Diseño de amplificadores de audio

[downcount]

Hola Francisco!!! me encanta tu iniciativa, pero me parece que los cálculos que has hecho del condensador no son correctos, no hay que tratar este condensador como un filtro aunque en realidad lo es, mas adelante intentare explicar lo que conozco sobre el tema de realimentación y estabilidad, este es el proposito del condensador (proporcionar estabilidad), no el de realizar un filtro pasa-altos.
Respecto al los niveles de entrada estoy algo confuso, segun tengo entendido por ejemplo la salida de un reproductor de cd-entrada de un preamplificador estaria entre los 200-300mV, la salida de un preamplificador-entrada de una etapa de potencia, alrededor de 1.5-2 voltios.

Bueno, mi proposito es el de aprender a diseñar amplificador de audio de alta calidad domesticos en clase B con transistores bipolares, no el de proporcionar esquemas de circuitos, que gracia tiene montar un amplificador y no entender como funciona?, si soy sincero nunca he diseñado uno, pero he aprendido bastante del tema, quizas aun no tanto como para diseñar ninguino. Se me ocurren una serie pasos a seguir para el aprendizaje, yo propongo algunos, intentare ir explicando lo que he aprendido sobre el diseño, no pretendo dar un curso, ni mucho menos, si no que colaboremos todos.
Se que mucha gente esta interesada en el tema pero quizas no tenga los conocimientos suficientes como para entender algunas cosas, ruego que todos nos expresemos de la manera mas entendible para despertar el interes de los principiantes o novatos en electronica, pero logicamente algunas cosas basicas hay que pasarlas por alto.

1- Introduccion: Clases de amplificador, respuesta en frecuencia, ruido, disporsion, Bipolares vs Mosfets y valvulas. Estructura basica de un amplificador.
2- Etapa de entrada. Configuraciones y anàlisis.
3- Etapa de ganancia en tension. Configuraciones y anàlisis.
4- Etapa de salida. Configuraciones y anàlisis.
5- Realimentacion, estabilidad, slew-rate.
6- Fuentes de alimentacion
7- Protecion del amplificador y de los altavoces.
8- Compensacion termica de Vbias (tension de polarizacion) y ajuste.
9- Aspectos mecanicos, cableados y calculo de los disipadores.
10-Aspectos basicos para diseñar circuitos impresos.
11- Seleccion de componentes electronicos para audio: reistencias de pelicula metalica, condensado de polyester, electroliticos, transistores bipolares y sus caracteristicas destacables en audio.
12- Analisis matematico y simulacion del esquema del amplificador al principio de este tema.
Este ultimo tema lo podemos ir realizando a medida que avanzamos.

Os mando una serie de links muy interesantes sobre proyectos de amplificador. Pido disculpas algunas páginas estan en ingles.

- PCP FILES
página en español, diseño y proyectos de amplificador, página muy buena.

- http://www.littlefishbicycles.com/poweramp/
página en ingles. Proyecto amplificador 100W.

- Audio Amplifier Design
Pagina en ingles, diseño de amplificador

- TalkTalk Webspace is closing soon!!
página en ingles diseño de amplificador, pagina muy buena.

Sobretodo os recomiendo que mireis la pagina en español, habla del diseño de amplificador como de su estructura, de las etapas diferenciales, fuentes de corriente, cargas activas,etapas de salida (se salta la etapa intermedia de ganancia de tension), realimentacion, estabilidad, slew-rate, fuentes de alimentacion....etc.

 

[thevenin]

Esto marcha, añado un par de enlaces más:

http://www.acta.es/MFsviewer.asp?theurl=823
PDF 19 páginas muy didáctico, paso a paso del cálculo de un clase AB de 30 W. Completo, previo en emisor común, driver, y salida.

http://www.victoryvictor.net/transistor4.htm.
Parecido al anterior, se explica un amplificador clase AB también aunque de baja potencia.

http://www.eee.bham.ac.uk/collinst/ee3b1/slides/
Diapositivas en inglés, es básico pero vienen cosas interesantes, (por ejemplo el cálculo de la RE de la etapa clase AB, su porqué, etc). En concreto esto viene el 6.
Recomendado.

