تحويل مضخم الصوت إلى عاكس موجة جيبية نقية

إذا لم تكن حريصًا جدًا على فهم الجوانب التقنية العميقة لمحول طاقة الموجة الجيبية الحقيقي ، ولكنك ترغب في بنائه في غضون ساعتين ، فستساعدك هذه المقالة على تحقيق ذلك باستخدام مضخم صوتي للطاقة وبعض محركات التيار المستمر. سنقوم هنا بكيفية التحويل مكبرات الصوت في محولات موجة جيبية نقية

سننظر في 3 تصميمات منفصلة لموجة جيبية عاكس حقيقية باستخدام مكبرات صوت ذات أبعاد مناسبة ودوائر مولد موجة جيبية رقمية

التصميم رقم 1

لنبدأ بفهم كيف يمكن استخدام زوجين من محركات DC الصغيرة للتوليد إشارات موجة جيبية نقية ثم المضي قدمًا في تفاصيل اقتران المحركات بمضخم طاقة جاهز للحصول على خرج طاقة الموجة الجيبية الحقيقي المطلوب من التيار المتردد. تشرح المقالة فكرة مبتكرة لتكوين عدد قليل من الوحدات الجاهزة مثل مضخم الطاقة واثنين من محركات التيار المستمر والبطارية في محول طاقة بموجة جيبية.

هناك أشخاص تعتمد حياتهم على القوة التي يتم الوصول إليها من العواكس ، وبالنسبة لهم هذه الأدوات لا تقدر بثمن وحاسمة. هناك أيضًا أفراد يعتزمون امتلاك محولات ولكنهم ليسوا على دراية كافية بمواصفاتهم الفنية وما إلى ذلك وبالتالي يترددون في إعادتهم إلى المنزل.

عامل آخر مع العواكس هو أنها يمكن أن تكون باهظة الثمن ، خاصة تلك التي يمكن تشغيلها عالميًا مع جميع أنواع الأجهزة الكهربائية أو ببساطة محولات الموجة الجيبية الحقيقية. لقد ناقشت بالفعل العديد من مخططات دوائر العاكس هنا بدءًا من معظم فكرة نوع هواية عادية إلى الموجة الجيبية المعدلة المتطورة للغاية والصحيحة أنواع العاكس موجة جيبية . ومع ذلك ، فإن هذه التصميمات كلها تقنية للغاية وبالتأكيد ليست مخصصة للشخص العادي.

الأفكار الموضحة ليست بسيطة وتتطلب خبرة سابقة في الإلكترونيات لفهمها ، وأيضًا معرفة شاملة بالإلكترونيات العملية لبنائها ، فهل يعني ذلك أن الرجل العادي لن يكون قادرًا على فهم بيوت القوة الرائعة هذه؟ وهل يعني ذلك أن الشخص العادي لا يحق له الاستمتاع بفوائد عاكس التيار الكهربائي بموجة جيبية محلية الصنع ، والذي لا يمكن أن يكون مجرد الكثير من المرح في البناء ولكنه أيضًا رخيص جدًا وموثوق به مقارنة بالنظراء التجاريين.

سيوضح القسم التالي بوضوح كيف أ متطور حقيقي موجة جيبية العاكس يمكن بناؤها من قبل أي شخص تقريبًا لديه مهارات ومعرفة تقنية عادية.

الفكرة الموضحة أدناه ليست وحدة قائمة على الدائرة تحتاج إلى تجميع باستخدام ثنائي الفينيل متعدد الكلور والمكونات الإلكترونية وما إلى ذلك ، بل نشتري هنا وحدات جاهزة مثل مكبرات الصوت والمحركات والبطاريات والمحولات وما إلى ذلك وندمج كل هذه لبناء القطعة النهائية. دعونا نتعلم كيف يمكن القيام بذلك في غضون ساعة.

تحذير: يتم افتراض المفهوم فقط من قبل المؤلف ولم يتم التحقق منه أو التحقق منه عمليًا ، قم ببنائه على مسؤوليتك الخاصة وإذا كان لديك إيمان كافٍ بمصداقية المحتوى الموضح.

مبدأ العمل الأساسي للمحولات

المفهوم: العواكس كما نعلم جميعا ليست سوى مكبرات للجهد أو السائر. أفضل طريقة معروفة لتصعيد الفولتية هي من خلال محولات حيث يتم استخدام اللف المعزول لتحقيق مضاعفات مذهلة لمستوى الجهد. تتم العملية بشكل أساسي من خلال الحث المغناطيسي لتحويل تدفقات التيار العالي إلى مخرجات عالية الجهد.

للامتثال للعملية المذكورة أعلاه ، يلزم إدخال تيار متردد مرتفع يمكن حشوه في الملف المناسب للمحول للحصول على طاقة التيار المتردد 230 أو 120 فولت المطلوبة.

