AMPLIFICADOR DE ÁUDIO 30W

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CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIVATES CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO 5233207 - ELETRÔNICA ANALÓGICA I

AMPLIFICADOR DE ÁUDIO 30W

Grupo:                                                                                       Jean Lengler

                                                                                                  Renan Araujo

                                                                                                  Tarley Oliveira

                                           

                                                                                                    Lajeado 10 Julho de 2017

Introdução

Para a eletrônica destinada ao áudio podem ser citados inúmeros tipos e aplicações sobre amplificadores. O objetivo deste trabalho é construir um amplificador de som de sinal mono com potência de saída de aproximadamente 30Watts, consideramos um sinal de entrada de 200mV/1kHz.

Para isso foi realizada a construção de um amplificador classe AB tomando como base, os estudos desenvolvidos sobre amplificação de sinais com o uso de transistores.

Durante o desenvolvimento do projeto realizamos simulações do circuito utilizando o software Protheus, a montagem do circuito em protoboard, também foi utilizado osciloscópio e fonte regulável.

Projetou-se uma fonte de 44Vcc para alimentação do circuito.

Um sistema comum de áudio é composto por sinal de entrada (fonte de programa), amplificador de potência, ligados respectivamente como representa a Figura 1.

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Figura 1: Sistema comum de áudio.

O sinal de entrada é o primeiro equipamento no processo de amplificação de som. Sua função é converter o sinal sonoro em sinais elétricos com característica de uma onda normalmente senoidal podendo variar sua frequência e sua amplitude.

Estes equipamentos de sinal de entrada podem fornecer sinais muito fracos (passivos), ou seja, de baixa amplitude, por exemplo: microfones, guitarras, contrabaixos, etc. Ou podem fornecer sinais de amplitudes um pouco maiores (ativos), como uma saída de fone de ouvido de um computador, entre outros.

Os equipamentos passivos necessitam de um pré-amplificador que irá aumentar a amplitude do sinal. No caso dos ativos não há a necessidade do sinal passar pelo o pré-amplificador, pois, seu sinal já tem uma amplitude considerada ideal para a entrada do amplificador de potência. É importante frisar que pré-amplificador não é qualquer dispositivo que venha antes do amplificador de potência, mas sim, um amplificador, geralmente de tensão, que antecede o mesmo num sistema de áudio.

O amplificador de potência é o estágio final de um sistema de amplificação de áudio. Ele é responsável pela conversão da potência recebida, em potência sonora. É um amplificador sem pré-amplificador, só com o estágio de potência.

Fundamentos Teóricos

Classe AB

Um amplificador pode ser polarizado em um valor CC acima do valor correspondente à corrente zero de base do classe B e acima da metade do valor da fonte de alimentação do classe A; essa condição de polarização é empregada em amplificadores classe AB. A operação classe AB requer ainda uma conexão push-pull para atingir um ciclo de saída completo, porém o valor de polarização CC geralmente está mais próximo do valor zero de corrente de base para aumentar a eficiência em potência. Para a operação classe AB, a excursão do sinal de saída ocorre entre 180° e 360°, e não é uma operação classe A nem classe B.

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Analise CC de um circuito a transistor

Ponto de operação do transistores

Em cada transístor bipolar existem duas junções que irão apresentar regiões de funcionamento diferentes, as junções base-emissor e base-coletor se encontram polarizadas direta ou inversamente.

Os transístores têm três áreas de funcionamento distintas:

Corte - Ambas as junções estão polarizadas inversamente;

Saturação - Ambas as junções estão polarizadas diretamente;

Ativa - Junção base-emissor polarizada diretamente e junção base coletor polarizada inversamente.
        Podemos trabalhar com a chamada curva característica de entrada. Nesta curva, para cada valor constante de VCE, variando-se a tensão de entrada VBE, obtém-se uma corrente de entrada IB, resultando num gráfico com o aspecto apresentado abaixo. [pic 4]

Através desta curva, podemos definir três estados do transístor, o corte, a saturação e a ativa.

Corte: Ic = 0
Saturação: Vce = 0
Ativa: região entre o corte e a saturação.

Configuração de Polarização Por divisor de tensão

Como β é sensível à temperatura, principalmente em transistores de silício, e o valor exato de beta geralmente não é bem definido, seria desejável desenvolver um circuito de polarização menos dependente, ou, na verdade, independente do beta do transistor. Se analisado precisamente, observa-se que a sensibilidade às variações de beta é bem pequena. Se os parâmetros do circuito forem escolhidos apropriadamente, os níveis resultantes de ICQ e VCEQ poderão ser quase totalmente independentes de beta. Um ponto Q é definido por um valor fixo de ICQ e VCEQ. O valor de IBQ será modificado com a variação de beta, mas o ponto de operação nas curvas características definido por ICQ e VCEQ poderá permanecer fixo, se forem empregados os parâmetros apropriados do circuito. Há dois métodos que podem ser empregados na análise da configuração com divisor de tensão: o método exato e o método aproximado.