서브우퍼 증폭기 회로:더 나은 음질을 위한 포괄적인 방법

잡음이 없고 고품질의 베이스 사운드를 얻을 수 있는 방법을 찾고 계십니까? 필요한 것은 서브우퍼 증폭기 회로입니다. 컴팩트할 뿐만 아니라 구축 비용도 저렴합니다. 또한 가제트 또는 시스템을 지속적으로 제공할 수 있습니다.

서브우퍼 드라이버

출처; 위키피디아

오늘 우리는 20Hz에서 200Hz 범위의 저주파 오디오 신호를 생성하는 서브우퍼/스테레오 증폭기 회로를 설계할 것입니다. 또한, 사운드 출력은 100W이며, 동작을 위해 4옴 스피커 부하를 사용한다.

1. 서브우퍼 증폭기 회로란 무엇입니까?

서브우퍼 증폭기 회로는 저주파 오디오 신호를 생성하는 확성기입니다. 즉, 입력 오디오 신호를 증폭하여 라우드스피커의 저음 품질이 향상되도록 합니다. 유사하게, 고조파 왜곡을 제거합니다.

서브우퍼의 예로 패시브 서브우퍼가 있습니다. 외부 앰프에서 전원을 공급받지만 스피커 인클로저형 설계도 있습니다.

확성기

출처; 위키피디아

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서브우퍼 증폭기 회로 원리

서브우퍼 증폭기 회로의 원리는 저주파의 오디오 신호를 증폭하는 것입니다.

• 먼저 증폭기는 오디오 입력 신호를 필터링하여 고주파수 신호를 제거합니다.
• 다음으로 전압 증폭기는 저주파 신호를 증폭합니다.
• 그 후 여러 구성을 통해 저전압 신호를 필요한 수준으로 높입니다.
• 마지막으로 트랜지스터는 저주파 소리의 증폭된 버전을 전력 신호로 변환합니다. 결국 전원 신호는 저음/큰 뱅 및 최소 노이즈를 생성합니다.

전문가 팁

• 실내의 풍량과 최상의 효율성을 위해 서브우퍼 스피커를 구석에 배치하십시오.
• 또한 인클로저 변형을 사용하여 앰프 전력 요구 사항을 줄이고 서브우퍼 드라이브의 효율성을 높일 수 있습니다.
• 개인적으로 연결되어 있는 경우 바이러스 백신을 사용하여 기기를 검사하여 기기가 감염될 가능성을 줄이십시오.

100와트 서브우퍼 증폭기

회로도

100와트 서브우퍼 증폭기의 회로도

회로 구성요소

위의 다이어그램에 따라 100와트 스테레오 앰프 회로를 만드는 구성 요소는 다음과 같습니다.

• 이중 전원 공급 장치 – +/-30V
• 1분기 – 2N222A
• Q2, Q3 – TIP41
• 4분기 – TIP147, PNP
• R1, R2 – 6K
• R3 – 130K
• R5 – 15K
• R6 – 3.2K
• R7 – 300옴
• R8 – 30옴
• R9, R10 – 3K
• D1, D2 – 1N4007
• C3, C5, C6 – 10uF, 전해질
• C4 – 1uF, 전해질
• C1, C2 – 0.1uF, 전해질

구성 요소에 따라 앰프 프로젝트 중에도 유용하게 사용할 수 있는 앰프 하위 회로 아이디어가 있습니다.

오디오 필터 디자인

첫 번째 설계에서는 연산 증폭기 LM7332를 사용하여 Sallen-Key 저역 통과 필터를 구성합니다.

Sallen-key 필터 토폴로지

출처; 위키피디아

이제 차단 주파수가 200Hz이고 품질 계수가 0.707이라고 가정해 보겠습니다. 또한 극의 수는 1이고 C1 및 C2 값은 0.1uF입니다.

따라서 R1과 R2의 유사한 값을 찾기 위해 알려진 값을 대입하여 아래 공식을 사용할 수 있습니다.

R1 =R2 =Q/(2*pi*fc*C2)

각 저항의 결과 값은 5.6K입니다. 그러나 더 나은 정확도를 위해 R2 및 R1에 6K를 사용합니다.

조정 가능한 저역 통과 필터의 비 반전 단자에 저항을 포함하지 않습니다. 우리는 출력 단자에 단락이 있는 것이 아니라 폐쇄 루프 이득 필터를 원하기 때문입니다.

프리앰프 디자인

전치 증폭기 설계에서는 2N222A 트랜지스터의 클래스 A 동작을 적용합니다.

(트랜지스터)

30V의 공급 전압, 4옴의 부하 저항, 100W의 출력이 더 필요합니다.

우리는 컬렉터 정지 전압, 절반의 공급 전압(15V) 및 1mA의 컬렉터 정지 전류를 가질 수 있습니다. 그런 다음 부하 저항 값을 계산할 때 15K와 같아야 합니다.

R5 =(Vcc/2Icq)

기본 전류는 I_b입니다. =Icq/h_fe

위의 식에서 AC gain/have의 값을 대입하면 베이스 전류는 0.02mA가 되어야 한다. 마찬가지로 I_b 또는 바이어스 전류는 종종 기본 전류의 10배입니다. 따라서 총 0.2mA까지 됩니다.

