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Nosso maior compromisso é compartilhar conhecimentos, somos simples, mas não simplórios, astuto, mas não pacóvio, nos posicionamos empenhados em mostrar o caminho para desmistificação do opróbrio em legítima defesa do conhecimento compartilhado. Eng. Jemerson Marques!
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segunda-feira, 18 de julho de 2022

Equalizador Hi-Fi com controle de Grave, Agudo, Balanço e Volume com CI LM1036 + PCI


Olá a Todos!

No post de hoje, montaremos um circuito Equalizador de Áudio Ativo com pré-amplificador interno estéreo, de Alta Qualidade com controle de Grave, Agudo, Balanço e Volume, tudo isso baseado em um único Circuito Integrado, o CI LM1036.

O circuito é bastante simples, com uma ótima qualidade de áudio, boa respostas de frequência, e melhor, é de fácil construção, tornado um circuito compreensível para todos que tenham até mesmo o conhecimento básico em eletrônica poder montar. 

O Circuito Integrado LM1036

O LM1036 é um circuito de tom controlado por CC, graves, agudos, volume e balanço, desenvolvida para sistemas de som como, caixas amplificada, rádio, TV, som de carro de aplicações estéreo, etc.

Uma entrada de controle adicional permite que a compensação de volume seja efetuada de forma simples.

Quatro potenciômetros fornecem controle das funções de graves, agudos, balanço e volume, através de quatro potenciômetros polarizados de uma fonte regulada zener fornecida no circuito.

Alternativamente, podemos fazer aplicação para o controle das funções grave, agudo, balanço e volume, utilizando tensões CC de um sistema de controle remoto.

Cada resposta de tom é definida por um único capacitor escolhido para fornecer a característica desejada.

Características do CI LM1036

  • Ampla faixa de tensão de alimentação, 9V a 16V
  • Grande faixa de controle de volume, 75dB típico
  • Controle de tom, ±15dB típico
  • Separação de canais, 75dB típico
  • Baixa distorção, 0,06% típico para um nível de entrada de 0,3 Vrms
  • Alto sinal para ruído, 80dB típico para um nível de entrada de 0,3Vrms
  • Poucos componentes externos necessários.

TENSÃO DO ZENER

É fornecida uma tensão zener (pin17 = 5,4V) que pode ser usada para polarizar os potenciômetros de controle. Definir um nível CC de metade da tensão zener nas entradas de controle, pinos 4, 9 e 14, resulta no ganho balanceado e na condição de resposta plana. 

A distribuição típica na tensão do zener é de ±100mV e isso deve ser considerado se forem usados sinais de controle que não sejam referenciados à tensão do zener. Se for esse o caso, eles precisarão ser derivados com precisão semelhante.

COMPENSAÇÃO DE LOUDNESS

Uma simples compensação de volume pode ser efetuada aplicando uma tensão de controle CC ao pino 7. Isso opera nos estágios de controle de tom para produzir um aumento adicional limitado pelo aumento máximo definido pela banda Cb, Ct.

Não há compensação de volume quando o pino 7 está conectado ao pino 17. O pino 7 pode ser conectado ao pino 12 para fornecer a característica de volume compensado pelo volume, conforme ilustrado, sem a adição de outros componentes externos.

As configurações de tom são para resposta plana, banda Cb, Ct conforme fornecido no Circuito de Aplicação.

A modificação da característica de sonoridade é possível alterando a banda Cb dos capacitores Ct para uma resposta básica diferente ou, por uma rede de resistores entre os pinos 7 e 12 para um limiar e inclinação diferentes.

MANUSEIO DE SINAL

A função de controle de volume do LM1036 é realizada em dois estágios, controlados pela tensão CC no pino 12, para melhorar a capacidade de manipulação de sinal e proporcionar uma redução do nível de ruído de saída com ganho reduzido. 

O primeiro estágio é antes do processamento do controle de tom e fornece uma redução inicial de ganho de 15 dB, garantindo assim que as seções de tom não sejam sobrecarregadas por grandes níveis de entrada ao operar com uma configuração de volume baixo. 

Qualquer combinação de configurações de tom e volume pode ser usada desde que o nível de saída não exceda 1 Vrms, VCC=12V (0,8Vrms, VCC=9V). 

Com ganho reduzido (<-6 dB) o estágio de entrada irá sobrecarregar se o nível de entrada exceder 1,6 Vrms, VCC=12V (1,1Vrms, VCC=9V). 

