Ενισχυτής κατηγορίας D 350 Watt με αυτοδύναμο: 8 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Εισαγωγή και γιατί το έκανα διδακτικό:

Στο διαδίκτυο, υπάρχουν πολλά σεμινάρια που δείχνουν στους ανθρώπους πώς να φτιάξουν τους δικούς τους ενισχυτές κατηγορίας D. Είναι αποτελεσματικοί, απλοί στην κατανόηση και χρησιμοποιούν όλοι την ίδια γενική τοπολογία. Υπάρχει ένα κύμα τριγώνου υψηλής συχνότητας που δημιουργείται από ένα μέρος του κυκλώματος και συγκρίνεται με το ηχητικό σήμα για τη διαμόρφωση των διακοπτών εξόδου (σχεδόν πάντα MOSFET) ενεργοποίησης και απενεργοποίησης. Η πλειοψηφία αυτών των σχεδίων "DIY Class D" δεν έχουν ανατροφοδότηση και αυτά που ακούγονται καθαρά μόνο στην περιοχή των μπάσων. Κατασκευάζουν κάπως αποδεκτούς ενισχυτές υπογούφερ, αλλά έχουν σημαντική παραμόρφωση στις περιοχές πρίμων. Αυτά που δεν έχουν ανατροφοδότηση, λόγω του νεκρού χρόνου που απαιτείται για τη μεταγωγή MOSFET, έχουν κυματομορφή εξόδου που μοιάζει με τρίγωνο κύμα, σε αντίθεση με ημιτονοειδές κύμα. Υπάρχουν σημαντικές ανεπιθύμητες αρμονικές, οδηγώντας σε αισθητή μείωση της ποιότητας του ήχου που κάνει τη μουσική να ακούγεται σαν να βγαίνει από τρομπέτα. Ο κάπως αληθινός, όχι και τόσο δυνατός ήχος του προηγούμενου ενισχυτή κατηγορίας D είναι ο λόγος που αποφάσισα να ερευνήσω και να δημιουργήσω έναν ενισχυτή χρησιμοποιώντας αυτήν την σκοτεινή, ανεκμετάλλευτη τοπολογία.

Ωστόσο, ο κλασικός "συγκριτής κυμάτων τριγώνου" δεν είναι ο μόνος τρόπος για να κατασκευαστεί ένας ενισχυτής κλάσης D. Υπάρχει καλύτερος τρόπος. Αντί να έχετε έναν ταλαντωτή που διαμορφώνει το σήμα, γιατί να μην κάνετε ολόκληρο τον ενισχυτή τον ταλαντωτή; Τα MOSFET εξόδου οδηγούνται (μέσω κατάλληλου κυκλώματος κίνησης) από την έξοδο ενός συγκριτή με τη θετική είσοδο να λαμβάνει τον εισερχόμενο ήχο και την αρνητική είσοδο να λαμβάνει μια (μειωμένη) έκδοση της τάσης εξόδου του ενισχυτή. Η υστέρηση χρησιμοποιείται στη σύγκριση για τη ρύθμιση της συχνότητας λειτουργίας και την πρόληψη ασταθών καταστάσεων συντονισμού υψηλής συχνότητας. Επιπλέον, ένα δίκτυο αναχαίτισης RC χρησιμοποιείται στην έξοδο για να καταστείλει τον ήχο στη συντονισμένη συχνότητα του φίλτρου εξόδου και να μειώσει τη μετατόπιση φάσης σε σχεδόν 90 μοίρες στη συχνότητα λειτουργίας του ενισχυτή περίπου 100 Khz. Η παράλειψη αυτού του απλού αλλά κρίσιμου φίλτρου θα προκαλέσει αυτοκαταστροφή του ενισχυτή, καθώς μπορεί να δημιουργηθούν τάσεις αρκετών εκατοντάδων βολτ, καταστρέφοντας αμέσως τους πυκνωτές φίλτρου.