ومع ذلك ، نظرًا لأن الغرض كله هو تحويل مصدر التيار المستمر إلى مستويات التيار الكهربائي ، يتعين علينا أولاً تحويل التيار المستمر منخفض المستوى إلى مدخل التيار المتردد المنخفض. في محولات الموجة المربعة ، يمكن تحقيق ذلك بسهولة باستخدام دوائر مستقرة عادية ، ولكن ناتج الموجة المربعة هو ما لا نبحث عنه مطلقًا ، فكيف 'نصنع' بالفعل مدخلات موجية جيبية حقيقية أو نقية لنموذجنا الأولي.

استخدام محركات التيار المستمر لتوليد الإشارة الجيبية بدلاً من دوائر PWM

بالطبع يمكننا القيام بذلك باستخدام دوائر opamp المعقدة مثل a دائرة 'ببا' ، ولكن نظرًا لأننا هنا لا نريد إشراك الكثير من الإلكترونيات ، فإن الحل الأبسط هو استخدام محرك DC صغير لهذا الغرض. المحرك كما نعلم جميعًا يمكن تدويره عن طريق تطبيق الطاقة عليه ، والدوران ناتجة عن تفاعل التواء مستمر للمغناطيس الدائم والتأثير الكهرومغناطيسي المستحث.

إذا قمنا بعكس العملية ، أي إذا قمنا بتدوير محرك عن طريق تطبيق قوة ميكانيكية خارجية ، فيمكننا استحداث قدر معقول من الجهد المتغير عبر أطرافه المتعرجة وسيكون للجهد المستلم شكل موجة جيبية. سيكون شكل الموجة طبيعيًا تمامًا وموجة جيبية حقيقية.

إذا تم تضخيم مدخلات الموجة الجيبية هذه إلى المستويات المطلوبة ، فربما يمكن إنجاز مهمتنا ببساطة. بدلاً من الشروع في دوائر mosfet المعقدة المخصصة لتطبيقات العاكس ، اعتقدت أنه من الأفضل تغذية الإدخال الجيبي أعلاه لمكبر صوت عالي الطاقة تم شراؤه جاهزًا من السوق.

يتم عرض أحد نماذج مكبر الصوت النموذجية هنا. المخرجات التي من المفترض أن تكون مرتبطة بالسماعات يجب أن يتم ضمها مع محولات الطاقة الخاصة بنا.

إذا كان مكبر الصوت عبارة عن جهاز استريو ، فيمكننا استخدام زوج من المحولات وإنهاء مخرجات التيار المتردد للمحولات لفصل منافذ التيار المتردد بحيث يمكن توصيل الأجهزة المختلفة بها.

المحرك الذي يصنع الموجات الجيبية يتم تشغيله بواسطة محرك آخر متصل بآلية بكرة / حزام. محرك القيادة يعمل بطاقة البطارية المتاحة.

الأجزاء المطلوبة

سوف تحتاج إلى الأجزاء والوحدات التالية لصنع محول الموجة الجيبية الحقيقي هذا:

مضخم صوت جاهز عالي الطاقة

المحول - يجب أن يتطابق التصنيف مع قوة مكبر الصوت. إذا كان مكبر الصوت قادرًا على توصيل 500 وات عند 50 فولت ، فهذا يعني أنه يجب تصنيف ملف الإدخال للمحول عند 50 فولت و 10 أمبير.

بدلاً من ذلك ، يمكن إزالة محول إمداد الطاقة لمضخم الطاقة واستخدامه لهذا الغرض.

المحركات - يجب أن يكون عدد الدورات في الدقيقة أعلى من 3000 ويجب تعديله إلى 3000 دورة في الدقيقة بالضبط بحيث يمكن تحقيق تردد 50 ض من خلاله.

خزانة مناسبة لاستيعاب التجميع بأكمله.

صامولة ، براغي ، غسالات ، أسلاك ، بطارية ، إلخ.

تخطيط الأسلاك لمحول الموجات الجيبية المقترح باستخدام مضخم صوت

كيفية تجميع مضخم الصوت مع البطارية والمدخلات الجيبية

الأمر بسيط للغاية ويتعلق بتكامل الوحدات المشتراة وفقًا للمخطط المحدد. قد يتم وضع النظام بأكمله جنبًا إلى جنب مع مكبر الصوت والمحول والمحركات داخل خزانة معدنية أكبر ويتم تثبيتها بشكل مناسب.

يجب تثبيت المحركات بشكل خاص بقاعدة خزانة العاكس لتجنب الاهتزازات والضوضاء. يجب أن تتضمن الكابينة أيضًا جميع الأطراف المحددة مع الوحدة ، مثبتة خارجيًا لتوصيل البطارية ومنافذ التيار المتردد.