Como há controle de volume nos estágios de entrada, as entradas podem operar com uma margem de sobrecarga menor do que seria aceitável, permitindo uma possível melhora na relação sinal/ruído.

O Circuito Equalizador

Na Figura 3 abaixo temos o diagrama esquemático do circuito, o circuito usa duas entradas de áudio através dos pinos 2 19 em série com os capacitores desacopladores C1 e C2 de 1uF

Duas saídas Esquerda e Direita através dos pinos 8 e 13,  em série com os capacitores desacopladores C11 C12 de 4,7uF, e isso proporciona um circuito equalizador estéreo. 
Fig. 2 - Esquemático Equalizador Hi-Fi com controle de grave, agudo, balanço e volume com CI LM1036

Lista de Componentes

  • Semicondutores
    • U1 ....... Circuito Integrado LM1036N
    • D1 ....... Diodo de uso geral 1N4007

  • Resistores
    • R1 à R4 ........ Resistor 47KΩ (amarelo, violeta, laranja, dourado
    • RV1 à RV4 ... Potenciômetro de 47KΩ

  • Capacitores
    • C1, C2 ........... Capacitor Eletrolítico 1uF / 25V
    • C3, C6 ........... Capacitor Poliéster/Cerâmico 470nF ou 0.47uF
    • C4, C7 ........... Capacitor Eletrolítico 10uF / 25V
    • C5, C8 ........... Capacitor Poliéster/Cerâmico 10nF ou 0.01uF
    • C9, C10 ......... Capacitor Eletrolítico 47uF / 25V
    • C11, C12 ...... Capacitor Eletrolítico 4.7uF / 25V
    • C13 à C16 ... Capacitor Poliéster/Cerâmico 100nF ou 0.1uF

  • Diversos
    • Chave1 .... Chave alavanca 2 Posições 3 polos 90°
    • P1.............. Conector WJ2EDGVC-5.08-2P
    • P2, P3....... Conector WJ2EDGVC-5.08-3P
    • Outros ...... PCI, estanho, fios, knobs, ferro de solda, etc.

A Placa de Circuito Impresso!

Estamos disponibilizando os arquivos contendo a PCI, como ilustrado na Figura 3 abaixo, o Diagrama Esquemático, o PDFGERBER JPG, PNG, e disponibilizando um link direto para baixar gratuito e em um link direto, “MEGA”.
Fig. 3 - PCI - Equalizador Hi-Fi com controle de grave, agudo, balanço e volume com CI LM1036

Link direto para baixar

Clique no link ao lado para baixar os arquivos: Layout PCB, PDF, GERBER, JPG

Pessoal, o trabalho é grande, escrever, montar, testar, elaborar a PCI, armazenar para baixar, tudo isso dá muito trabalho, e nada cobramos por isso!

Então nos ajude a divulgar nosso trabalho, compartilha nas redes sociais, Facebook, Instagram, nos grupos de WhatsAppuma simples atitude sua, faz com que cresçamos juntos e melhoremos o nosso trabalho!

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segunda-feira, 2 de maio de 2022

Amplificador Portátil de 1W com LM386 + PCI

Fig. 1 - Amplificador Portátil de 1W com LM386 + PCI

Olá a Todos!

No Post de hoje, montaremos um circuito bastante simples, com poucos componentes externos, podendo ser alimentado por pilhas ou baterias com tensões que vareiam entre 4 à 12V, e entrega uma potência de 1W RMS

Esse é um amplificador portátil para guitarra, contra-baixo, violão e tantos outros instrumentos musicais, um amplificador de som bastante estável, com ótima qualidade sonora, e bastante simples e barato para se construir.

Descrição do CI LM386

O LM386 é um amplificador de potência projetado para uso em aplicações de consumo de baixa tensão. O ganho é definido internamente para 20 para manter a contagem de peças externas baixa, mas a adição de um resistor externo e um capacitor entre os pinos 1 e 8 aumentará o ganho para qualquer valor de 20 a 200

As entradas são referenciadas como terra enquanto a saída é automaticamente polarizada a metade da tensão de alimentação. O consumo de energia quiescente é de apenas 24 miliwatts ao operar com uma fonte de 6 voltes, tornando o LM386 ideal para operação com bateria.