Αρχή λειτουργίας:

Ας υποθέσουμε ότι ο ενισχυτής έχει ξεκινήσει πρώτα και όλες οι τάσεις είναι στο μηδέν. Λόγω της υστέρησης, ο συγκριτής θα αποφασίσει να τραβήξει την έξοδο είτε θετική είτε αρνητική. Για αυτό το παράδειγμα, θα υποθέσουμε ότι ο συγκριτής τραβά την έξοδο αρνητική. Μέσα σε μερικές δεκάδες μικροδευτερόλεπτα, η τάση εξόδου του ενισχυτή έχει μειωθεί αρκετά για να αναστρέψει τον συγκριτή και να στείλει την τάση να ανεβαίνει ξανά και αυτός ο κύκλος επαναλαμβάνεται περίπου 60 έως 100 χιλιάδες φορές κάθε δευτερόλεπτο, διατηρώντας την επιθυμητή τάση στην έξοδο. Λόγω της υψηλής σύνθετης αντίστασης του επαγωγέα φίλτρου και της χαμηλής σύνθετης αντίστασης του πυκνωτή φίλτρου σε αυτή τη συχνότητα, δεν υπάρχει πολύς θόρυβος στην έξοδο και λόγω της υψηλής συχνότητας λειτουργίας, είναι πολύ πάνω από το ακουστικό εύρος. Εάν αυξηθεί η τάση εισόδου, η τάση εξόδου θα αυξηθεί αρκετά ώστε η τάση ανάδρασης να φτάσει στην τάση εξόδου. Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται ενίσχυση.

Πλεονεκτήματα έναντι της τυπικής κατηγορίας D:

1. Εξαιρετικά χαμηλή σύνθετη αντίσταση εξόδου: Επειδή τα MOSFET εξόδου δεν θα αλλάξουν μέχρι να επιτευχθεί η επιθυμητή τάση εξόδου μετά την επίτευξη του φίλτρου, η σύνθετη αντίσταση της εξόδου είναι ουσιαστικά μηδενική. Ακόμη και με διαφορά 0,1 βολτ μεταξύ της πραγματικής και της επιθυμητής τάσης εξόδου, το κύκλωμα θα ρίξει ενισχυτές στην έξοδο έως ότου η τάση αναποδογυρίσει τον συγκριτή πίσω (ή κάτι φυσήξει).

2. Δυνατότητα καθαρής οδήγησης αντιδραστικών φορτίων: Λόγω της εξαιρετικά χαμηλής σύνθετης αντίστασης εξόδου, η αυτο-ταλαντευόμενη κατηγορία D μπορεί να οδηγήσει συστήματα ηχείων πολλαπλών διαδρομών με μεγάλες πτώσεις σύνθετης αντίστασης και κορυφές με πολύ μικρή αρμονική παραμόρφωση. Τα μεταφερόμενα συστήματα υπογούφερ με χαμηλή σύνθετη αντίσταση στη συχνότητα συντονισμού της θύρας είναι ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα ενός ηχείου που ένας ενισχυτής «συγκριτή τριγώνων τριγώνων» χωρίς ανάδραση θα δυσκολευόταν να οδηγήσει καλά.

3. Ευρεία απόκριση συχνότητας: Καθώς η συχνότητα αυξάνεται, ο ενισχυτής θα προσπαθήσει να αντισταθμίσει μεταβάλλοντας περισσότερο τον κύκλο λειτουργίας για να διατηρήσει την τάση ανάδρασης ταιριαστή με την τάση εισόδου. Λόγω της εξασθένησης των υψηλών συχνοτήτων από το φίλτρο, οι υψηλές συχνότητες θα αρχίσουν να κόβονται σε χαμηλότερο επίπεδο τάσης από τις χαμηλότερες, αλλά λόγω της μουσικής που έχει πολύ μεγαλύτερη ηλεκτρική ισχύ στο μπάσο από το πρίμα (περίπου 1/f διανομή, περισσότερο αν χρησιμοποιήστε ενίσχυση μπάσου), αυτό δεν είναι καθόλου ζήτημα.

4. Σταθερότητα: Εάν έχει σχεδιαστεί σωστά και έχει δίκτυο snubber, το περιθώριο φάσης σχεδόν 90 ° του φίλτρου εξόδου στη συχνότητα λειτουργίας διασφαλίζει ότι ο ενισχυτής δεν θα είναι ασταθής, ακόμη και αν κινείται μεγάλα φορτία υπό έντονη αποκοπή. Θα φυσήξετε κάτι, πιθανότατα τα ηχεία ή τους συνδρομητές σας, προτού ο ενισχυτής γίνει ασταθής.

