STK4131-II ile yapılan bu stereo amfi devresi, evde, atölyede veya küçük iş yerlerinde kullanılabilecek pratik bir ses yükseltici çözümüdür. Devre; 2x20W sınıfında hibrit güç amplifikatörü, BC109C transistörlü ton kontrol katı, loudness desteği ve 555 entegresi ile hoparlör gecikme rölesi içeren bütünleşik bir yapıya sahiptir.
Tasarımda temel hedef; karmaşık olmayan, anlaşılır, maliyet-performans dengesi iyi ve gerçek kullanımda tatmin edici sonuç veren bir stereo amfi elde etmektir.
Bu tip projeler özellikle kendi STK amfi devrelerini yapmak isteyenler, eski hoparlörlerini değerlendirmeyi düşünenler veya masaüstü kullanım için basit bir stereo sistem kurmak isteyenler için uygundur.
STK4131-II entegresi nedir?
İçerik
STK4131-II, Sanyo tarafından üretilmiş, iki kanallı ses güç yükselteci olarak tasarlanmış hibrit bir entegredir.
Veri sayfasında bu model 2-channel 20W min AF power amp olarak tanımlanır.
Önerilen çalışma koşullarında ±23V besleme ve 8 ohm hoparlör yükü ile kullanılmak üzere tasarlanmış.
Frekans karakteristiği 20Hz-50kHz aralığında verilmiştir.
Bu da onu ev tipi müzik sistemleri ve küçük stereo uygulamalar için uygun hâle getirir.
Hibrit yapıdaki bu entegreler, ayrık transistörlü klasik amfilere göre daha az parça ile daha düzenli bir kurulum sunar.
Özellikle montaj kolaylığı, daha derli toplu PCB tasarımı ve daha kısa sürede çalışan bir sistem elde edilebilmesi açısından avantaj sağlar.
Devrenin genel yapısı ve çalışma mantığı
Bu projede güç katı olarak STK4131-II kullanılırken, giriş tarafında ayrı bir aktif ton kontrol katı yer almaktadır.
Ek devrede görülen BC109C transistörleri ile bass ve treble ayarları yapılabilmektedir.
Böylece kullanıcı yalnızca ses seviyesini değil, ses karakterini de kendi zevkine göre şekillendirebilir.
Orijinal devre üzerinde bazı eleman değerleri değiştirilmiş, bazı bölümler ise kullanım amacına göre yeniden düzenlenmiştir.
Bu düzenleme ile bass ve treble tepkisinin daha kullanışlı, loudness etkisinin ise daha hissedilir olması hedeflenmiş.
Sonuç olarak ortaya yalnızca çalışan değil, dinleme sırasında daha dengeli ve daha keyifli sonuç veren bir uygulama çıkmış.
Ton kontrol ve loudness devresi ne işe yarar?
Ton kontrol devresi, giriş sinyalini STK4131-II güç katına vermeden önce frekans içeriğini şekillendirir.
Bas frekanslar artırılabilir veya azaltılabilir, aynı şekilde tiz frekanslar da ayarlanabilir.
Bu özellik farklı hoparlör kutuları, farklı oda akustiği ve farklı müzik türleri için önemli avantaj sağlar.
Loudness ise özellikle düşük ses seviyelerinde faydalıdır.
İnsan kulağı düşük ses seviyelerinde bas ve tiz frekanslara karşı daha az hassas olduğundan, loudness desteği sesin daha dolgun ve daha canlı algılanmasına yardımcı olur.
Kısık seste dinleme yaparken müziğin zayıf ve cansız duyulmaması için bu özellik oldukça yararlıdır.
Burada dikkat edilmesi gereken nokta, ton kontrol ve loudness devresinin rastgele eklenmemesi gerektiğidir.
Yanlış değer seçilen elemanlar, gereğinden fazla bas yükselmesi, seste boğukluk veya yorucu tizler oluşturabilir.
Bu nedenle denenmiş değerlerle ilerlemek çoğu zaman daha güvenli sonuç verir.