Recursos

  • Funciona à bateria
  • Partes externas mínimas
  • Ampla faixa de tensão de alimentação: 4V-12V ou 5V-18V
  • Dreno de corrente quiescente baixa: 4mA
  • Ganhos de tensão de 20 a 200
  • Entrada referenciada à terra
  • Tensão quiescente de saída autocentrante
  • Baixa distorção: 0,2%(AV=20,VS=6V,RL=8Ω,Po=125mW, f=1kHz)
  • Disponível em pacote MSOP de 8 pinos

Aplicação

  • Amplificador de Guitarra
  • Amplificadores de rádio AM-FM
  • Amplificadores de toca-fitas Portáteis
  • Interfones
  • Sistemas de som de televisão
  • Drivers de linha
  • Drivers ultrassônicos
  • Pequenos servo-drivers
  • Conversor de energia

Controle de Ganho

Para tornar o LM386 um amplificador mais versátil, dois pinos (1 e 8) são fornecidos para controle de ganho. Com os pinos 1 e 8 abertos, o resistor de 1,35 kΩ define o ganho em 20 (26dB). Se um capacitor for colocado do pino 1 ao 8, ignorando o resistor de 1,35 kΩ, o ganho subirá para 200 (46 dB). 

Se um resistor for colocado em série com o capacitor, o ganho pode ser ajustado para qualquer valor de 20 a 200. O controle de ganho também pode ser feito acoplando capacitivamente um resistor (ou FET) do pino 1 ao GND

Componentes externos adicionais podem ser colocados em paralelo com os resistores de feedback interno para adaptar o ganho e a resposta de frequência para aplicações individuais. 

Por exemplo, podemos compensar a baixa resposta de graves do alto-falante pela frequência moldando o caminho de feedback. Isso é feito com uma série RC do pino 1 ao 5 (paralelamente ao resistor interno de 15kΩ). 

Para reforço de graves efetivo de 6 dB: R15kΩ, o valor mais baixo para uma boa operação estável é R=10kΩ se o pino 8 estiver aberto. 

Se os pinos 1 e 8 forem desviados, então R tão baixo quanto 2KΩ pode ser usado. Essa restrição ocorre porque o amplificador só é compensado para ganhos em malha fechada maiores que 9.

Digrama Esquemático do Circuito

Na Figura 3 abaixo, temos o diagrama esquemático do circuito Amplificador de Som de 1W com LM386 + PCI, e a disposição dos componentes.
Fig. 2 -  Circuito Esquemático Amplificador Portátil de 1W com LM386

É um circuito simples de se montar, mas é necessário dar atenção a montagem, por isso o conhecimento técnico necessário para montar esse amplificador deve está em um nível entre básico a intermediário.

Lista de Componentes

  • Semicondutores
    • CI1 ...... Circuito Integrado LM386N
    • D1 ........ Diodo Varicap BB909B

  • Resistores
    • R1 ........ Resistor 10KΩ (marrom, preto, laranja, dourado)  
    • R2 ........ Resistor 10Ω (marrom, preto, preto, dourado
    • RP1 ...... Potenciômetro de 10KΩ

  • Capacitores
    • C1, C5, C8 .... Capacitor Cerâmico 470nF
    • C2 ................. Capacitor Cerâmico 2.2nF
    • C3, C4 .......... Capacitor Eletrolítico 10uF / 16V
    • C6, C7 .......... Capacitor Eletrolítico 330uF / 16V

  • Diversos
    • P1, P2...... Conector WJ2EDGVC-5.08-2P
    • AF ........... Alto Falante de 1W ou Fone de Ouvidos
    • Outros ..... Placa Circuito Impresso, estanho, fios, etc.

A Placa de Circuito Impresso

Estamos disponibilizando os arquivos contendo a PCI, como ilustrado na Figura 3 abaixo, o Diagrama Esquemático, o PDFGERBER JPG, PNG, e disponibilizando um link direto para baixar gratuito e em um link direto, "MEGA".

Fig. 3 - PCI Amplificador Portátil de 1W com LM386

Link direto para baixar

Clique no link ao lado para baixar os arquivos: Layout PCB, PDF, GERBER, JPG

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sexta-feira, 28 de janeiro de 2022

Circuito Mesa de Som "MIX" de 4 Entradas com CI LM3900 + PCI

Fig. 1 Circuito Mesa de Som “MIX” de 4 Entradas com CI LM3900 + PCI

Olá a Todos!