5. Αποτελεσματικότητα και μικρό μέγεθος: Λόγω της αυτορυθμιζόμενης φύσης του ενισχυτή, η προσθήκη άφθονου νεκρού χρόνου στις κυματομορφές μεταγωγής MOSFET δεν επηρεάζει την ποιότητα του ήχου. Είναι δυνατή η αποτελεσματικότητα πλήρους φορτίου έως και 90% με επαγωγέα καλής ποιότητας και MOSFET (χρησιμοποιώ IRFB4115 στον ενισχυτή μου). Ως αποτέλεσμα, μια σχετικά μικρή ψύκτρα στα FET είναι επαρκής και ένας ανεμιστήρας απαιτείται μόνο εάν λειτουργεί μέσα σε ένα μονωμένο περίβλημα με μεγάλη ισχύ.

Βήμα 1: Μέρη, αναλώσιμα και προαπαιτούμενα

Προαπαιτούμενα:

Η δημιουργία οποιουδήποτε είδους κυκλώματος υψηλής ισχύος, ειδικά ενός σχεδιασμένου για καθαρή αναπαραγωγή ήχου, απαιτεί γνώση βασικών εννοιών ηλεκτρονικών. Θα πρέπει να γνωρίζετε πώς λειτουργούν οι πυκνωτές, οι επαγωγείς, οι αντιστάσεις, τα MOSFET και οι ενισχυτές, καθώς και πώς να σχεδιάσετε σωστά μια πλακέτα κυκλώματος χειρισμού ισχύος. Πρέπει επίσης να γνωρίζετε πώς να συγκολλάτε εξαρτήματα διαμπερών οπών και πώς να χρησιμοποιείτε λωρίδες (ή να κατασκευάζετε ένα PCB). Αυτό το σεμινάριο απευθύνεται σε άτομα που έχουν δημιουργήσει πριν από λίγο περίπλοκα κυκλώματα. Δεν απαιτείται εκτεταμένη αναλογική γνώση, καθώς τα περισσότερα υποκυκλώματα σε οποιονδήποτε ενισχυτή κατηγορίας D ασχολούνται μόνο με δύο επίπεδα τάσης - ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση.

Θα πρέπει επίσης να γνωρίζετε πώς να χρησιμοποιείτε έναν παλμογράφο (μόνο τις βασικές λειτουργίες) και πώς να εντοπίζετε σφάλματα σε κυκλώματα που δεν λειτουργούν όπως προβλέπεται. Είναι πολύ πιθανό, με ένα κύκλωμα αυτής της πολυπλοκότητας, να καταλήξετε να έχετε ένα υπο-κύκλωμα που δεν λειτουργεί την πρώτη φορά που το κατασκευάζετε. Βρείτε και επιδιορθώστε το πρόβλημα πριν προχωρήσετε στο επόμενο βήμα, η αποσφαλμάτωση ενός υπο-κυκλώματος είναι πολύ πιο εύκολη από την προσπάθεια εύρεσης βλάβης κάπου σε ολόκληρο τον πίνακα. Η χρήση παλμογράφων είναι απαραίτητη για τον εντοπισμό ακούσιας ταλάντωσης και την επαλήθευση ότι τα σήματα φαίνονται όπως θα έπρεπε.

Γενικές συμβουλές:

Σε οποιονδήποτε ενισχυτή κατηγορίας D, θα έχετε υψηλές τάσεις και ρεύματα που αλλάζουν σε υψηλές συχνότητες, κάτι που έχει τη δυνατότητα να δημιουργήσει αρκετό θόρυβο. Θα έχετε επίσης κυκλώματα ήχου χαμηλής ισχύος που είναι ευαίσθητα στο θόρυβο και θα το σηκώνουν και θα το ενισχύουν. Το στάδιο εισόδου και το στάδιο ισχύος πρέπει να βρίσκονται στα αντίθετα άκρα του πίνακα.

Η καλή γείωση, ειδικά στο στάδιο ισχύος, είναι επίσης απαραίτητη. Βεβαιωθείτε ότι τα καλώδια γείωσης περνούν απευθείας από τον αρνητικό ακροδέκτη σε κάθε πρόγραμμα οδήγησης και συγκριτή πύλης. Είναι δύσκολο να έχεις πάρα πολλά καλώδια γείωσης. Εάν το κάνετε αυτό σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, χρησιμοποιήστε ένα επίπεδο γείωσης για γείωση.