Benzer şekilde ön yükselteç ve ton kontrol devreleri ile ilgileniliyorsa, bu devrenin giriş katı iyi bir örnek olarak incelenebilir.
555 ile hoparlör gecikme devresi neden eklenir?
Amfi devrelerinde en sık karşılaşılan sorunlardan biri açılış ve kapanış anındaki hoparlör vurma sesidir.
Özellikle güç katı kararlı hâle gelmeden hoparlör doğrudan bağlanırsa, hoparlörden rahatsız edici bir patlama, tak sesi veya darbe sesi duyulabilir.
Bu durum hem kullanıcı açısından rahatsız edicidir hem de uzun vadede hoparlör için istenmeyen bir çalışma koşulu oluşturabilir.
Bu projede bu sorunu azaltmak için 555 zamanlayıcı entegresi ile hazırlanmış röleli bir gecikme devresi kullanılmıştır.
Devre enerjilendiğinde röle hemen çekmez. Önce kısa bir bekleme süresi oluşur, ardından hoparlör çıkışı devreye alınır.
Böylece güç katı oturmadan hoparlör bağlanmamış olur. Bu uygulama özellikle eski tip amfi tasarımlarında oldukça işe yarar.
Ek olarak röleli gecikme devresi, amfi kapatılırken oluşabilecek bazı istenmeyen geçiş etkilerini azaltmada da fayda sağlayabilir.
Daha kararlı sonuç için röle bobinine ters paralel koruma diyodu eklenmesi iyi bir uygulamadır.
Besleme devresi ve trafo seçimi
Bu uygulamada besleme için 60W 2x12V 2A trafo, 4A köprü diyot ve 2 adet 2200uF 25V filtre kondansatörü kullanılmıştır.
Bu değerler ev tipi kullanım için yeterli ve ekonomik bir yapı sunar.
Küçük-orta seviye dinleme seslerinde çoğu kullanıcıyı memnun edecek performans verir.
Ancak burada önemli bir teknik ayrıntı vardır: STK4131-II veri sayfasında önerilen besleme gerilimi ±23V seviyesindedir.
Dolayısıyla 2x12VAC trafo ile elde edilen pratik DC besleme, veri sayfasındaki ideal koşullara göre daha düşük kalacaktır.
Bu nedenle devre gayet iyi çalışsa da her kullanımda katalogdaki teorik güç değerine birebir ulaşılması beklenmemelidir.
Besleme bölümünde kullanılan filtre kondansatörleri artırılırsa, özellikle yüksek ses seviyelerinde bas kontrolü ve dalgalanma bastırma performansı iyileştirilebilir.
Soğutma, hoparlör seçimi ve montaj önerileri
STK4131-II hibrit yapıda olsa da ciddi şekilde ısınabilen bir güç katıdır.
Bu nedenle yeterli büyüklükte bir soğutucu kullanılmalı, entegre ile soğutucu arasına termal macun sürülmeli ve mekanik montaj düzgün yapılmalıdır.
Kapalı kutularda hava dolaşımı zayıfsa sıcaklık daha hızlı yükseleceğinden soğutma konusu ihmal edilmemelidir.
Hoparlör tarafında 8 ohm yük daha güvenli ve veri sayfasına daha uygun bir seçimdir.
Daha düşük empedanslı hoparlörler kullanıldığında entegre daha fazla zorlanabilir.
Ayrıca giriş kablolarının ekranlı olması, ton kontrol kartı ile güç kartının şase bağlantılarının dikkatli yapılması ve trafo manyetik alanının giriş devresinden uzak tutulması uğultu riskini azaltır.
PCB üzerinde yüksek akım taşıyan yollar ile düşük seviyeli ses sinyal yolları mümkün olduğunca birbirinden ayrılmalıdır.
Özellikle giriş hattı, ton kontrol devresi ve güç besleme yolları plansız şekilde iç içe geçirilirse dip gürültüsü ve parazit oluşabilir.
Kaynak: eproje @poyrazoruc