من خلال مفهوم بسيط ، تم شرح فكرة بناء عاكس موجة جيبية نقية في المقالة. تابع القراءة لمعرفة تفاصيل البناء بالكامل.

تصميم رقم 2: استخدام وحدة مضخم 100 وات

من المفهوم أن محولات الموجة الجيبية ليست سهلة البناء ، وذلك لأسباب عديدة مختلفة. لكنها على الأرجح الأكثر نوعًا تلو الآخر ومن الصعب جدًا العثور عليها. بالنسبة للأشخاص الذين يبحثون بشدة عن مثل هذه الدائرة ، ربما يمكن أن تساعد هذه المقالة.

بعد الكثير من التفكير ، يبدو أنني صممت مفهومًا أسهل (وإن لم يكن فعالًا تمامًا) لدائرة عاكس ذات موجة جيبية نقية. نظرًا لأن الدائرة لم يتم اختبارها بواسطتي ، فلن أتمكن من التحدث كثيرًا عن المواصفات الدقيقة للدائرة وأود أن أترك الأمر للقراء ليقرروا جدوى الدائرة الحالية.

صدمتني الفكرة أثناء قراءة وصف الدائرة لملف مكبر الصوت MOSFET . نعلم جميعًا أنه عندما يتم تغذية إشارة صوتية عند إدخال مكبر للصوت ، فإنها تنتج طاقة خرج مضخمة لها نفس خصائص الإدخال تمامًا.

هذا يعني ببساطة ، بدلاً من إشارة صوتية إذا تم تطبيق إشارة AC نقية من دائرة جسر Wien على إدخال مضخم طاقة ومحول عاكس متصل بإخراجها (حيث يتم توصيل مكبر صوت عادةً) ، تنتج بالتأكيد نسخة طبق الأصل مضخمة من المدخلات. ومن المؤكد أن اللف الثانوي للمحول العاكس المتصل سينتج طاقة التيار المتردد ذات الموجة الجيبية (افتراضي).

المشكلة الكبيرة الوحيدة هي فقدان قدر كبير من طاقة البطارية على شكل حرارة من خلال أجهزة الطاقة مما يقلل من الكفاءة الإجمالية للعاكس.

دعنا ننتقل ونرى كيف تعمل المراحل المختلفة للدائرة المقترحة.

دائرة المذبذب

يمكن استخدام دائرة مولد الموجة الجيبية البسيطة الموضحة جنبًا إلى جنب لإنتاج الموجات الجيبية المطلوبة عند مدخل مضخم الطاقة ، دعنا ندرس فيما يتعلق بوظائفها من خلال الخطوات التالية:

يتم توصيل Op amp A1 بشكل أساسي باعتباره جهاز هزاز متعدد مستقر ،

يحدد المقاوم R1 والمكثف C1 تردد تذبذب المستقر.

يتم تغذية الموجة المربعة من A1 إلى A2 الذي تم تكوينه كمرشح تمرير منخفض مزدوج القطب ويستخدم لتصفية التوافقيات من A1.

سيكون الناتج من A2 عبارة عن موجة جيبية نقية تقريبًا ، ومن الواضح أن الذروة ستعتمد على جهد الإمداد ونوع opamp المستخدم.

تم تحديد تردد الدائرة الحالية بحوالي 50 هرتز. إذا تم تحديد قيم الأجزاء الموضحة بين قوسين ، فسيكون التردد حوالي 60 هرتز.

قائمة الاجزاء

جميع المقاومات 1/8 واط ، 1٪ ، MFR

R1 = 14K3 (12K1) ،

R2 ، R3 ، R4 ، R7 ، R8 = 1K ،

R5 ، R6 = 2K2 (1K9) ،

R9 = 20 ألف

C1، C2 = 1µF، TANT.

C3 = 2 درجة فهرنهايت ، تانت (اثنان 1 درجة فهرنهايت في الموازي)

C4 ، C6 ، C7 = 2µ2 / 25V ،

C5 = 100µ / 50 فولت ،

C8 = 22 درجة فهرنهايت / 25 فولت

A1، A2 = TL 072

IC2 = LM3886 (أشباه الموصلات الوطنية) ،

HEATSINK لـ IC2 كما هو موضح في الصورة ،

المحول = 0-24 فولت / 8 أمبير. الخرج - 120/230 فولت تيار متردد

PCB = الغرض العام

دائرة مكبر الصوت الحالية

من أجل الحفاظ على مواصفات التصميم بسيطة للغاية ، وعدد المكونات إلى أدنى حد ممكن ، كان مكبر الصوت ذو الشريحة الواحدة هو المطلب الأساسي. تم اختيار مضخم قوي بشكل معقول باستخدام IC LM3886 (أشباه الموصلات الوطنية) لهذا الغرض. الميزات البارزة لشريحة مضخم الطاقة هذه هي كما يلي:

متعدد الاستخدامات حقًا وعالي الأداء مقارنة بالأنواع الأخرى من الأجهزة الهجينة والمنفصلة.