또한 전원 전압의 약 12%인 이미터 전압/Ve는 3.6V입니다. 이제 Ve에 0.7, 즉 4.3V를 추가하여 Vb/전압 베이스를 얻을 수 있습니다.

아래 공식은 R4 및 R3의 값을 얻는 데 도움이 됩니다.

R3 =(Vcc – Vb) I_바이어스 및 R4 =Vb/I_바이어스

값을 대체하면 R4는 22K가 되고 R3은 130K가 됩니다.

에미터 저항의 저항(Ve/Ie)은 R7과 R6이 공유하는 값인 3.6K입니다.

R7은 피드백 저항으로 작동하며 C4의 디커플링 효과를 줄이는 기능을 합니다. R7의 값만 얻기 위해 Gain과 R5의 값을 계산합니다. 이는 300옴입니다. 따라서 R6 값은 3.2K가 됩니다.

마지막으로 에미터 저항이 C4의 용량성 리액턴스보다 커야 하므로 C4의 값은 1uF입니다.

전력 증폭기 설계

전력 증폭기 AB에는 달링턴 트랜지스터, 즉 TIP147 및 TIP142를 사용하는 클래스 AB 모드 작동이 있습니다. 따라서 선택한 바이어싱 다이오드는 트랜지스터, 즉 1N4007과 유사한 열 특성을 가져야 합니다.

1N4007 다이오드

출처; 위키미디어

저항 R9에 대한 3K는 낮은 바이어스 전류가 높은 바이어스 저항 값을 필요로 하기 때문에 적합합니다. 또한, 전력 증폭기는 드라이버 단계에서 높은 임피던스 입력을 얻습니다. 따라서 클래스 A 모드 작동에서 TIP41 전력 트랜지스터를 사용합니다.

R8의 값은 이미터 전류(0.5A) 및 이미터 전압(1/2Vcc-0.7) 값과 동일합니다. 최종 값은 28.6옴이 되지만 이 경우에는 30옴 저항으로 이동합니다.

부트스트랩 저항 R10은 트랜지스터 TIP147 및 TIP142에 높은 임피던스를 제공해야 합니다. 따라서 3K를 권장합니다.

서브우퍼 증폭기 회로 작동

단계별 설명은 서브우퍼 증폭기 회로 작동의 기본 사항을 제공합니다.

• 위 디자인의 Sallen-Key 저역 통과 필터는 오디오 신호를 필터링합니다. 200Hz 이하의 주파수만 필터를 통과하므로 나머지 주파수는 필터링됩니다.
• 커플링 트랜지스터와 C3을 통한 Q1의 입력은 저주파 신호를 수신합니다. Q1은 클래스 A 모드에서 작동하기 때문에 출력에서 ​​오디오 입력 신호의 버전이 향상됩니다.
• 그런 다음 Q2는 증폭된 신호를 AB급 전력 증폭기로 전달하기 전에 고임피던스 신호로 변환합니다.
• TIP147 및 TIP142는 출력 신호의 전체 주기를 제공합니다. 하나의 트랜지스터는 음의 반주기 동안 전도되고 다른 트랜지스터는 양의 반주기 동안 전도됩니다.
• 또한 R13과 R11은 정합 트랜지스터 간의 차이를 줄입니다.
• 다이오드는 교차 왜곡을 최소화합니다.
• 결국 고출력 신호는 약 4옴의 낮은 임피던스로 서브우퍼/확성기를 작동시킵니다.

서브우퍼 증폭기 회로의 응용

서브우퍼 증폭기 회로의 몇 가지 응용 프로그램은 다음과 같습니다.

• 사운드 응용 프로그램의 경우 콘서트, 전자 댄스 음악 또는 강화 시스템 응용 프로그램과 같은 장소에서 대부분 찾을 수 있습니다. 자동차, 일부 일부 극장 또는 홈 시어터 시스템에도 회로 중 하나가 있습니다.

(홈 시어터 시스템)

• 고거리 안테나에 전력을 공급하려는 경우 장거리 전송.
• 최저 주파수 신호용 전력 증폭기로 사용할 수 있습니다.

서브우퍼 증폭기 회로의 한계

그것들은 다음을 포함합니다.

• 우선, 우리의 회로 그림은 이론적이며 출력은 어쿠스틱 음악 장르에서처럼 때때로 왜곡됩니다.
• 바이어싱은 필터 회로가 오디오 신호의 DC 레벨을 때때로 증가시키기 때문에 약간의 중단을 가질 수도 있습니다.
• 다른 경우에는 회로가 기존 라우드스피커와 같은 소음 장애를 제거할 수 없습니다.
• 마지막으로 중요한 것은 전력 손실을 유발하는 선형 장치로 인해 회로의 효율성이 감소한다는 것입니다.

결론

요약하면, 서브우퍼 증폭기 회로는 저주파 사운드를 생성하는 가장 확실한 방법입니다. 우리의 게시물은 더 나은 사운드 애플리케이션 품질을 달성하기 위해 취해야 할 단계를 강조합니다. 그러나 여전히 질문이 있거나 설명이 필요한 경우 저희에게 연락해 주시면 다시 연락드리겠습니다.