PA-vahvistin

Abstract

Tässä insinöörityössä suunniteltiin tehokas B-luokan PA-audiovahvistin ja toteutettiin vahvistimen alustava prototyyppi. Vahvistintyyppi soveltuu ammatilliseen audiokäyttöön eli esimerkiksi käytettäväksi julkisten tilaisuuksien äänentoistoon.

Vahvistimesta pyrittiin suunnittelemaan kohtuullisen laadukas niin äänentoiston kuin vikasuojauksenkin alueilla. Komponenttien osalta kiinnitettiin huomiota edullisuuteen ja helppoon saatavuuteen. Vahvistimen suunnittelussa ja toiminnan simuloinnissa käytettiin LTSpice-ohjelmistoa. Lopulta simulaatioissa toimivaksi todetusta vahvistimesta rakennettiin alustava prototyyppi.

Työssä selvitettiin erityyppisten tehotransistorien soveltuvuutta audiovahvistimiin ja etsittiin tietoa viime vuosien tehoelektroniikan komponenttien nopean kehityksen vaikutuksesta audiovahvistinteknologiaan. Työssä luotiin myös lyhyt katsaus sähkölaitteille vaatimuksia asettaviin direktiiveihin ja standardeihin.

Työn tuloksena saatiin rakennettu vahvistin, jonka toimivuutta testattiin. Rakennetun vahvistimen toimintaa vertailtiin myös ohjelmistomallinnuksesta saatuihin tuloksiin. Kokemusten perusteella muodostettiin näkemys ohjelmistomallinnuksen käyttökelpoisuudesta projektin työtehtävissä.

The aim of this thesis was to design a powerful class B PA amplifier and build a preliminary prototype of it. This type of amplifier can be used in professional sound systems, for example in public occasions.

The amplifier was designed to represent moderately good sound quality and failure protection. Attention was also paid to affordability and easy availability of components. LTSpice-software was used in designing and simulating the amplifier. The preliminary physical amplifier prototype was built on the designed virtual model of amplifier that seemed to be functioning well in the simulation.

A slight survey of power transistors was made and some new trends in audio amplifier technology, made possible by the fast development of power semiconductor devices in recent years, were studied. A brief look at the directives and standards setting requirements to electrical devices was also made.

As a result of the project, an amplifier was built and its functioning was tested. The functioning of the amplifier was also compared to the output data of software simulations. On the basis of the experience obtained, a statement concerning usability of software simulation in the tasks of the project was made.