محمي داخليًا تمامًا من درجات حرارة الذروة اللحظية ،

لديه منطقة عمليات آمنة محمية ديناميكيًا ،

يتم حماية المخرج تمامًا ضد ماس كهربائى مع الأرض أو الإمداد الإيجابي من خلال شبكة دارة داخلية محدودة التيار.

الإخراج محمي أيضًا ضد الإخراج على الفولتية بسبب عبور الحمل الاستقرائي ،

يمكن تشغيله بجهد كهربائي منخفض يصل إلى 20 فولت حتى 94 فولت.

مواصفاته الفنية كالتالي:

حساسية الإدخال هي 1 Vrms

ستكون طاقة الخرج بالقرب من 100 واط إذا كانت المقاومة الأولية للمحول حوالي 4 أوم.

عرض النطاق الترددي للطاقة هو 10 هرتز إلى 100 كيلو هرتز.

تلميحات البناء

تتكون الدائرة بشكل أساسي من مرحلتين فقط كمكونات نشطة رئيسية وحفنة من المكونات السلبية الأخرى ، لذلك يجب أن يكون إجراء البناء سهلاً للغاية. يمكن إجراء التجميع بالكامل ببساطة على قطعة من لوحة الأغراض العامة (حوالي 4 × 4 بوصات).

يجب وضع IC2 على حافة PCB لتسهيل تركيب المشتت الحراري. يستخدم الحاضر بطاريتين كبيرتين 24 فولت. قم بتوصيلهم كما هو موضح في الرسم التخطيطي.

مطلوب شاحن بطارية منفصل لشحن البطاريات.

تصميم رقم 3: 500 واط عاكس موجة جيبية نقية

يشرح المنشور كيفية صنع عاكس موجة جيبية نقية بقدرة 500 وات باستخدام مضخم صوت بقدرة 500 وات للحصول على نتائج رائعة بشكل معقول.

تستخدم الدائرة بشكل أساسي طوبولوجيا سحب الدفع من خلال بطاريتين 24 فولت. يسمح استخدام بطاريتين 24 فولت بدمج بطاريات AH المنخفضة بكفاءة أعلى وقوة كهربائية.

يمكن أيضًا تجربة بطاريات 12 فولت ، ولكن سيتم تقليل خرج الطاقة إلى النصف.

نظرًا لاستخدام إمداد مزدوج ، لا يحتاج المحول المتصل إلى أن يكون نوعًا مركزيًا ، بل يصبح المحول العادي ذو السلكين مناسبًا هنا.

التصميمان الموضحان أدناه هما كل ما هو مطلوب لتنفيذ دائرة عاكس الموجة الجيبية النقية البسيطة.

مولد الموجة الجيبية

الدائرة الأولى هي مولد الموجة الجيبية الأساسي الذي يصبح مدخل التغذية لمضخم الموجة الجيبية الرئيسي أو مرحلة الإخراج.

ينتج مولد الموجة الجيبية خرج موجة جيبية نقية مع المكونات الموضحة عند حوالي 50 هرتز ، بالنسبة للترددات الأخرى ، يمكن تغيير المقاوم 2.5K ، واختباره في جهاز محاكاة لتحديد النتائج المرغوبة.

يجب تزويد دائرة المولد الجيبي بجهد +/- 12 فولت ، وليس مباشرة من مصدر بطارية 24 فولت لأن ذلك قد يؤدي إلى تلف IC بشكل دائم.

opamps المستخدمة في هذا المولد الجيب من IC TL072

استخدام دائرة مضخم الطاقة كمحول

يوضح الرسم البياني التالي مرحلة الإخراج لدائرة العاكس لموجة جيبية نقية بسيطة مقترحة والتي هي في الواقع تصميم مضخم طاقة بقدرة 500 وات. كما يتضح ، فإن التصميم ليس معقدًا على الإطلاق.

جميع المكونات المعنية قياسية ومتاحة بسهولة.

mosfets هي IRF540n و IRF9540n التي تكمل بعضها البعض لإنتاج تأثير سحب الدفع المطلوب فوق المحول المرفق.

باستخدام محول 0-24V / 25amp ، وبطاريتين من 24 فولت ، ستكون الدائرة قادرة على توليد ما يصل إلى 600 واط من خرج موجة جيبية نقية عند الجهد المناسب.

يجب توصيل الإخراج عبر الجانب الأيمن من opamp لمولد الجيب عبر مدخلات الدائرة الثانية لتهيئة العمليات المقترحة.

تفاصيل أسلاك البطارية للدائرة العاكس موجة جيبية بسيطة أعلاه