 

[Francisco Galarza]

Downcount, los links (por lo menos el español) es muy bueno, leí la parte de diferenciales y se me aclararon un monton de cosas y me surgieron nuevas ideas, espero que despues de ver la parte de salida y los otros links pueda armarme algo interesante.
Muchas gracias por toda la información

 

[downcount]

de nada Francisco,os mando otro link, siento que sea en ingles, pero es que la buena información cuesta encontrarla en español , dimelo a mi que he tenido que leerme libros en ingles, la verdad mi nivel de ingles no es muy bueno, he entendido la mitad jejejej

http://sound.westhost.com/amp_design.htm

Voy a hacer unas reflexiones sobre la " respuesta en frecuencia", para aquellos que no sepan lo que significa pueden consultarlo en http://es.wikipedia.org/wiki/Respuesta_en_frecuencia. La respuesta del odio humano raramente abarca frecuencias mayores de 20Kz, en audio existe un estandartd donde el ancho de banda de los equipos de audo esta comprendido como mínimo entre los 20Hz y los 20KHz (esto se considera baja frecuencia).
Los formatos digitales de ultima generacion de alta calidad como el DVD-Audio y el SACD (Super Audio compact Disc) extienden este ancho de banda hasta los 100KHz, uno se preguntarà, porque es necesario reproducir frecuencias tan elevadas ( estan en el rango de ultrasonidos) si el odido humano no es capaz de escucharlas?.
La respuesta esta en que recientes estudios psicoacusticos demuestran de que estas frecuencias no son audibles pero si son preceptibles y afectan en la calidad sonora. En la actualidad pocos altavoces de agudos (tweters estan preparados para reproducirlas).
voy a copiar un texto interesante que demuestra lo anterior, extraido de un articulo que habla del DVD-Audio.
"La utilización de las frecuencias de muestreo mas elevadas, como 96 y 192KHz, puede parecer innecesaria, ya que hay muy pocos casos excepcionales de personas capaces de escuchar frecuencias de 24 y 26KHz, ya de por si muy alejadas de los 48 y 96KHz de frecuencia de corte de este sistema. En la mayoria de las ocasiones, la respuesta audible no se extiende mas alla de los 20KHz en la escucha de tonos puros en estado estacionario, por lo que parece ser que esta extension de la banda de frecuencia no es muy utilizada. Sin embargo, tambien se puede argumentar que las frecuencias de muestreo elevadas mejoran la respuesta biaural en el tiempo,conduciendo a una mejora de la generacion espacial de imagenes sonoras (en otras palabras esto significa que mejora la localizacion de los instrumentos, percibes donde estan colocados los musicos y a la distancia donde estan, sientes que la musica no sale de los altavoces si no del espacio, no se si me expresado bien, lo digo por experiencia propia, he escuchado equipos domesticos, no profesionales de mas de 100.000 euros, mucha gente no sabe ni que existen).

A modo de conclusion pienso que seria interesante a la hora de diseñar amplificador augmentar el ancho de banda hasta valores cercanos a los 100KHz.

Conceptos como " respuesta en frecuencia, ancho de banda, frecuencia de corte" son importantes en el mundo del audio, aquellos que no los conozcan pueden encontrar su significado por ejemplo en http://es.wikipedia.org/wiki/Portada.

Existen mas conceptos basicos que no voy a explicar, pido discultas pero es que si no me tiraria años, algunos de estos son por ejemplo: analisis de circuitos a nivel basico, kirchhoff, lei de ohm, impedancia de entrada, salida, potencia, decibelio dB, fase, amplitud, transistores bipolares, señal senoidal, bobinas , condensadores, resistencias, concepto de amplificación, simulacion con Pspice (existen manuales en castellano en internet)..etc...

 

[Francisco Galarza]

Hola, estoy diseñando un amplificador de 50W en 8 ohms, acá les adjunto el archivo para multisim 8. Los transistores de salida deberian ser tip 35 pero el programa no los tiene. Después cuando esté bien listo, lo posteo. Como el archivo pesa más de 150Kb que es lo máximo permitido, lo parti en dos rar. Lo simulo y anda todo perfecto, muy baja THD (0.002% a 0.08%).
A máxima potencia sin distorcionar da 50W en 8 ohms y 100W en 4 ohms.
Todo esto con una alimentación de +-35VDC. El problema viene cuando le quiero subir la alimentación, por ejemplo, a +-65VDC. En estas condiciones aparece una oscilación de alta frecuencia. Probé aumentando el valor de los condensadores de 1nF hasta 3.9nF pero la oscilación continua.
Les pido una mano por favor, si me lo pueden checkear a ver qué está mal.
El objetivo de subir la alimentación es hacerle una fuente con dos tensiones y un circuito switch para hacerlo un amplificador clase H.

