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• Luis Eduardo Carrión

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DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA CARRERA: INGENIERÍA ELECTRÓNICA EN TELECOMUNICACIONES Y AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL

ELECTRÓNICA II INFORME: AMPLIFICADOR DE AUDIO

SANGOLQUI, MAYO 2014 Tabla de contenido 1

1

TEMA DEL PRODUCTO............................................................2 1.1

COBERTURA Y LOCALIZACIÓN............................................3

2

ENTIDAD EJECUTORA..............................................................3

3

OBJETIVOS DEL PROYECTO.....................................................3

4

3.1

OBJETIVO GENERAL...........................................................3

3.2

OBJETIVO ESPECÍFICO.......................................................3

Materiales y Equipos.............................................................3 Materiales................................................................................3 Herramientas...........................................................................3

5

6

MARCO TEÓRICO....................................................................3 5.1

Amplificador de audio......................................................3

5.2

Amplificador clase AB.......................................................4

5.3

Aplicaciones de amplificadores de audiofrecuencia tipo AB 5

DISEÑO..................................................................................6 6.1

DIAGRAMA DE BLOQUES...................................................6

6.2

Diagrama de flujos...........................................................7

6.3

PREAMPLIFICADOR...........................................................8

6.3.1

Ganancia de preamplificador.......................................10

6.3.2

Voltajes en cada resistencia.........................................10

6.4

7

AMPLIFICADOR AB.........................................................12

6.4.1

Ganancia de amplificador AB.......................................13

6.4.2

Señal de salida del amplificador..................................14

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.................................16 Conclusiones..........................................................................16 Recomendaciones...................................................................16

8

BIBLIOGRAFÍA......................................................................16

DATOS GENERALES

2

1 TEMA DEL PRODUCTO Amplificador de audio. 1 COBERTURA Y LOCALIZACIÓN Nuestro diseño se entregara a la Universidad de las Fuerzas Armadas “ESPE” en la ciudad de Sangolqui, Cantón Rumiñahui.

2 ENTIDAD EJECUTORA -

Universidad de las Fuerzas Armadas “ESPE”

3 OBJETIVOS DEL PROYECTO 1 OBJETIVO GENERAL Diseñar e implementar un amplificador de audio. 2 OBJETIVO ESPECÍFICO 1. Verificar el funcionamiento frecuencias de audio

de

estos

amplificadores

en

4 Materiales y Equipos Materiales.       

Transistores Resistencias Capacitores Parlante Cables, puntas prueba para generador de ondas y osciloscopio Regulador de voltaje Fusible

Herramientas      

Osciloscopio Fuente DC Generador de ondas Reproductor de audio como elemento de entrada Multímetro Pinzas

5 MARCO TEÓRICO

3

1

Amplificador de audio

Los amplificadores son circuitos que elevan la potencia de una señal con una distorsión mínima y proporcionan la ganancia acústica necesaria para un sistema de sonido. 



Amplifica la señal de tensión que se aplica a su entrada, de forma que en su salida entregue una corriente capaz de excitar adecuadamente la bobina del altavoz o conjunto de altavoces conectados La amplificación de equipos de audio, debe tener al menos 10 W por canal, debiendo cumplir las normas de alta fidelidad. AMPLIFICADORE S

AMPLIFICADO RES DE AUDIO

CLASE A

2

CLASE B

CLASE C

CLASE AB

Amplificador clase AB

Los amplificadores de clase AB reciben una pequeña polarización constante en su entrada, independiente de la existencia de señal. Es la clase más común en audio, al tener alto rendimiento y calidad. Esta 4

corriente libre se limita al mínimo valor necesario para corregir la falta de linealidad asociada con la distorsión de cruce, con apenas el nivel justo para situar a los transistores al borde de la conducción. Este recurso obliga a ubicar el punto Q en el límite entre la zona de corte y de conducción. Es decir, contaremos con una alimentación mínima y además el amplificador aumentará la potencia que entrega a los altavoces en función de las señales de entrada que reciba. Ventajas • Vida de las válvulas más largas porque la corriente va alternando su utilización. • Mayor potencia con la misma configuración de válvulas que su homólogo A. • Respuesta en graves más reforzada. • Menor demanda continua para el transformador. Desventajas • Sensibilidad reducida comparada con los amplificadores de la clase A y menor volumen a igualdad de potencia.

3

Aplicaciones de amplificadores de audiofrecuencia tipo AB    

Emisoras de radio y TV Clase AB es probablemente la clase más común para amplificadores domésticos estéreo y similares Con tales amplificadores, la distorsión es peor cuando la señal es baja, y más baja cuando la señal alcanza el punto de corte. La Clase AB (como la clase B) usa pares de transistores, de modo que la distorsión de cruce (asociada con amplificadores de clase B) en gran parte es eliminada.