Μέρη που θα χρειαστείτε:

(Στείλτε μου μήνυμα αν έχασα κάποιο, είμαι σίγουρος ότι αυτή είναι μια πλήρης λίστα)

(Όλα όσα φέρουν την ένδειξη HV πρέπει να βαθμολογηθούν τουλάχιστον για την αυξημένη τάση για να οδηγήσουν το ηχείο, κατά προτίμηση περισσότερο)

(Πολλά από αυτά μπορούν να σωθούν από ηλεκτρονικά και συσκευές που έχουν ριχτεί σε σκουπιδότοπο, ειδικά πυκνωτές)

• Τροφοδοτικό 24 volt ικανό 375 watt (χρησιμοποίησα μπαταρία λιθίου, εάν χρησιμοποιείτε μπαταρία βεβαιωθείτε ότι έχετε LVC (διακοπή χαμηλής τάσης))
• Ενισχυτής μετατροπέα ισχύος ικανός να παρέχει 350 watt στα 65 βολτ. (Αναζητήστε "Yeeco power converter 900 watt" στο Amazon και θα βρείτε αυτό που χρησιμοποίησα.)
• "Perf board" ή proto-board για να χτίσετε τα πάντα. Σας συνιστώ να έχετε τουλάχιστον 15 τετραγωνικά ίντσες για να εργαστείτε για αυτό το έργο, 18 αν θέλετε να χτίσετε τον πίνακα εισόδου στον ίδιο πίνακα.
• Heatsink για να τοποθετήσετε τα MOSFET σε
• Πυκνωτής 220uf
• 2x 470uf Πυκνωτής, ένας πρέπει να είναι βαθμολογημένος για τάση εισόδου (όχι HV)
• 2x 470nf Πυκνωτής
• Πυκνωτής 1x 1nf
• Κεραμικός πυκνωτής 12x 100nf (ή μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πολυ)
• 2x 100nf Πολυ πυκνωτής [HV]
• Πυκνωτής 1x 1uf Poly [HV]
• 1x 470uf LOW ESR Ηλεκτρολυτικός πυκνωτής [HV]
• Δίοδος 2x 1n4003 (οποιαδήποτε δίοδος που μπορεί να αντέξει 2*HV ή περισσότερο είναι εντάξει)
• Ασφάλεια 1x 10 amp (ή κοντό κομμάτι καλωδίου 30AWG σε ένα τερματικό μπλοκ)
• 2x επαγωγέας 2,5mh (ή τυλίξτε το δικό σας)
• 4x IRFB4115 Power MOSFET [HV] [Πρέπει να είναι γνήσιο!]
• Ανάμικτες αντιστάσεις, μπορείτε να τις κατεβάσετε από το eBay ή το Amazon για μερικά δολάρια
• Ποτενσιόμετρα 4x 2k Trimmer
• 2x ενισχυτής KIA4558 (ή παρόμοιο ενισχυτή ήχου)
• 3x συγκριτές LM311
• 1x ρυθμιστής τάσης 7808
• 1x πλακέτα μετατροπέα "Lm2596", μπορείτε να τα βρείτε στο eBay ή στο Amazon για μερικά δολάρια
• 2x NC IC5 οδηγού πύλης πύλης (μπορείτε να φυσήξετε μερικά, να πάρετε περισσότερα) [Πρέπει να είναι γνήσιο!]
• Κεφαλίδα 3 ακίδων για σύνδεση στον πίνακα εισόδου (ή περισσότερες καρφίτσες για μηχανική ακαμψία)
• Σύρματα ή μπλοκ ακροδεκτών για ηχεία, τροφοδοσία κλπ
• 18AWG καλώδιο τροφοδοσίας (για καλωδίωση στο στάδιο τροφοδοσίας)
• 22 καλώδιο σύνδεσης AWG (για καλωδίωση οτιδήποτε άλλο)
• Μετατροπέας ήχου χαμηλής ισχύος 200 ohm για στάδιο εισόδου
• Μικρός ανεμιστήρας υπολογιστή 12v/200ma (ή λιγότερο) για ψύξη του ενισχυτή (προαιρετικά)

Εργαλεία και προμήθειες:

