O circuito de um amplificador de potência de 60 watts é mostrado na figura abaixo. Seu layout de design é simples e muito convencional. Tem um padrão completamente simétrico que tem compensação de frequência de um polo, mas alguns métodos incomuns têm sido empregados para manter o número de peças menor.
Para começar, a configuração do amplificador é feita na configuração inversora, em vez de implementar o estilo comum de um layout não inversor.
Como resultado, é importante conectar o alto-falante com polaridade invertida. No entanto, os amplificadores inversores não precisam executar muito para corrigir as mudanças de fase em malha aberta, simplesmente como seus próprios não inversores, o que é claramente uma vantagem neste projeto simples.
Além disso, o capacitor de entrada neste projeto desempenha uma função dupla. Ele oferece acoplamento CA e também minimiza o ganho CC para a unidade. Para ser preciso, toda dependência de frequência é mantida externamente ao loop de feedback aqui. Assim, o sinal fica totalmente pré-condicionado através da rede de entrada passiva fornecida para reduzir um pouco mais o número de partes.
O projeto do amplificador fundamental, consequentemente, funciona usando um alto ganho para frequências que podem estar fora da faixa de frequência normal da música. E você também pode descobrir que, além dos capacitores de compensação de frequência de 39 pF, juntamente com alguns desacoplamentos essenciais, o circuito do amplificador não está equipado com redes RC estranhas ‘para obter estabilidade’.
Mesmo com os parâmetros discutidos acima, este projeto de amplificador de 60 watts inclui uma margem de fase hipotética de 40°, enquanto o projeto de PCB simplificado ajuda a manter as influências de sinal disperso em um nível mais baixo. Isso se deve especialmente ao design discreto do amplificador operacional de potência.
Quase todas as avaliações do amplificador foram realizadas usando sondas de teste parcialmente não blindadas em uma atmosfera de oficina com muitos ruídos elétricos. Mesmo em tal situação, o protótipo do amplificador não revelou absolutamente nenhuma tendência de instabilidade.
Antigamente, a maioria dos amplificadores eram feitos com sensibilidade de entrada bastante pequena (1Vrms) para a integração com as fontes de entrada de nível de linha. Se você quiser configurar este amplificador dessa maneira, poderá fazê-lo usando os valores dos componentes exibidos entre parênteses, e isso fornecerá um ganho de x12 ou 22 dB.
No entanto, o fato é que, nestes tempos modernos, as fontes de nível de linha dificilmente são vistas em comparação com os conectores de saída de fone de ouvido de baixo nível disponíveis em smartphones e tablets.
O circuito amplificador de 60 watts discutido aqui oferece um ganho de 36 dB (x67) que possibilita 100% de potência de saída de todos os conectores de fone de ouvido contemporâneos padrão (0,2 Vrms). O elemento de amortecimento é impactado negativamente com frequências aumentadas.
Outra grande coisa é o LED usado para polarizar os transistores da fonte de corrente. Os LEDs são usados, pois esses dispositivos produzem ruído reduzido em comparação com os diodos zener, o que ajuda a se livrar de alguns capacitores de bypass, o que também permite menor desvio térmico para o interruptor do amplificador ligado!
Além disso, o preço é menor para este design, juntamente com a natureza compacta e elegante pode ser observada para os resistores de emissor dos transistores de potência, onde podemos encontrar os tipos regulares de 1-Q conectados em paralelo, proporcionando uma vantagem extra por meio de menor indutância em comparação aos tradicionais resistores de fio enrolado.
Os transistores de potência de saída são alimentados por uma corrente quiescente mínima, sacrificando níveis de distorção incrivelmente reduzidos para uma série de vantagens úteis, que incluem menor desperdício de energia e a capacidade de operar o estágio de saída usando TO-92s sem dissipadores de calor.
atuação
Apesar de usar um conjunto de transistores muito padrão, a qualidade de saída de áudio foi considerada excelente. Quando os testes de qualidade de áudio deste amplificador de 60 watts foram comparados com os caros amplificadores Hi-Fi contemporâneos, nosso design demonstrou alguns graves firmes do áudio, detalhes finos muito precisos do conteúdo da música e frequências vocais de médio porte extremamente limpas.
Proteção
Na potência de saída total de 60 watts ou 65 watts com 10% THD, os transistores de saída T0-220 indicados estariam trabalhando muito e, portanto, um dissipador de calor decente é essencial para os dispositivos de potência de saída.
Embora um circuito de proteção contra sobrecorrente não tenha sido considerado neste projeto, é sempre crucial proteger o amplificador através de dois fusíveis de 2 A conectados em série com as duas linhas de alimentação.
Amplificador estéreo de 60 watts usando o conceito Gainclone
O próximo projeto é um circuito amplificador estéreo gainclone de 60 watts, capaz de produzir uma excelente qualidade de som, através de um único IC LM3875.
O IC é fabricado pela Texas Instruments e pode-se esperar que produza uns bons 60 watts de potência de saída em um alto-falante de 8 Ohm.
Características gerais do LM3875
- As características gerais do IC LM3875 podem ser compreendidas a partir dos seguintes pontos:
- Distorção Harmônica Total (THD) inferior a 0,03% dentro da faixa de frequência de 20Hz a 20kHz e faixa de alimentação de +/-40V.
- Proteção interna contra picos de tensão, curto-circuito e condições de sobrecarga de saída.
- Saída de baixo ruído especificamente dentro de 95dB
Diagramas de Circuito
A partir da figura podemos ver que o sinal de entrada está conectado ao resistor R2, que define a impedância de entrada do amplificador em 33K junto com o capacitor de acoplamento C2.
O estágio de entrada é composto por um estágio de circuito de filtro ultrassônico composto por C3, R3 e R1 que suprime qualquer entrada de ruído através de uma baixa atenuação de RF.
Depois disso, o sinal pode passar para o pino 7 do IC, permitindo um ganho de 25 vezes para o sinal. Este ganho é sustentado alimentando-o de volta à pinagem de entrada via R5 e R6 e é calculado pela fórmula (1 + R5/R6)
Um corte de frequência de -3dB abaixo de 10Hz é obtido via C5, que pode ser visto anexado com R5.
A entrada de música amplificada é entregue a partir do pino 3 que é alimentado ao alto-falante para a geração de som amplificado, porém antes que isso possa acontecer, o sinal tem que passar por uma rede de R4 e C4 que evita que o amplificador fique instável durante cargas e, assim, garante uma saída estável contínua sob volume total.
Fonte de energia
A fonte de alimentação para este circuito amplificador estéreo de 60 watts emprega um transformador de 24-0-24V 5 Amp que é retificado pelo módulo retificador de ponte indicado e é filtrado usando C13 e C14.
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