12. Op-amplificadors d'àudio de potència
ACTUAL - 12. Amplificadors opcionals d’àudio
ANTERIOR- 11. Acoblament entre diverses entrades
Op-amplificadors d'àudio de potència
Un ús comú per als amplificadors lineals és proporcionar guanys per als sistemes d’àudio. An amplificador d'àudio rep un senyal d’entrada d’un micròfon, un cartutx de fonògraf, una cinta adhesiva o un sintonitzador AM / FM. La sortida de l’amplificador condueix un sistema de parlants, auriculars o un gravador de cintes. Els dispositius d’entrada anomenats anteriorment solen ser modelats per una font de tensió amb una baixa tensió de sortida i una alta impedància de font. Per tant, la impedància d'entrada de l'amplificador que segueix aquest dispositiu ha de ser alta (molt superior a la impedància de font del dispositiu d'entrada). D'aquesta manera, l'amplificador no carrega significativament el dispositiu d'entrada i el guany no es redueix.
Els dispositius que accionen l’amplificador normalment tenen baixa impedància. Per exemple, la impedància d’un únic altaveu és normalment 8 Ω. Aquests dispositius poden requerir poders a l’ordre de 1 a 10 W.
Figura 48: el xip d’àudio LM380 i el dissipador de calor opcional
L'enginyer de disseny electrònic disposa d'una gran varietat d'opper-amplis de potència de circuit integrat, amb diferents potències de sortida. Com a exemple, presentem l’amplificador de potència d’àudio LM380[1] que s’utilitza en aplicacions de consum com a amplificadors de fonts i cintes, intercomunicadors, controladors de línia, alarmes, sistemes de so de TV, ràdios AM / FM, petits controladors servo i convertidors de potència. Té un guany fixat internament de 50 (34 dB) i una sortida que se centra al voltant de la meitat de la tensió d'alimentació. Les entrades es poden referir a terra o equilibrades. L’etapa de sortida està protegida tant amb circuits de limitació de corrent de curtcircuit com de tancament tèrmic. L’amplificador està empaquetat en un paquet DIP 14-pin com es mostra a la figura 48 (a).
El corrent de sortida es classifica al punt 1.3 A. Atès que el dispositiu s'apaga a temperatures de connexió per sobre de 150 oC, un dissipador de calor [vegeu la figura 48 (b)] s'ha de soldar a la unitat. La potència de sortida màxima (amb un dissipador de calor) és 3.7 watts. El dispositiu és esbiaixat internament.
1Les dades i els circuits s’imprimeixen amb el permís del fabricant, National Semiconductor Corp. Es recomana a l’alumne que utilitzi els llibres de dades a l’hora de dissenyar equips amb amplificadors de potencia.
La figura 49 mostra la configuració del circuit d’un amplificador fono complet. S'ha inclòs un control de volum i to en aquest circuit.
Figura 49 - Amplificador Phono amb LM380
Circuit Equivalent Amplificador Operacional 12.1
Si una aplicació en particular requereix més energia del que es pot obtenir amb un únic op-amplificador de potència, podem utilitzar la configuració del pont de la figura 50.
Atès que aquest sistema proporciona el doble volteig de la tensió a través de la càrrega com a sistema d'un sol dispositiu, la capacitat d'energia s'incrementa teòricament amb un factor de 4 sobre l'amplificador únic (per a una tensió d'alimentació determinada). Com que la dissipació de la calor és la preocupació limitant en aquest disseny, solem dissenyar el sistema de manera conservadora i només dobla la potència de sortida.
Figura 50 - Configuració del pont per a alta potència
12.2 Intercom
La figura 51 mostra un intercomunicador que incorpora un amplificador de potència i alguns components externs.
Amb el commutador dual de dues posicions (S1A-S1B) a la posició de conversa (com es mostra a la figura), el parlant de l’estació mestra fa la funció d’un micròfon, que condueix l’amplificador de potència mitjançant un transformador de pas. El altaveu remot es condueix de la sortida de l’op-amplificador de potència.
Canviar S1A-S1B a la posició d'escolta inverteix la funció de mestre i control remot. Ara el remot l’altaveu fa el paper del micròfon i condueix l’amplificador de potència a través d’un transformador de pas. El parlant mestre ara es condueix de la sortida de l’op-amplificador de potència. L’estudiant ha de traçar el cablejat amb S1A-S1B en la posició d’escolta per verificar-ho. Es pot utilitzar un transformador de pas amb una relació de gir de 1: 25 i el potenciòmetre, Rv, actua com a control de volum.
Figura 51 - Intercomunicador
RESUM
Aquest capítol es basa en el material presentat al capítol “Amplificadors operacionals ideals ”, on ens vam centrar en l’amplificador operacional ideal. Tot i que aquest important bloc de construcció es comporta gairebé com a amplificador ideal, l'enginyer de disseny ha d'entendre els contrastos entre el dispositiu pràctic i el model ideal.
Vam començar el capítol examinant l’amplificador diferencial. Vam analitzar les diferents configuracions i característiques de transferència. Després vam examinar l’amplificador operatiu típic, inclòs l’envàs i el circuit intern. Vam mirar la manera en què el fabricant especifica paràmetres per a l’amplificador.
Es van presentar llavors les característiques dels op-amperes pràctics, incloent-hi el guany, la tensió de desplaçament, el corrent de biaix, el rebuig en mode comú i la proporció rebutjada de la font d'alimentació. Els següents models de simulació per ordinador es van considerar, seguits d’una anàlisi detallada d’amplificadors no invertits i inversors.
El capítol va finalitzar amb diverses consideracions i exemples de disseny. Hem examinat les entrades i sortides equilibrades i l’acoblament entre les entrades. També hem analitzat els amplificadors d’àudio de potència, incloent un exemple d’un circuit d’intercomunicació.
----
1Les dades i els circuits s’imprimeixen amb el permís del fabricant, National Semiconductor Corp. Es recomana a l’alumne que utilitzi els llibres de dades a l’hora de dissenyar equips amb amplificadors de potencia.