• Παλαιογράφο με ανάλυση τουλάχιστον 2us/div με ανιχνευτή 1x και 10x (μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αντίσταση 50k και 5k για να φτιάξετε τον δικό σας καθετήρα 10x)
• Πολύμετρο που μπορεί να κάνει τάση, ρεύμα και αντίσταση
• Συγκολλητικό και συγκολλητικό σίδερο (χρησιμοποιώ το Kester 63/37, GOOD QUALITY lead lead free λειτουργεί επίσης εάν έχετε εμπειρία)
• Συγκολλητικό κορόιδο, φυτίλι κλπ. Θα κάνετε λάθη σε ένα τόσο μεγάλο κύκλωμα, ειδικά όταν κολλάτε τον επαγωγέα, είναι πόνος.
• Κόφτες και απογυμνωτές σύρματος
• Κάτι που μπορεί να δημιουργήσει ένα τετράγωνο κύμα μερικών HZ, όπως ένα breadboard και ένα χρονόμετρο 555

Βήμα 2: Μάθετε πώς λειτουργεί η αυτο-ταλαντευόμενη τάξη D (προαιρετικά αλλά συνιστάται)

Πριν ξεκινήσετε, είναι καλή ιδέα να μάθετε πώς λειτουργεί πραγματικά το κύκλωμα. Θα βοηθήσει πολύ σε τυχόν προβλήματα που μπορεί να έχετε περαιτέρω και θα σας βοηθήσει να καταλάβετε τι κάνει κάθε μέρος του πλήρους σχηματικού.

Η πρώτη εικόνα είναι ένα γράφημα που παράγεται από το LTSpice και δείχνει την απόκριση του ενισχυτή σε μια στιγμιαία αλλαγή τάσης εισόδου. Όπως μπορείτε να δείτε από το γράφημα, η πράσινη γραμμή προσπαθεί να ακολουθήσει την μπλε γραμμή. Μόλις αλλάξει η είσοδος, η πράσινη γραμμή ανεβαίνει όσο πιο γρήγορα μπορεί και εγκαθίσταται με ελάχιστη υπέρβαση. Η κόκκινη γραμμή είναι η τάση του σταδίου εξόδου πριν από το φίλτρο. Μετά την αλλαγή, ο ενισχυτής εγκαθίσταται γρήγορα και αρχίζει να ταλαντεύεται γύρω από το καθορισμένο σημείο για άλλη μια φορά.

Η δεύτερη εικόνα είναι το βασικό διάγραμμα κυκλώματος. Η είσοδος ήχου συγκρίνεται με το σήμα ανάδρασης, το οποίο παράγει ένα σήμα που οδηγεί το στάδιο εξόδου για να φέρει την έξοδο πιο κοντά στην είσοδο. Η υστέρηση στο συγκριτικό προκαλεί το κύκλωμα να ταλαντεύεται γύρω από την επιθυμητή τάση σε συχνότητα πολύ υψηλή για να ανταποκριθούν αυτιά ή ηχεία.

Εάν έχετε LTSpice, μπορείτε να κάνετε λήψη και να παίξετε με το σχηματικό αρχείο.asc. Δοκιμάστε να αλλάξετε το r2 για να αλλάξετε τη συχνότητα και να παρακολουθήσετε το κύκλωμα να τρελαίνεται καθώς αφαιρείτε το μυστήριο που καταστρέφει την υπερβολική ταλάντωση γύρω από το σημείο συντονισμού του φίλτρου LC.

Ακόμα κι αν δεν έχετε LTSpice, η μελέτη των εικόνων θα σας δώσει μια καλή ιδέα για το πώς λειτουργούν όλα. Πάμε τώρα στο χτίσιμο.

Βήμα 3: Δημιουργήστε το τροφοδοτικό

Πριν ξεκινήσετε να κολλάτε οτιδήποτε, ρίξτε μια ματιά στη σχηματική και παραδειγματική διάταξη. Το σχηματικό είναι ένα SVG (διανυσματικό γραφικό), οπότε μόλις το κατεβάσετε μπορείτε να κάνετε μεγέθυνση όσο θέλετε χωρίς να χάσετε ανάλυση. Αποφασίστε πού θα τοποθετήσετε τα πάντα στον πίνακα και, στη συνέχεια, δημιουργήστε το τροφοδοτικό. Συνδέστε την τάση της μπαταρίας και τη γείωση και βεβαιωθείτε ότι δεν ζεσταίνεται τίποτα. Χρησιμοποιήστε ένα πολύμετρο για να ρυθμίσετε την πλακέτα "lm2596" στην έξοδο 12 βολτ και ελέγξτε ότι ο ρυθμιστής 7808 έχει έξοδο 8 βολτ.

Αυτό είναι για το τροφοδοτικό.

Βήμα 4: Δημιουργήστε το στάδιο εξόδου και το πρόγραμμα οδήγησης πύλης

Από όλη τη διαδικασία κατασκευής, αυτό είναι το πιο δύσκολο βήμα από όλα αυτά. Δημιουργήστε τα πάντα στο "κύκλωμα οδηγού πύλης" και στο "στάδιο τροφοδοσίας" στο σχηματικό σχήμα, βεβαιωθείτε ότι τα FET είναι προσαρτημένα στη ψύκτρα.

Στο σχηματικό σχήμα, θα δείτε καλώδια που φαίνεται να μην πηγαίνουν πουθενά και να λένε "vDrv". Αυτά ονομάζονται ετικέτες στο σχηματικό και όλες οι ετικέτες με το ίδιο κείμενο συνδέονται μεταξύ τους. Συνδέστε όλα τα καλώδια με την ένδειξη "vDrv" στην έξοδο της πλακέτας ρυθμιστή 12v.

Αφού ολοκληρώσετε αυτό το στάδιο, τροφοδοτήστε αυτό το κύκλωμα με περιορισμένη παροχή ρεύματος (μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια αντίσταση σε σειρά με το τροφοδοτικό) και βεβαιωθείτε ότι δεν ζεσταίνεται τίποτα. Δοκιμάστε να συνδέσετε καθένα από τα σήματα εισόδου στο πρόγραμμα οδήγησης της πύλης σε 8v από το τροφοδοτικό (ένα κάθε φορά) και ελέγξτε ότι οδηγούνται οι σωστές πύλες. Μόλις επαληθεύσετε ότι γνωρίζετε ότι η μονάδα πύλης λειτουργεί.

Λόγω της κίνησης πύλης που χρησιμοποιεί κύκλωμα εκκίνησης, δεν μπορείτε να δοκιμάσετε την έξοδο απευθείας μετρώντας την τάση εξόδου. Βάλτε το πολύμετρο σε έλεγχο διόδου και ελέγξτε μεταξύ κάθε ακροδέκτη ηχείων και κάθε τερματικού τροφοδοσίας.

1. Θετικό στο ηχείο 1
2. Θετικό στο ηχείο 2
3. Αρνητικό για το ηχείο 1
4. Αρνητικό για το ηχείο 2

Καθένα πρέπει να δείχνει μερική αγωγιμότητα μόνο με έναν τρόπο, ακριβώς όπως μια δίοδος.

Αν όλα λειτουργούν, συγχαρητήρια, μόλις τελειώσατε το πιο δύσκολο τμήμα του πίνακα. Θυμήθηκες τη σωστή γείωση, σωστά;

Βήμα 5: Δημιουργήστε MOSFET Gate Drive Signal Generator

Μόλις ολοκληρώσετε το πρόγραμμα οδήγησης πύλης και το στάδιο ισχύος, είστε έτοιμοι να δημιουργήσετε το τμήμα του κυκλώματος που παράγει τα σήματα που λένε στους οδηγούς πύλης ποια FET πρέπει να ενεργοποιήσουν σε ποια ώρα.

Δημιουργήστε τα πάντα στη "γεννήτρια σήματος προγράμματος οδήγησης MOSFET με νεκρό χρόνο" στο σχήμα, φροντίζοντας να μην ξεχάσετε κανέναν από τους μικροσκοπικούς πυκνωτές. Αν τα παραλείψετε, το κύκλωμα θα εξακολουθήσει να λειτουργεί καλά, αλλά δεν θα λειτουργεί καλά όταν προσπαθείτε να οδηγήσετε ένα ηχείο λόγω των παρασιτικών ταλαντώσεων των συγκριτών.

Στη συνέχεια, δοκιμάστε το κύκλωμα τροφοδοτώντας ένα τετραγωνικό κύμα μερικών hertz στη "γεννήτρια σήματος προγράμματος οδήγησης MOSFET με νεκρό χρόνο" από τη γεννήτρια σήματος ή το κύκλωμα χρονοδιακόπτη 555. Συνδέστε την τάση της μπαταρίας στο "HV in" μέσω μιας αντίστασης περιορισμού ρεύματος.