Hoje, montaremos um circuito misturador de áudio, como uma mesa de som, de 4 canais independentes, com o circuito integrado LM3900 que é um amplificador de quatro canais independentes.

O circuito é composto por duas entradas para usar microfones, com alta impedância, e duas entradas para instrumentos musicais.

O número de canais pode ser dobrado ou até mesmo triplicado, necessitando apenas de montar dois ou três circuitos iguais e fazer a associação dos mesmos.

Cada canal tem seu próprio amplificador, são entradas amplificadas separadamente, tornando um sistema de mesa de som quase que profissional.

Aplicações

O Circuito Mesa de Som, “MIX”, ou misturador de Áudio,  pode ser utilizado em diversos projetos, daremos abaixo algumas sugestões de uso:
  • Controlador de Entrada de Microfones e Instrumentos musicais
  • Controlador de Players, como MP3, Smartfones, Discos
  • Em Igreja pequenas que não dispõe de Mesa de Som
  • Home Estúdio

O Circuito Integrado

O CI LM3900 é um circuito integrado composto por quatro amplificadores operacionais independentes do tipo NORTON  (Amplificadores Diferenciais de Corrente), de alta frequência e de ganho compensado, eles foram fabricados especificamente para funcionarem a partir de um único encapsulamento, com uma boa gama de tensões de alimentação 4,5V à 32V

Apesar de ter 4 amplificadores operacionais, é possível o funcionamento de apenas um ou dois, ou três canais sem problemas algum. A corrente de consumo do amplificador é bastante baixa, e pode ser utilizada também com baterias independentes para alimentação.

Características

  • Vasta gama de alimentação (4,5v a 32v
  • Trabalha com Fonte simples ou simétrica
  • Largura de Banda Ampla
  • Grande oscilação de tensão de saída
  • Proteção contra Curto-Circuito na Saída
  • Compensação de frequência interna
  • Corrente de Bias de Entrada Baixa
  • Compatível com Semicondutor Nacional LM2900 e LM3900, Respectivamente

Como o Circuito Funciona

Para misturar sinais de áudio em entradas diferentes e independentes, é necessário um circuito separador para amplificação desses canais independentes, como o CI LM3900 é um amplificador operacional quadruplo, utilizamos os seus amplificadores operacionais individuais para cada canal para funcionar a nossa MIX.

Cada entrada de áudio é controlada através de um potenciômetro (RV1 ao RV4) para controlar o ganho de cada amplificador operacional.

O LM3900 é compatível com o LM2900,o que difere é o range de temperatura que cada um suporta, ambos têm 14 pinos, como apresentado na Figura 2 abaixo, e podem ser utilizados sem problemas algum, nesse circuito.
Fig. 2 - Pinagem LM3900

Os capacitores são utilizados para fazer o desacoplamento do sinal de entrada da MIX, e cada canal tem um capacitor desacoplador.

Diagrama Esquemático do Circuito

Na Figura 2 temos o diagrama esquemático do Circuito Mesa de Som “MIX” de 4 Entradas com CI LM3900, é um circuito bastante simples, no entanto, tome cuidado para não inverter o Circuito Integrado, pois poderás danificar o mesmo se inverteres.
Fig. 3 - Diagrama Esquemático Circuito Mesa de Som "MIX" de 4 Entradas com CI LM3900

Lista de componentes

  • Semicondutor
    • U1 ................. Circuito Integrado LM3900

  • Resistor
    • R1, R4, R7, R10, R13, R16 .... Resistor 220R 1/4W (vermelho, vermelho, marrom, ouro)
    • R2, R5, R8, R15 ..................... Resistor 1M 1/4W (marrom, verde, preto, ouro)
    • R3, R6, R9, R11, R12, R14 .... Resistor 470R 1/4W (amarelo, violeta, marrom, ouro)
    • RV1, RV2, RV3, RV4 ............. Potenciômetro 47K

  • Capacitor
    • C1, C2, C3, C4 ....... Capacitor Eletrolítico 1uF / 16V
       
  • Outros
    • Conector ........... WJ2EDGVC-5.08-2P
    • Outros ............... Placa de Circuito Impresso, Fios, Soldas e Etc.

PCI - Para Baixar

Na Figura 3 logo abaixo, estamos disponibilizando a PCI Placa de Circuito Impresso, em arquivos GERBER, PDF e JPEG, para você que deseja realizar a montagem mais otimizada, ou em casa.
Se preferir, em uma empresa que imprima a placa, você pode está baixando os arquivos gratuitamente em um link direto na opção de Baixar logo abaixo.
Fig. 4 - PCI - Circuito Mesa de Som "MIX" de 4 Entradas com CI LM3900

Arquivos Para Baixar, Link Direto:

Clique Aqui! 

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E por hoje é só, espero que tenham gostado!

Qualquer dúvida, digita nos comentários que logos estaremos respondendo.

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domingo, 4 de abril de 2021

Classes de Amplificadores - As Principais Características dos Amplificadores de Áudio!

Fig. 1 - Principais Características dos Amplificadores de Áudio!

Olá a Todos!!!

Em eletrônica, o amplificador é o dispositivo de circuito mais comumente usado com grandes possibilidades de aplicação. E quem não gosta de um bom amplificador com audio de qualidade e que não nos custe o olho da cara.... 

Para os pré-amplificadores e amplificadores de potência eletrônicos relacionados a áudio, estão dois tipos diferentes de sistemas amplificadores que são usados ​​para propósitos relacionados à amplificação sonora. 

Mas, além desta finalidade específica da aplicação, existem enormes diferenças em vários tipos de amplificadores, principalmente em amplificadores de potência. 

Então, aqui vamos explorar no mínimo o básico sobre as diferentes classes de amplificadores e desenvolver um pouco mais nossas habilidades no conhecimento.

Classes de amplificadores de potência

Por muito tempo, as únicas classes de amplificadores relevantes para áudio de alta qualidade eram Classe-A e Classe-AB

Isso ocorria porque as válvulas eram os únicos dispositivos ativos, e os amplificadores de válvula Classe-B geravam tanta distorção que mal eram aceitáveis, mesmo para fins de endereçamento público. Todos os amplificadores com pretensões de alta fidelidade operavam em push-pull Classe-A.

Amplificadores Classe-A

Em um amplificador Classe A, a corrente flui continuamente em todos os dispositivos de saída, o que torna a sua eficiência muito baixa, mas quase nenhuma distorção de crossover. 

O amplificador final Classe A é a configuração mais simples e também uma das melhores configurações para reprodução de áudio de alta qualidade e pode ser implementado usando um seguidor de emissor padrão. 

A corrente quiescente através do transistor é igual ao pico da corrente de saída AC, o que significa que o transistor é polarizado no meio de sua faixa de trabalho e simplesmente conduz mais ou menos corrente quando acionado por uma voltagem alternada.

A eficiência de um amplificador classe A é muito baixa: 25% na amplitude máxima de saída e ainda menos em níveis de sinal baixos. 

A eficiência pode ser melhorada usando um projeto simétrico com 2 transistores, mas mesmo assim a maior eficiência. é 50%, o circuito básico ilustrativo, pode ser visualizado na Figura 2 abaixo.
Fig. 2 - Amplificador Classe-A

Amplificadores Classe-B

A operação de um amplificador de áudio Classe-B usa um par de transistores polarizados de forma que o transistor ativo, conduza em uma das metades da forma de onda, ou seja, meio ciclo da onda, e a outro na outra metade.

Isso é, em outro ciclo de onda, que significa que eles conduzem cada um em seu momento um ângulo de 180° que é a metade do ciclo total. 

Estágios de áudio Classe-B podem ter números de eficiência de até 75%, embora às custas de uma distorção um tanto maior do que com um estágio Classe-A usando o mesmo layout. O circuito básico ilustrativo, pode ser visualizado na Figura 3 abaixo.

Fig 3 - Amplificador Classe-B

Maior eficiência permite que uma maior potência de saída seja obtida com dissipadores de calor menores, e o uso de feedback negativo pode, com um projeto cuidadoso, reduzir a distorção a níveis desprezíveis. 

O Classe-B (ou Classe A – B, que usa corrente sem sinal mais alta) é o método de operação preferido para amplificadores com CI em níveis de potência de até cerca de 15 W de saída.

Amplificadores Classe-AB

Os amplificadores Classe-AB, não foram um desenvolvimento de classe, e sim uma combinação de duas classes já existentes, o Classe-A e o Classe-B, que já pudemos estudar acima.
Eles são atualmente os tipos mais comumente usados ​​na grande maioria dos fabricantes de amplificadores de áudio de potência. 

O amplificador Classe-AB é uma variação de um amplificador de Classe-B conforme descrito acima, exceto que ambos os dispositivos podem conduzir ao mesmo tempo em torno do ponto de crossover das formas de onda, eliminando os problemas de distorção de crossover do amplificador de Classe-B anterior.

A Classe-AB é menos linear do que A ou B, os dois transistores têm uma tensão de polarização muito pequena, normalmente de 5 a 10% da corrente quiescente para polarizar os transistores logo acima de seu ponto de corte. 

Então, o dispositivo de condução, seja bipolar ou FET, ficará “LIGADO” por mais de meio ciclo, mas muito menos de um ciclo completo do sinal de entrada. 

Portanto, em um projeto de amplificador de classe-AB, cada um dos transistores em configuração push-pull está conduzindo por um pouco mais do que meio ciclo de condução na classe-B, mas muito menos do que o ciclo completo de condução da classe-A. O circuito básico ilustrativo, pode ser visualizado na Figura 4 abaixo.
Fig 4 - Amplificador Classe-AB

Amplificadores Classe-C

As estruturas dos amplificadores Classe-C teem maior eficiência, no entanto, a linearidade são as menores das classes de amplificadores mencionados aqui. As classes anteriores, A, B e AB são consideradas amplificadores lineares, pois a amplitude e fase dos sinais de saída estão linearmente relacionadas à amplitude e fase dos sinais de entrada.

No entanto, o amplificador de classe-C é fortemente polarizado de modo que a corrente de saída seja zero por mais da metade de um ciclo de sinal senoidal de entrada com o transistor ocioso em seu ponto de corte. 

Em outras palavras, o ângulo de condução do transistor é significativamente menor do que 180 graus e geralmente está em torno da área de 90 grausO circuito básico ilustrativo, pode ser visualizado na Figura 5 abaixo.
Fig 5 - Amplificador Classe-C

Embora essa forma de polarização do transistor dê uma eficiência muito melhorada de cerca de 80% ao amplificador, ela introduz uma distorção muito forte do sinal de saída. Portanto, os amplificadores de classe-C não são adequados para uso como amplificadores de áudio.

Devido à sua forte distorção de áudio, os amplificadores classe-C são comumente usados ​​em osciladores de onda senoidal de alta frequência e certos tipos de amplificadores de frequência de rádio, onde os pulsos de corrente produzidos na saída do amplificador podem ser convertidos em ondas senoidais completas de uma determinada frequência pelo uso de circuitos ressonantes LC em seu circuito coletor.

Amplificadores Classe-D

Esses amplificadores alternam continuamente a saída de um ciclo para o outro em uma frequência supersônica, controlando a relação marca/espaço para fornecer uma média que representa o nível instantâneo do sinal de áudio; isso é alternativamente chamado de modulação por largura de pulso (PWM). O circuito básico ilustrativo, pode ser visualizado na Figura 6 abaixo.

Fig 6 - Amplificador Classe-D

Grande esforço e engenhosidade foram devotados a essa abordagem, pois a eficiência é em teoria muito alta, mas as dificuldades práticas são graves, especialmente em um mundo de legislação EMC cada vez mais rígida, onde não está claro que uma onda quadrada em 200kHz com alta potencia é um bom lugar para começar. 

A distorção não é inerentemente baixa, e a quantidade de feedback negativo global que pode ser aplicada é severamente limitada pelo pólo devido à frequência efetiva de amostragem direto de feedback

É necessário um filtro passa-baixa de corte nítido entre o amplificador e o alto-falante, para remover a maior parte do RF; isso exigirá pelo menos quatro indutores (para estéreo) e custará dinheiro, mas seu pior recurso é que ele só dará uma resposta de frequência plana em uma impedância de carga específica.

Amplificadores Classe-F

Os amplificadores Classe-F aumentam a eficiência e a saída usando ressonadores harmônicos na rede de saída para moldar a forma de onda de saída em uma onda quadrada. 

Os amplificadores Classe-F são capazes de altas eficiências de mais de 90% se a sintonia harmônica infinita for usada. O circuito básico ilustrativo, pode ser visualizado na Figura 7 abaixo.
Fig. 7 - Amplificador Classe-F

Amplificadores Classe-G

Este conceito foi introduzido pela Hitachi em 1976 com o objetivo de reduzir a dissipação de potência do amplificador. 

Os sinais musicais têm uma relação de pico/média, passando a maior parte do tempo em níveis baixos, então a dissipação interna é muito reduzida ao correr pelas grade de baixa tensão para saídas pequenas, mudando para grade de correntes mais altas para excursões de maiores potências.

A série básica Classe-G trabalha com duas tensões de alimentação (ou seja, quatro grades de alimentação, como ambas as tensões são simétricas ±), a corrente é retirada da grade de alimentação V1 inferiores sempre que possível.

Se o sinal exceder V1, TR6 conduz e D3 desliga, de forma que a corrente de saída agora é inteiramente retirada da grade de alimentação V2, com dissipação de energia compartilhada entre TR6 e TR8

O estágio interno TR3, TR4 é normalmente operado na Classe-B, embora AB ou A sejam igualmente viáveis ​​se a polarização do estágio de saída for adequadamente aumentada. 

Os dispositivos externos estão efetivamente na Classe-C, pois conduzem por menos de 50% do tempo. O circuito básico ilustrativo, pode ser visualizado na Figura 8 abaixo.
Fig 8 - Amplificador Classe-G

Em princípio, os movimentos da tensão do coletor nos coletores do dispositivo interno não devem afetar significativamente a tensão de saída, mas na prática o Classe-G é frequentemente considerada como tendo uma linearidade mais pobre do que a Classe-B devido a falhas devido ao armazenamento de carga nos diodos de comutação D3, D4.

Amplificadores Classe-H

O amplificador Classe-H é mais uma vez basicamente Classe-G, mas com um método de aumentar dinamicamente a tensão de alimentação (ao invés de mudar para outro bloco de alimentação) a fim de aumentar a eficiência. O mecanismo usual é uma forma de bootstrapping

Classe-H é ocasionalmente usada para descrever tecnicamente um nível acima do Classe-G; podemos prescindir melhor o nosso entendimento abordando o assunto dessa maneira.

Amplificadores Classe-I

Os amplificadores Classe-I  teem dois conjuntos de dispositivos de comutação de saída complementares dispostos em uma configuração push-pull paralela com ambos os conjuntos de dispositivos de comutação amostrando a mesma forma de onda de entrada. 

Um dispositivo alterna a metade positiva da forma de onda, enquanto o outro alterna a metade negativa semelhante a um amplificador classe-B

Sem nenhum sinal de entrada for aplicado, ou quando um sinal atinge o ponto de cruzamento zero, os dispositivos de chaveamento são LIGADOS e DESLIGADOS simultaneamente com um ciclo de trabalho PWM de 50% cancelando quaisquer sinais de alta frequência.

Para produzir a metade positiva do sinal de saída, a saída do dispositivo de comutação positiva é aumentada no ciclo de trabalho, enquanto o dispositivo de comutação negativo é diminuído da mesma forma e vice-versa. 

As duas correntes de sinal de comutação são intercaladas na saída, dando ao amplificador classe-I o nome de: “amplificador PWM intercalado” operando em frequências de comutação superiores a 250 kHz.

Amplificadores Classe-S

Amplificador de Classe-S é um amplificador que trabalha em modo de comutação não linear, ele é bastante semelhante ao tipo de operação dos amplificadores classe-D

A Sony desenvolveu sua tecnologia S-Master, em sua tecnologia, a Sony combinou várias técnicas para tornar a configuração de Classe-D adequada para aplicações domésticas de alta fidelidade. 

Aqui, o processo de conversão do sinal de entrada em um sinal de largura de pulso correspondente é chamado de modulação de comprimento de pulso complementar.

O amplificador classe-S converte sinais de entrada analógicos em pulsos de onda quadrada digital por um modulador delta-sigma e os amplifica para aumentar a potência de saída antes de finalmente ser Demodulado por um filtro passa-banda. O circuito básico ilustrativo, pode ser visualizado na Figura 9 abaixo.
Fig 9 - Amplificador Classe-S

Como o sinal digital deste amplificador de comutação está sempre totalmente “LIGADO” ou “DESLIGADO(na teoria, dissipação de energia zero), tecnicamente a eficiências desse amplificador chegaria a 100% de eficiência.

Amplificadores Classe-T

Os amplificadores Classe-T são outro tipo de formato de amplificadores de comutação digital. Amplificadores Classe-T estão começando a se tornar mais populares atualmente como um projeto de amplificador de áudio.

Devido à existência de chips de processamento de sinal digital (DSP) e amplificadores de som surround multicanal, pois converte sinais analógicos em sinais modulados por largura de pulso digital (PWM) para amplificação aumentando a eficiência dos amplificadores. 

A empresa Tripath desenvolveu uma técnica que combina a qualidade do sinal de amplificadores classe A e AB com alta eficiência (cerca de 80-90%). 

Isso é feito usando uma combinação de circuitos analógicos e digitais, juntamente com algoritmos digitais que modulam o sinal de entrada usando uma forma de onda de comutação de alta frequência. 

O circuito ilustrativo, pode ser visualizado na Figura 10 abaixo, esse foi obtido pelo datasheet do mesmo.
Fig. 10 - Amplificador Classe-T

Os projetos de amplificadores de classe-T combinam os níveis de sinal de baixa distorção do amplificador de classe-A e classe-AB e a eficiência de energia de um amplificador de classe-D.


Pessoal, o trabalho é grande, escrever, montar, testar, elaborar a PCI, armazenar para baixar, tudo isso dá muito trabalho, e não cobramos nada por isso!

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terça-feira, 20 de outubro de 2020

Pré-Amplificador Alto Ganho com CI TL071 + PCI

Fig. 1 - Pré-Amplificador Alto Ganho com CI TL071 + PCI

Olá a Todos!!!

No post de hoje, iremos apresentar um Pré-Amplificador com ótima qualidade sonora, com baixo ruído e baixa distorção harmônica (THD), o consumo é bastante baixo 1.4mA  podendo ser alimentado também por uma bateria de 9V. O circuito pré-amplificador é baseado no Circuito Integrado TL071.

O TL071 é um amplificador operacional de entrada JFET de baixo ruído que combina duas tecnologias analógicas de última geração em um único circuito integrado monolítico. 

Cada amplificador operacional com compensação interna tem um dispositivo de entrada JFET de alta tensão bem combinado para baixa tensão de deslocamento de entrada. 

A tecnologia BIFET fornece larguras de banda amplas e taxas de variação rápidas com baixas correntes de polarização de entrada, correntes de deslocamento de entrada e correntes de alimentação. 

Além disso, os dispositivos apresentam baixo ruído e baixa distorção harmônica, tornando-os ideais para uso em aplicações de amplificadores de áudio de alta fidelidade.

Esses dispositivos estão disponíveis em amplificadores operacionais simples, duplos e quádruplos que são compatíveis com os pinos do padrão da indústria MC1741, MC1458 e o produto bipolar MC3403 / LM324.

Características

  • Amplo modo comum (até vcc +) e faixa de tensão diferencial
  • Baixa polarização de entrada e corrente de deslocamento
  • Baixo ruído en = 15nv / √hz (típico)
  • Proteção contra curto-circuito de saída
  • Estágio de entrada j – fet de alta impedância de entrada
  • Distorção harmônica baixa: 0,01% (típico)
  • Compensação de frequência interna
  • Operação livre de travamento
  • Alta taxa de variação: 16v / µs (típico)

Diagrama esquemático

Na figura 2 temos o diagrama esquemático do Circuito Pré-Amplificador Alto Ganho com CI TL071, como podemos observar no diagrama esquemático, são poucos os componentes externos existentes no circuitos, tornando o circuito bastante simples para ser montado.
Fig. 2 - Circuito Pré-amplificador Alto Ganho com CI TL071

A alimentação desse Pré-Amplificador pode ser feita através da tensão entre 11V 15V DC, e você pode estar utilizando essas tensões diacordo com o seu projeto.

Lista de Componentes

  • U1 ----------------- Circuito Integrado TL071
  • R1, R2 ------------ Resistor 1/8w 62K 
  • R3 ----------------- Resistor 1/8w 10K
  • C1 ----------------- Capacitor eletrolítico 1uF - 16V 
  • C2, C3 ------------ Capacitor eletrolítico 47uF - 16V
  • C4 ----------------- Capacitor eletrolítico 100uF - 16V
  • POT1 ------------- Potenciômetro 10KΩ
  • P1, P2, P3 ------- Conector tipo terminal parafusado 5mm 2 Pinos
  • Outros ------------ Fios, Soldas, bateria, placa de circuito impresso, etc.

PCI - Arquivos para Baixar

Fig. 3 - PCI Pré-Amplificador Alto Ganho com CI TL071

Estamos dispondo para Baixar os materiais necessários para quem deseja montar com a PCI - Placa de Circuito Impresso, os arquivos em PNG, PDF e arquivos GERBER para quem deseja enviar para impressão.

Transferência:



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