 

[morante]

fantástico hilo, muchas gracias downcount.
En cuanto a lo escrito respecto a frecuencias mayores a 20kHz., lo pongo un poco en cuarentena. Dudo mucho el posicionar o no diferentes instrumentos a partir de un monitor esté relacionado con el aumento del ancho de banda. Me suena más a estrategias de márketing. Además, quizás esta expansión del ancho de banda a frecuencias para mi, innecesarias, a lo único que puede a llevar es a mayor distorsión armónica del amplificador, y esto puede hacer que este de un sonido más musical (la discusión de siempre entre válvulas y transistores).
Downcount:

Existe un fenomeno en los transistores en el cual la Beta del transistor es funcion de la Ic intensidad del colector.

Efectivamente esto se debe tener muy en cuenta. Este fenómeno esta relacionado con la cantidad de portadores minoritarios que hay en la base. Supongamos que tenemos un PNP, luego la base es de tipo N (dopado por tanto con electrones, estos son pues los portadores mayoritarios). Si el transistor está en conducción, el emisor inyecta huecos a la base, y sólo unos pocos de estos huecos se recombinan con electrones libres en la base(corrienteIb) , pasando la mayoría hacia el colector (Ic). Así, la ganancia Beta=Ic/Ib es grande.
Cuando la corriente se hace demasiado grande, el hecho es que el emisor está inyectando tal cantidad de huecos en la base que empieza a comportarse más bien como una capa tipo p, luego extrae muchos mas huecos (Ib aumenta) mientras Ic se mantiene constante, lo cual lleva por tanto a una reducción de la ganancia de corriente beta.

 

[Francisco Galarza]

TE EL CIRCUITO, NO FUNCIONA CORRECTAMENTE!!!

Hola Downcount, estaba mirando el amplificador que pusiste y la estructura parece buena, un error es que el MJE15033 excitador de la parte negativa de salida, está al revés , tal vez por eso no ande.
saludos!

 

[downcount]

Hola Francisco!!! es verdad tienes razón..el transistor que actúa como pre-driver parece q esta al reves....que fallo...cuando pueda lo volvere a simular a ver si funciona, merci. Respecto a tus diseños...el amplificador de 50w, a parte de que tiene un pequeño error de dibujo (base de q16 no está conectada), no acabo de entender el circuito, Q1,Q2,Q27 y Q28 para que sirven??, la configuración de los transistores de salida... no se que tipo es, parece una CFP. Un par de cosas que he notado, los transistores 15033/32 son transistores drivers no transistores de salida, si miras el datasheet son de encapsulado TO220, no aguantan mucha potencia y por ultimo los dos diodos que has puesto para polarizar ligeramente los transistores de salida, es una solucion correcta, pero es mucho mejor que lo substituyas por un transistor en configuración multiplicador de Vbe, con esta última configuración la distorsión de cruce sera menor debido a la temperatura. En el otro esquema HI-fi 50w Q9 hace de multiplicador de Vbe. C1 y C2 no creo que tengan nada que ver con la estabilidad, creo q no tiene ningun tipo de compensación en frecuencia, por eso de oscila. La resistencia R11 es la realimentación negativa, por tanto creo q tendria q ir conectado a la pata inversora del operacional y la compensación en frecuencia tendria q estar situada ahi.