Συνδέστε έναν παλμογράφο στις εξόδους του ηχείου. Θα πρέπει να έχετε πολικότητα αντίστροφης τάσης μπαταρίας μερικές φορές το δευτερόλεπτο. Τίποτα δεν πρέπει να ζεσταθεί και η έξοδος πρέπει να είναι ένα ωραίο, αιχμηρό τετράγωνο κύμα. Μια μικρή υπέρβαση είναι καλή, αρκεί να μην υπερβαίνει το 1/3 της τάσης της μπαταρίας.

Εάν η έξοδος παράγει ένα καθαρό τετραγωνικό κύμα, σημαίνει ότι όλα όσα έχετε χτίσει μέχρι τώρα λειτουργούν. Απομένει μόνο ένα υπο-κύκλωμα μέχρι την ολοκλήρωση.

Βήμα 6: Συγκριτής, διαφορικός ενισχυτής και η στιγμή της αλήθειας

Είστε τώρα έτοιμοι να δημιουργήσετε το τμήμα του κυκλώματος που στην πραγματικότητα κάνει τη διαμόρφωση κλάσης D.

Δημιουργήστε τα πάντα στο "Συγκριτής με υστέρηση" και "Διαφορικός ενισχυτής για ανάδραση" στο σχήμα, καθώς και οι δύο αντιστάσεις 5k που διατηρούν το κύκλωμα σταθερό όταν δεν συνδέεται τίποτα στην είσοδο.

Συνδέστε την τροφοδοσία στο κύκλωμα (αλλά όχι ακόμα HV) και ελέγξτε ότι οι ακίδες 2 και 3 του U6 πρέπει να είναι και οι δύο κοντά στο μισό του Vreg (4 βολτ).

Εάν και οι δύο αυτές τιμές είναι σωστές, συνδέστε ένα subwoofer στους ακροδέκτες εξόδου. συνδέστε την τροφοδοσία και το HV στην τάση της μπαταρίας μέσω μιας αντίστασης περιορισμού ρεύματος (θα μπορούσατε να χρησιμοποιήσετε ένα subwoofer 4 ohm ή μεγαλύτερο ως αντίσταση). Πρέπει να ακούσετε ένα μικρό ποπ και το υπογούφερ δεν πρέπει να κινείται με τον ένα ή τον άλλο τρόπο περισσότερο από ένα χιλιοστό περίπου. Ελέγξτε με έναν παλμογράφο για να βεβαιωθείτε ότι τα σήματα που εισέρχονται και βγαίνουν από τους οδηγούς πύλης NCP5181 είναι καθαρά και έχουν περίπου 40% κύκλο λειτουργίας το καθένα. Εάν αυτό δεν συμβαίνει, ρυθμίστε τις δύο μεταβλητές αντιστάσεις μέχρι να γίνουν. Η συχνότητα των κυμάτων κίνησης πύλης θα είναι χαμηλότερη από την επιθυμητή 70-110 KHZ λόγω του ότι η HV δεν είναι συνδεδεμένη με τον ενισχυτή τάσης.

Εάν τα σήματα κίνησης πύλης δεν ταλαντεύονται καθόλου, δοκιμάστε να αλλάξετε τα SPK1 και SPK2 πηγαίνοντας στον διαφορικό ενισχυτή. Εάν εξακολουθεί να μην λειτουργεί, χρησιμοποιήστε έναν παλμογράφο για να εντοπίσετε το σφάλμα. Είναι σχεδόν σίγουρα στο κύκλωμα σύγκρισης ή διαφορικού ενισχυτή.

Μόλις το κύκλωμα λειτουργεί, αφήστε το ηχείο συνδεδεμένο και προσθέστε τη μονάδα ενίσχυσης τάσης για να αυξήσετε την τάση που φτάνει στο HV περίπου στα 65-70 βολτ (θυμηθείτε την ασφάλεια). Ενεργοποιήστε το κύκλωμα και βεβαιωθείτε ότι δεν ζεσταίνεται τίποτα αρχικά, ειδικά τα MOSFET και ο επαγωγέας. Συνεχίστε να παρακολουθείτε τις θερμοκρασίες για περίπου 5 λεπτά. Είναι φυσιολογικό να θερμαίνεται ο επαγωγέας, αρκεί να μην είναι πολύ ζεστό για να το αγγίζετε συνεχώς. Το MOSFETS δεν πρέπει να είναι περισσότερο από λίγο ζεστό.

