Mijn eerste zelfgebouwde audioversterker: begonnen met een simulatie in LTspice

Ik was al geïnteresseerd in zelfbouwaudio, en toen ik een blogpost las over iemand die een kleine eindversterker met transistors had gebouwd, wilde ik het zelf ook proberen. Als leidraad gebruikte ik hoofdstuk 4, "Ontwerp van een mini-eindversterker", uit het boek "定本 トランジスタ回路の設計". Het volgt een versterker van 0,5 W heel zorgvuldig, van het bepalen van de componentwaarden tot en met de evaluatie. Een echte aanrader voor iedereen die hiermee wil beginnen.

De ontwerpspecificaties waren: een spanningsversterking van 10 keer (20 dB), minstens 0,5 W in een belasting van 8 Ω, een frequentiebereik van 20 tot 20 kHz en een vervorming van hooguit 1%. Het circuit bestaat uit een spanningsversterkertrap in gemeenschappelijke-emitterschakeling en een push-pull-stroomversterkertrap in klasse AB. Ik heb veel geleerd van de uitleg over het toevoegen van diodes om crossoververvorming in klasse AB weg te werken, en van de truc om de transistors thermisch aan het koellichaam te koppelen om thermal runaway te voorkomen.

Omdat ik geen audioanalyzer heb, heb ik dat aangevuld met de gratis circuitsimulator LTspice. Toen ik in de transiëntanalyse de versterking mat aan de hand van de in- en uitgangsgolfvormen, kwam ik uit op ongeveer 10 keer (20 dB), vrijwel precies volgens ontwerp. Daarna controleerde ik de harmonischen met een FFT en berekende ik de THD (vervorming) met het .four-commando: die kwam uit op ongeveer 2%, bijna gelijk aan de waarde in het boek.

De printplaat heb ik voor het eerst ontworpen in EasyEDA en besteld bij JLCPCB. Met een kortingscoupon kostte het zo'n 500 yen, verrassend goedkoop, en de verzending uit China duurde ongeveer een week. Ik was bang dat hij niet echt zou werken, maar er kwam netjes geluid uit. De vervorming is laag en hij klinkt net zo prettig als een gewone luidspreker. Hierna wil ik me ook eens wagen aan voedingscircuits en digitale schakelingen.

Bron: よもつひらさか