El esquema que envio se trata de un esquema de un amplificador basico, para empezar a entender como funciona y luego pasar a diseños mas complicados. Intentare explicar como funciona. Se trata de un esquema de tres etapas, etapa de entrada, etapa de ganancia en tension y etapa de salida, la mayoria de amplificador son de tres etapas.
- La etapa de entrada o de transconductancia convierte tension en corriente. C1 y C2 desacoplan en continua , para no dejar pasar DC al amplificador, se tendrian que substituir por un solo condensador de polipropileno de unos 10uF. C4 y C5 (100uF) filtran la alimentacion para que no se cuelen componentes de alta frecuencia...ruidos, interferencias. R1 fija la impedancia de entrada, un valor de 10 o 20 Kohms es lo normal.
C3 se utiliza para llevar a masa señales de RF, señales de muy alta frecuencia q no nos interesan. Un dato muy importante de montaje, donde pone signal common, és el negativo de la señal de entrada, esta masa no se debe conectar directamente a la masa del amplificador, pq la masa del amplificador lleva señales de alta potencia y la de la entrada, pequeña señal introduciéndose de esta manera mucho ruido. Las masas hay q conectarlas en un unico punto, ya lo comentare en otro momento . Bueno ahora empiezo con lo realmente interesante....Q1 y Q2 es un amplificador diferencial, Q3 y Q4 forman una fuente de corriente constante (constante!!!...que no varíe debido a las variaciones de la alimentacion, esto hace q el amplificador tenga un elevado PSRR, power supp ly rejection ratio), esta fuente de corriente fija la polarización del amplificador diferencial.
R2 y R3 son las resistencias de emisor o de degeneración, la función que tienen es linearizar el amplificador diferencial reduciendo de esta manera el THD (distorsión armonica total). Q6 y Q6 junto con sus resistencias de degeneración R6 y R7 forman un espejo de corriente. El espejo de corriente tiene dos misiones: hace que circule la misma corriente por cada rama del amplificador diferencial lo cual reduce la distorsión y actúa como carga activa para los colectores del amp. dif. lo cual hace doblar la capacidad en corriente de salida de la et. dif.
En la base de Q2 se introduce la realimentacion negativa global. R10 dividido R8 (R10/R8) fijan la ganancia en alterna. La realimentacion en continua es del 100% puesto que C6 bloquea la continua, esto se hace para conseguir un offset (DC) mínima a la salida del amplificador.

- La salida del amplificador diferencial (colector de Q1) se introduce a la etapa de ganancia en tension , base de Q8 (VAS, voltage amplificadorfier stage), es un amplificador de transimpedancia, convierte la corriente de salida del amp. dif. en tension. Q10, Q11 y R9 forman una fuente de corriente constante que polarizan el VAS (Q8), todo el amplificador esta acoplado en continua... y para polarizar los transistores hay q hacerlo mediante fuentes de corriente, estamos acostumbrados a polarizar los transistores con resistencias, pero esto no nos sirve , puesto que es para amplificador acoplados en alterna. Pq lo hacemos asi?? en un amplificador acoplado en alterna (=desacoplado en continua) necesitamos un condensador a la entrada y a la salida del amplificador para bloquear la DC, para q la polarizacion de un TRT no afecte a otro.
Acoplando en continua polarizando los TRT con funtes y espejos de corriente nos ahorramos de introducir condensadores entre cada red de resistencias de polarizacion del transistor, por estos condensadores circularia nuestra señal de audio, esto no nos interesa, hemos de evitar lo maximo posible q circule señar por un condensador para evitar distorsion.
Q9, P1, Rb y C8 forman un multiplicador de Vbe, su función es proporcionar una pequeña tension de polarización (aproximadamente de 2,8 V en amplificador EF seguidor de emisor como este) para poner los transistores de salida en clase B ( los transistores de salida se polarizan casi en el punto de empezar a conducir). El potenciómetro P1 permite ajusta esta tension de polarización (Vbias). Los transistores de salida se polarizan para q no ocurra distorsión de cruce ( cuando un transistor conduce el otro no lo hace y lo contrario han de hacerlo sin discontinuidad por el paso por cero).
La tension Vbe de los transistores de salida varia con la temperatura ,los transistores de salida se calentaran mucho, por tanto variara la tension de polarización necesaria, por eso el transistor Q9 se monta en el mismo disipador que los transistores de salida, de esta manera Q9 sufrirá las mismos variaciones de temperatura que los trt´s de salida y proporcionara una Vbias que dependerá la temperatura disminuyendo la distorsión de cruce y por tanto el THD.
Buff cuantas cosas he contado....espero haberme explicado bien...cualquier duda me la deciis..otro dia continuo

 

[Francisco Galarza]

Hola, 4 transistores del 1º amp los puse para sacar el offset porque tenia problemas pero es un diseño muy inestable.
El segundo me funcionó muy bien y C1 y C2 hacen a la estabilidad, si se los saco se larga a oscilar.
Otra cosa es que la realimentación va a la entrada no inversora porque después se invierte la salida del operacional por el resto del circuito.
Uso esa configuración de salida para aprobechar más la alimentación.

