składa, to jednak nie jestem jakoś jego wielkim fanem. Brakuje w nim wartości rezystorów, to jedno, a drugie to ten układ w praktyce by wcale nie zadziałał. O rzeczywistym wzmacniaczu, który można już zbudować opowiem potem, ale najpierw wypadałoby opowiedzieć trochę o budowie owego wzmacniacza.
Powyższy wzmacniacz działa jako jedna całość, ale można wyodrębnić pewne bloki funkcjonalne które się na tą całość składają. Pierwszy od lewej to wzmacniacz różnicowy, składa się na niego tranzystory Q1 oraz Q2. Służy on do autoregulacji punktów pracy tranzystorów, oraz do usuwania zakłóceń które sam wzmacniacz by wyprodukował, kosztem wzmocnienia.
Nie jest to część niezbędna do działania ale sprawia, że nie jest wymagane ustalanie punktu pracy tranzystora Q3, ponadto z układem różnicowym całość zachowuje się bardziej stabilnie, i ma przewidywalne wzmocnienie napięciowe ustalane rezystorami R7 oraz R8. Kolejnym elementem jest wzmacniacz napięciowy, składający się z tranzystora Q3. Jak sama nazwa wskazuje ma on zwiększyć amplitudę sygnału wejściowego, do takiej wartości by mogła ona napędzać głośnik.
Trzeci oraz ostatni blok to wzmacniacz prądu (tranzystory Q4 i Q5). Ma on za zadanie zwiększyć wydajność prądową sygnału wyprodukowanego przez tranzystor Q3. Teraz przyszła pora na schemat przykładowego wzmacniacza mocy. Według zaleceń Macieja Fleszczuka rozrysowałem schemat widoczny poniżej:
Już na pierwszy rzut oka widać znaczną różnicę pomiędzy układem widocznym powyżej a schematem z Wikipedii. Zasadnicza różnica to dodanie elementów które zapobiegają wzbudzeniu się wzmacniacza, co może uszkodzić zarówno sam wzmacniacz jak I głośnik do niego podpięty.
Mimo większej złożoności układu wyraźnie widać elementy odpowiadające blokom funkcjonalnym opisanym powyżej. Jak już wspomniałem, dokładne opisanie jak każdy element został obliczony to materiał na co najmniej kilka kolejnych wpisów (może kiedyś…). Uznajmy więc że ten schemat jest jaki jest i przystąpmy do zbudowania układu.
Bazując na powyższym schemacie zaprojektowałem I zbudowałem na potrzeby bloga poniższy układ wzmacniacza mocy:
Moduł ten jest odwzorowaniem 1:1 układu opisanego powyżej. Posiada on moc ok 100W oraz zabezpieczenie przeciw przeciążeniu/zwarciu. Dużo w tym blogu pominąłem, ale jak sam tytuł wskazuje miało być krótko i na temat. Na koniec zapraszam do obejrzenia układu w akcji: