スピーカーは重い負荷であり、通常、外部回路によって供給される大電流を駆動する必要があります。これは、たとえばマイクやギターのピックアップコイルから生成されるサウンド出力が、大電流の高振幅出力を生成しない場合があるため、スピーカーを駆動するのに適していないためです。これが、オーディオアンプと呼ばれるものがある理由です。アンプには多くのクラスがあり、以前は小さな10Wアンプから重い100Wパワーアンプまで多くのオーディオアンプ回路を構築してきました。電子機器にはいくつかのタイプのアンプがあることもよく知っています。よくある名前には、バッファアンプ、プリアンプ、パワーアンプなどがあります。
バッファアンプ、プリアンプ、パワーアンプの違い：
バッファ増幅器は、一方、正確に弱い音源から同じ振幅で同一の信号を生成する前置増幅器は、入力源からはるかに高い電圧に信号を増幅します。プリアンプからの出力はさらにパワーアンプに送られます。パワーアンプの入力信号の振幅に応じて負荷への電流源。したがって、パワーアンプは、スピーカーに必要な電力（電圧x電流）を提供する電子デバイスです。
このプロジェクトでは、シンプルで低コストのパワーアンプを使用してスピーカーを駆動します。パワー増幅回路には、TIP35Cパワートランジスタを使用します。
必要なコンポーネント
このオーディオパワーアンププロジェクトには、次のコンポーネントが必要です-
- TIP35Cパワートランジスタ。
- TIP35C用のヒートシンク。
- 1k抵抗。
- 470uF25Vコンデンサ。
- オーディオ入力ジャック（必要な入力ソースコネクタによって異なります）。
- ブレッドボード。
- 12V電源ユニット
- スピーカー
TIP35Cを使用したクラスAアンプの回路図
TIP35Cオーディオパワーアンプの回路図を以下に示します。
TIP35Cオーディオパワーアンプの動作
トランジスタは、入力信号を増幅することによって増幅器として機能します。トランジスタのエミッタ-ベース接合にDCバイアス電圧が印加された場合、トランジスタは信号の極性に関係なく維持できる順方向バイアス状態のままになります。これはクラスAアンプです。したがって、トランジスタは常にオン状態でバイアスされます。したがって、入力信号の完全なサイクル中に、トランジスタは出力信号の最大振幅に最小の歪みを生成します。
クラスA増幅器は、負荷電流の高い量を駆動するために必要とトランジスタの評価は、高コレクタ電流で補償するのに十分でなければなりません。負荷、つまりスピーカーはコレクターの両端に接続されています。したがって、トランジスタには高いコレクタ電流が必要です。これは、25Aのコレクタ電流を備えた100Vパワートランジスタであるため、TIP35Cによって正常に供給されます。ただし、上記の回路の主な欠点は、パワーアンプの全体的な効率です。この回路はクラスAアンプの基本構造であるため、パワートランジスタTIP35Cの両端の熱放散により、ほとんど大量の電流が失われます。熱放散に対応するために、大きなヒートシンクを接続する必要があります。回路の変換効率は低いです。
TIP35Cの詳細なピン図は下の画像に記載されています
抵抗R1は、トランジスタを飽和点で駆動するのに十分なベース電流を提供するベース抵抗として使用されます。470uFのコンデンサC1は、回路の重要なコンポーネントです。これは、コンデンサが2つの目的を果たしているためです。まず、コンデンサはベースを入力電源から絶縁し、ベースの電圧または電流がオーディオソースに影響を与えないようにします。もう1つの目的は、入力ソースからのDCブロッキングコンデンサとして機能することです。コンデンサはDCをブロックし、ACのみを通過させます。これは470uFのコンデンサによって効果的に供給され、AC周波数のみが通過できるようにします。
プラスの電源はスピーカーと直列に接続されています。トランジスタはGNDでスピーカーを調達しています。したがって、ベースの小さな変更が負荷、つまりスピーカーを操作する可能性があります。
12Vパワーオーディオアンプのテスト
回路はブレッドボードで構成されています。私のブレッドボードのセットアップは次のようになります。ご覧のとおり、回路に必要な外付け部品が非常に少ないため、簡単に構築できます。
回路は、下の図に示されている9ワットのスピーカーを使用してテストされています
適切なスピーカーを選択することは、どのパワーアンプにとっても重要です。パフォーマンスの悪いスピーカーは、適切に構成されたアンプを台無しにする可能性があります。したがって、スピーカーが主要道路であるオーディオ関連のアプリケーションボードを構築している人は、スピーカーが十分に機能していることを確認してください。このパワーアンプ回路のテストには、上記のスピーカーを使用します。このスピーカーは60年以上前のもので、古い真空管アンプから収穫されたものです。しかし、このスピーカーはほぼ3年前に私が再構築したものです。これは、ほぼ9ワットの電力出力を提供できる4オームのスピーカーであり、このスピーカーの直径は直径6インチです。
次はオーディオ入力です。音声入力は携帯電話から行われます。携帯電話にはすでにプリアンプが内蔵されているので、テスト段階ではパワーアンプの前に基本的なプリアンプを使ってテストを行っていると考えられます。回路はかなりうまく機能し、出力性能は非常に良好です。完全なテストビデオは、このページの下部にあります。
結論
これは、12V入力で最小コンポーネントを使用するクラスAパワーアンプ回路の基本タイプであり、わずか3つです。ただし、市場で入手可能な従来のパワーアンプほど良くはありません。さらに改善を行うことができ、全体的なパフォーマンスを向上させることができます。
回路のさらなる改善
相補型PNPパワートランジスタを追加し、プッシュプルパワーアンプとして回路を構成することにより、回路をさらに改善することができます。このような場合、追加のフィルターまたはトランジスタベースのプリアンプを使用して、回路に必要な振幅電圧を補償することができます。さらに、適切なBASS、MID、TREBLEのパフォーマンスを実現するために、イコライザー回路を追加することもできます。