 

[thevenin]

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Buff cuantas cosas he contado....espero haberme explicado bien...cualquier duda me la deciis..otro dia continuo

Geníal tío.

La verdad que he aprendido unas cuantas cosas que no tenía ni idea.
No sabía que no era bueno hacer pasar la señal por condensadores, aunque sabía que eran mejor las etapas acopladas en contínua, pero no porqué.

¿Respecto a C7 sabrías para que es? Yo sé que es para algo de compensación en frecuencia,
pero ni sé como se calcula, ni sé exactamente que es "compensar en frecuencia".

Poca información he visto con respecto a eso, lo único que sé es que debe ser un condensador de decenas de picofaradios. He simulado un amplificador parecido a este con y sin el condensador y no veo diferencia alguna.

 

[Francisco Galarza]

Bueno, ya sabemos que son todas las partes pero vamos a analizar un poco el funcionamiento:
Supongamos que tenemos una entrada de 0V y una salida de 0V, en ese caso la corriente que pasa por cada rama del amplificador diferencial preferentemente es igual. Cuando pasa esta corriente (yo la llamo corriente de equilibrio), la tensión en que llega al generador de corriente formado por Q8 y R11 hace que éste "succione" una corriente que es igual a la que entrega el generador de corriente constante formado por Q10, Q11 y R12. De esta manera, la corriente que envía el generador desde el positivo se va toda al negativo por el generador controlado, osea que no sobra nada de corriente y no se va nada para la etapa de salida.
Ahora, si subimos la tensión de entrada, por ejemplo 10mV cuando la tensión de salida era 0V pasa lo siguiente:
el amp diferencial hace que pase menos corriente por la rama de Q1 y más corriente por Q2, esto implica que baja la tensión en la base de Q8, esto hace que el generador succione menos corriente. Entonces, el generador de corriente constante del positivo sigue mandando la misma corriente, pero el generado negativo es capaz de aceptar menos corriente, osea que sobra corriente. Esta corriete que sobra es una "corriente positiva" que sólo puede ir a Q14 y después a Q16. Osea que la salida va a entregar más corriente positiva. El aumento de corriente que entrega sobre una carga se traduce en un aumento de tensión sobre la carga, osea sobre la salida.
Vimos mas o menos a las apuradas cómo reacciona ante una variación de tensión positiva en la entrada. Con una variación negativa pasa lo mismo pero al revés.

Protección contra sobrecarga:
La corriente que sale del amplificador hacia la carga, pasa antes por R22 ó R23. Sabemos que V = I x R, entonces si aumenta la corriente que pasa, aumenta la tensión que cae en la resistencia. Supongamos un aumento de tensión en R22 de manera tal que la tensión base-emisor de Q12 sea mayor a 0.7V, en este momento Q12 empieza a conducir y lo que hace es derivar la corriente que iría a la etapa de salida para que no pase más de lo permitido. El problema de esta protección es que al producirse una sobrecarga, no desconecta la salida, solo limita la corriente que puede entregar: supongamos que está diseñada para que se active a los 5A y el amplificador se alimenta con 50V y hacemos un corto en la salida, el amplificador va a mandar 5A directo a masa, y el transistor de salida va a disipar toda la potencia: 50V x 5A = 250W, osea que se rompe igual, salvo que le pogamos una protección térmica.

¿Se entendió algo?, yo creo que no pero bueno, la intención está.