Ελέγξτε ξανά τη συχνότητα και τον κύκλο λειτουργίας των κυμάτων κίνησης πύλης. Προσαρμόστε για έναν κύκλο λειτουργίας 40% και βεβαιωθείτε ότι η συχνότητα είναι μεταξύ 70 και 110 Khz. Εάν δεν είναι, ρυθμίστε το R10 στο σχηματικό για να διορθώσετε τη συχνότητα. Εάν η συχνότητα είναι σωστή, είστε έτοιμοι να ξεκινήσετε την αναπαραγωγή ήχου με τον ενισχυτή.

Βήμα 7: Είσοδος ήχου και τελικός έλεγχος

Τώρα που ο ενισχυτής λειτουργεί ικανοποιητικά, ήρθε η ώρα να φτιάξουμε το στάδιο εισόδου. Σε έναν άλλο πίνακα (ή τον ίδιο εάν έχετε χώρο), χτίστε το κύκλωμα σύμφωνα με το σχηματικό σχήμα που παρέχεται με αυτό το βήμα (πρέπει να το κατεβάσετε), βεβαιωθείτε ότι είναι θωρακισμένο με γειωμένο κομμάτι μετάλλου εάν βρίσκεται κοντά σε θόρυβο συστατικά. Συνδέστε τη δύναμη και τη γείωση στο κύκλωμα από τον ενισχυτή, αλλά μην συνδέσετε ακόμα το ηχητικό σήμα. Ελέγξτε ότι το ηχητικό σήμα είναι περίπου 4 βολτ και αλλάζει ελαφρώς όταν γυρίζετε το ποτενσιόμετρο "DC offset adjust". Ρυθμίστε το ποτενσιόμετρο για 4 βολτ και κολλήστε το καλώδιο εισόδου ήχου στο υπόλοιπο κύκλωμα.

Παρόλο που το σχηματικό δείχνει τη χρήση μιας υποδοχής ακουστικών ως είσοδο, μπορείτε επίσης να προσθέσετε έναν προσαρμογέα bluetooth με την έξοδο να είναι ενσύρματη στο σημείο που βρίσκεται η υποδοχή ήχου. Ο προσαρμογέας bluetooth μπορεί να τροφοδοτηθεί από ρυθμιστή 7805. (Είχα ένα 7806 και χρησιμοποίησα μια δίοδο για να ρίξω άλλα 0,7 βολτ).

Ενεργοποιήστε ξανά τον ενισχυτή και συνδέστε ένα καλώδιο στην υποδοχή AUX στην πλακέτα εισόδου. Πιθανότατα θα υπάρχει κάποια αμυδρή στατική.

Εάν η στατική είναι πολύ δυνατή, μπορείτε να δοκιμάσετε μερικά πράγματα:

• Προστατεύσατε καλά το στάδιο εισόδου; Οι συγκριτές παράγουν επίσης θόρυβο.
• Προσθέστε έναν πυκνωτή 100nf στην έξοδο του μετασχηματιστή.
• Προσθέστε έναν πυκνωτή 100nf μεταξύ ήχου και γείωσης και τοποθετήστε μια αντίσταση 2k στη γραμμή πριν από τον πυκνωτή.
• Βεβαιωθείτε ότι το καλώδιο aux δεν βρίσκεται κοντά στα καλώδια εξόδου τροφοδοσίας ή ενισχυτή.

Αργά (για αρκετά λεπτά) αυξήστε την ένταση, εξασφαλίζοντας ότι τίποτα δεν ζεσταίνεται πολύ ή δεν παραμορφώνεται. Ρυθμίστε το κέρδος έτσι ώστε ο ενισχυτής να μην κουμπώνει εκτός αν η ένταση του ήχου είναι στο μέγιστο.

Ανάλογα με την ποιότητα του πυρήνα του επαγωγέα και το μέγεθος της ψύκτρας, μπορεί να είναι καλή ιδέα να προσθέσετε έναν μικρό ανεμιστήρα, που τροφοδοτείται από τη ράγα 12v, για να ψύξετε τον ενισχυτή. Αυτή είναι μια ιδιαίτερα καλή ιδέα αν το βάζετε σε ένα κουτί.