 

[downcount]

Hola francisco!!! no he acabado de entender muy bien lo que has explicado.....pero me parece que tienes un error de concepto..quizas soy...y lo que tu explicas es correcto. Permiteme que lo explique por si acaso, en todo caso nunca va mal repasarlo.
Hay que diferenciar el analisis en continua y el analisis en alterna. Lo que fija la fuente de corriente (Q4,Q3 y R4) y el espejo de corriente (Q5, Q6, R6 y R7) es la polarizacion en continua de los transistores (los TRT trabajan en la zona activa) (Q1 y Q2), fija lo que se llama la RCCS o algo asi (recta de carga en continua de entrada y salida) con su respectivo punto de trabajo Q, es la zona sobre la que trabajaran los transistores ( se representa sobre la curba caracteristica de salida del TRT, Ic en funcion de Vce yIb, se diseña el punto Q para que este en el sitio optimo. Para diseñarlo se amplificadorca el modelo en activa directa del TRT. La fuente de corriente constante fija una intensidad que centra el punto de trabajo, el espejo de corriente lo que hace es que por las dos ramas circule la misma intensidad en continua, para que los dos TRT esten identicamente polarizados, a parte tambien actua como carga activa doblando la capacidad de corriente de salida del amplificador diferencial.
Si tu le aplicas a la entrada una señal alterna el analisis varia, ahora el analisis es en alterna ( se utizan los modelos en pequeña señal para analizar los trt´s). Tambien se puede representar sobre las rectas de carga, la señal de entrada producira una excursion (un desplazamiento ) sobre la recta de carga .
Q8 no es una fuente de corriente...es un TRT en emisor comun, su funcion es amplificar en tension. Su punto de trabajo lo fija Q10 y Q11 que es una fuente de corriente. Q7 y R11 es una proteccion contra sobrecargas ( si Q8 conduce mucho augmenta Ie que crea una tension en R11 hasta el punto que hace entrar en conduccion Q7, que hace disminuir la corriente sobre la base de Q8 por tanto hace que conduzca menos.
R22 y R23 no son resistencias para la proteccion de sobrecargas o cortocircuitos, son resistencias de degeneracion o algo asi, sirven para "linealizar" los transistores en colector comun.
La proteccion contra sobrecargas esta formada por Q12,Q13, D2,D3,R13,R14,R19,R20,R16,R17,R15,R18. (esta parte la explico otro dia que tengo que consultar los apuntes...jejeje)
Respecto a la pregunta de Thevenin, C7 es lo que se llama el condensador de Miller, el valor suele se entorno a los 100nF. El tema es bastante complicado...otro dia lo explicare...si puedo...la verdad yo no acabo de tenerlo claro del todo, ahora solo digo cuatro cosas por encima.
Para entenderlo hay que entender cosas como servosistemas, realimentacion , slew rate, transformadorrmada de Laplace, polos y ceros..funciones de transferencia, margenes de fase...etc... y su relacion, pero a groso modo uno se puede hacer una idea.
A la hora de la verdad, a la hora de diseñar esta parte del circuito no lo vas a hacer sobre el papel..es demasiado complicado...i por tanto hay conocimientos que no los utilizaras pero es bueno saberlo, lo haras en ordenador..como por ejemplo con pspice..es mucho mas facil y ademas tu no conoces los polos del sistema al desconocer las capacidades parasitas de los transistores.
Digamos que hay una teoria sobre la estabilidad de los sistemas (circuitos), un sistema puede ser estable, oscilante e inestable. A nosotros solo nos sirve que sea estable. Un sistema oscilante es por ejemplo cualquier oscilador (por ejemplo LC), es un circuito que da una señal de salida sin aplicarle una entrada. Un circuito inestable es un circuito que la salida crece teoricamente hasta el infinito. Por ejemplo, imaginate que tienes un oscilador pero que la señal senoidal que genera no tiene una amplitud constante si no que va creciendo.
A ti te interesa que sea estable, tu le aplicas una entrada y te la aplifica lo que tu quieras y que cuando no le apliques entrada no haya salida.
El condensador aplica lo que digamos una realimentacion negativa que depende de la frecuencia, atenua las altas frecuencias.
Un condensador introduce lo que se dice un "polo", un polo introduce una atenuacion de 20 dB/dec en la ganancia de lazo cerrado....se dibujan las graficas de bode y se calcula lo que se llama margen de ganancia y margen de fase...me parece que se que para que sea lo suficientemente estable ( un margen de seguridad) tiene que tener un margen de fase MF de 30 grados. Por tanto diseñas el circuito para que cumpla esto.
No creo que te haya aclarado mucho....la verdad es muy complicado...por lo menos lo he intentado...otro dia cojere los apuntes y intentare expresarlo mejor y mas detallado, si te sique interesando...jejejej, la verdad uno se asusta!!!.

 

[Francisco Galarza]

Q8 no es una fuente de corriente pero es más fácil analizar el circuito como si fuera una fuente de corriente controlada por al tensión de la base de Q8, que no es un modelo muy alejado.
Tengo entendido que el espejo de corriente hace que pase la misma corriente por las dos ramas del espejo, esto no impllica que pase la misma corriente por las dos ramas del diferencial porque, justamente, puede derivarse corriente hacia Q8.
Estuve revisando y nunca dije que R22 sea una resistencia de protección, dije que se usa la caida de tensión en la R.
Están para evitar el "acople térmico", se usan cuando se ponen emisores en paralelo y se aprovechan para la protección.

 

[downcount]

Para los que se atrevan y quieran profundizar en el tema aqui dejos unos links de unos documentos de estabilidad y realimentación.

http://www.fceia.unr.edu.ar/enica3/estab.pdf

http://www.fceia.unr.edu.ar/enica3/realim.pdf

También podeis encontrar este libro por internet, me parece que es muy bueno...lo malo es q esta en ingles ANALISIS AND DESIGN OF ANALOG INTEGRATED CIRCUITS (Gray).

Perdon Francisco!!!...lo que cuentas de la protección de sobrecorrientes es correcto, lo habia entendido mal. Esta solo es una protección, como dices hay que poner mas protecciones, faltaría una protección termica que desconectase la salida mediante un relé, entonces al no haber carga conectada el amplificador ya no disiparía potencia y no se quemaría.
Tambien faltarian por ejemplo un detector de continua a la salida ( para no dañar los altavoces) y ya rizando el rizo un retardo de encendido que conectase los altavoces unos segundos despues de haber encendido en amplificador y hasta un "soft start" ( un circuito que hace que la carga inicial de los condensadores de la fuente de alimentacion no sea tan brusca).

He encontrado una pagina en la que se pueden descargar esquematicos de amplificador muy buenos..esta es la direccion:

http://www.audio-circuit.dk/Schematics.html

No se si alguien conoce Mark Levinson...mirar la web....http://www.marklevinson.com/....es de las marcas mas buenas y caras de high-end. He encontrado unos esquemas del amplificador 27.5..que es ya un poco antiguo del 1992 ...pero sigue siendo muy bueno. Lo que no consigo entender el esquema...el circuito es muy raro...a ver si alguien me puede ayudar a entender como funciona... Ésta es la etapa de entrada (buffer) y la etapa de ganancia en tensión. Aqui sale el regulador de tension y la etapa de salida. Las imagenes no se ven muy bien porque las he tenido que comprimir mucho para poder enviarlas

En la web de los esquemas esta el esquema de la etapa de potencia Rotel RB-1090 http://www.stereophile.com/solidpoweramps/100rotel/.....vale 2000$!!!!!

Hay varios aspectos en los que estoy investigando y agradeceria si me pudierais ayudar...uno son los transistores ThermalTrack de ON Semiconductor...que incorporan un diodo para compensar las derivas de los transistores de salida devidos a la temperatura...quiero modificar un amplificador normal con multiplicador de Vbe y substituirlo por este sistema...pero no entiendo exactamente como se hace.

Otro tema interesante que he descubierto recientemente son los amplificador realimentados por corriente (CFA´s). Los amplificador que conocemos....el 99% son amplificador realimentados por tension (VFA´s). Por lo poco que he descubierto con este otro tipo de amplificador se obtienen unos niveles similares de distorsión...pero se obtienen mejoras en en el slew rate y el ancho de banda, esto hace mejorar la dinámica del amplificador (si en un VFA se obtiene mas o menos 40 V/us en un CFA se obtiene del orden de los 200 V/us y mas). Alguien se anima a aportar algo para el conocimiento del diseño de estos amplificadores ?

 

[Carlosdaniel]

Hola a todos, miren este link, yo arme la potencia, (el pre con el LM1036 ya lo tengo hace tiempo funcionando, pero les recomiendo el LM1040, que es igual al anterior pero tiene la funcion WIDE, panoramico) tiene alta fidelidad como comprobaran 0,004% DTH, un driver muy barato TDA 7250 U$S3 y 4 transistores darlington muy baratos por si se queman, una maravilla!!!!!

http://www.svetelektro.com/clanky/koncovy-zosilovac-2x80w-predzosilovac-zdroj.html


Carlos

 

[josar_best91]

Espero os sirva el siguiente procedimiento para hacer diseños de amplificador de ca con transistor. Lo aprendí en mi primer curso de electronica.

 

[Fogonazo]

espectacular. Felicitaciones por este post. Es creo, la unica vez que alguien procede a desmenuzar un circuito desde principios básicos. Que cunda el ejemplo y seguid haciendo el foro grande con este tipo de posts. Felicitaciones¡¡

Mucha razon !

Tambien mis felicitaciones ! ! ! !


Y ojala sea contagioso !

 

[thevenin]

Comienza por la etapa de salida, para terminar por el diseño de la fuente de alimentación.

Primero tienes que cálcular la Vcc necesaria, que viene dado por la siguiente fórmula en un amplificador clase AB:


P=V.I => P=Ve2/R => V=sqrt (P*R)

Aclaraciones:
Ve2 es V elevado al cuadrado
sqrt () es raíz cuadrada.

Estamos hablando de que V sería Vrms (eficaz, root main square), por lo que nuestra fuente debe ser:

V*2*sqrt(2)

A continuación tienes que escoger una configuración de salida, presta atención al segundo enlace del mensaje anterior, donde se dice como calcular la resistencia emisor en una etapa AB.

Ten en cuenta que, en estas resistencias se produce una caida de tensión de la señal de salida, por lo tanto no pueden ser demasiado grandes, ni demasiado pequeñas que no realimente el circuito (en D.C) para la estabilidad del mismo.

Por lo tanto tienes que hacer los calculos con una Vcc mayor que el valor calculado teóricamente.


Olvídate por el momento de la impedancia de entrada, no sé si podrás conseguir una impedancia tan alta con transistores bipolares, es posible que tengas que utilizar un MOSFET en la entrada y luego calcular la impedancia con una red RC, lo mismo para la salida; posiblemente la impedancia de salida sea mucho mayor que esos 8 ohmios, por lo que necesitarás una red zóbel a la salida, para compensar el efecto inductivo de la bobina del altavoz, esta red de salida se calcula para que tenga en en total la misma que la impedancia de salida deseada.

Te falta especificar el rango de frecuencias, y componentes que puedes emplear, si es un proyecto de clase.

En resumen:

1. Lee en orden los dos enlaces del mensaje anterior.
2. Atención al cálculo de RE, en el segundo enlace, capítulo 6
3. Diseña la etapa de salida, escogiendo una de las múltplis configuraciones clase AB que existen (con fuente simétrica, fuente simple, etc).
4. Simula esta etapa hasta que se ajuste a los parámetros deseados.

Cuando tengas esta parte ya podrás atacar el driver y la etapa de entrada.

Los cálculos no son difíciles, pero sí laboriosos, y tendrás que hacerlo muchas veces, ayudate de plantillas, o hazte una hoja de cálculo excel.

Te vendría bien cualquiera de los siguientes libros:

Principios de Electrónica (Más conocido por "El Malvino").
Electrónica (de Allaln R. Hambley)
Teoría de circuitos y dispositivos electrónicos (Autor: Boylestad)

Por si lo de arriba no entra mucho en detalles, y te queda curiosidad.

Cualquier duda exponla por aquí.

 

[dcmdcm]

Estas son notas son de un curso que lleve en la escuela, trata lo básico sobre amplificador de potencia, e incluye un ejemplo de diseño.

Espero que alguien le resulte tan util como a mi

 

[elmario]

gracias, gracias. las unicas formas que conozco de ajustar el voltaje de bias es con un osciloscopio o con un analizador de THD (el cual es todavia más dificil de conseguir si no tienes osciloscopio). No conozco otras formas. Con el puro oido es muy dificil ya que a veces nisiquiera se escucha la distorsión.

Hola Juan Carlos, yo si tengo un osciloscopio (je, je) y quisiera saber si me puedes explicar el metodo para ajustar el bias con el mismo. Gracias