5

6 DISEÑO 1

DIAGRAMA DE BLOQUES

Entrada de circuito

Etapa de preamplific acion de voltaje

Etapa de potencia

Salida (Parlante)

PREAMPLIFICADOR DE AUDIO ETAPA DE POTENCIA

6

2

Diagrama de flujos INICIO

3 SEÑALES DE AUDIO

¿Reproduce?

NO

VERIFICAR FUNCIONAMIENTO S CONEXIONES, ENTRADAS Y SALIDAS.

SI

¿Hay distorsión?

SI

NO

correcto funcionamiento

FIN

7

3

PREAMPLIFICADOR

VC=5 VCE=5 Mitad de recta de carga

VE=2 DATOS ICE =5Ma VCE=5v menos de la mitad de Vcc Para que este en la mitad de la recta de carga . V cec=I CC ( I C + I E ) Ecuación 1

8

4=5 m ( I C + I E ) ⟹ I C + I E=800 I E=

25 mV =5 Ω I CE

Ecuación 2 La resistencia interna del transistor en la base emisor R E 1 ≫ 10 ℜ R E 1 ≫ 50 R E 1=220 Ω VE =R E IE Ecuación 3 2V =R E=400 Ω 5m R E =400 Ω−200 Ω 2

R E =180 Ω 2

β R E >10 R2 Ecuación 4 (120)(400)>10 R2 R2 c 2 πf X ℜ 2 π (20 K )(180) ℜ c ℜ >4,420 X 10−8 Valor comercial: c ℜ=470uF

1

Ganancia de preamplificador

∫ ¿=200 mV V¿ V out =500 mV I ac=43 uA I ac=33,7 uA AV =

A i=

500 mV =2,5 200 mV 33,7 u =0,78 43,0 u

Pi(DC) =0,06

Po(CA)=

V RMS RL

2

A p= A v x A 1=1,95 Pi(DC) =Vccx I DC Pi(DC) =12 x 5 mA

Po(CA)=

%n=

(0,353)2 =0,0124 10

Po x 100 =20,76 Pi

10

2

Voltajes en cada resistencia

11

4

AMPLIFICADOR AB

V2 12V

R3

RCP

220

330

Q3 TIP31

R1P 100k

Q5

D1

TIP122

1N4007

D2

R6

1N4007

1

CO D3

1000uF

1N4007

Q7

CL

Q2 2N3904

10uF

2N3906

Q6 TIP31

R2P

RL 8

470k

I cmax =

REP

R7

68

1

6V =0,75 A 8 Ecuación 6

I p ≅ 1 I cmax Ecuación 7 I p =10 mA ℜ=

25 mV 25 mV = =2.5 Ω I ca 10 m 12

Ecuación 8 R E >10 Ω R E=

V ℜ 0,7 = =70 Ω I ℜ 10 m

R E=68 Ω

Rc =

V Rc 5,9 V = =310 Ω Z ℜ 10 m

Valor Comercial Rth=

R1 . R 2 R1 + R 2

Vth=

9 R2 R1 + R2

Rc =330 Ω

I B=50 uF Vth=7 V

Rth=112 V

{

Rg R2 =112 k R1 + R2 R R2 =7 v R 1+ R 2

R1=12K R2=504K

1

Ganancia de amplificador AB

13

∫ ¿=500 mV V¿ V out =1 V I ac=33,7 uA I ac=77 mA AV =

1V =2 0,5 V

77 u A i= =2228,8 33,7 u

Pi(DC) =0,12

Po(CA)=

V RMS RL

2

2

A p= A v x A 1=4569,73 Pi(DC) =Vccx I DC

Po(CA)=

%n=

(0,707) =0,0625 8

Po x 100 =52,08 Pi

Pi(DC) =12 x 10 mA

2

Señal de salida del amplificador

14

15

7

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Conclusiones  Al analizar el funcionamiento del amplificador de potencia Clase AB concluimos que es el mejor amplificador para audio.  Con el amplificador clase AB ya que aparte de amplificarnos la corriente y el voltaje nos disminuye la distorsión.  El amplificador clase AB usa menos corriente que los de clase A y pueden ser más baratos, pequeños y ligeros.

Recomendaciones  Es recomendable utilizar disipadores de calor en los transistores utilizados.

8 BIBLIOGRAFÍA  Boylestad,Roberth Nashelsky. Electrónica, Teoría de Circuitos, febrero 2000, Prentica Hall

 Belove Charles. Circuitos Electrónicos Discretos e Integrados, 1993, Mac. Graw Hill Milman & Halkias. Electrónica Integrada, 1972, MacGraw Hill, ISBN 79-172657  Savat, Roden, Carpenter. Diseño Electrónico, Circuitos y Sistemas, 1992,Addison –Wesley Iberoamericana, S.A., ISBN 0-201-62925-9.  Smith Sedra. Dispositivos Electrónicos y Amplificadores, 1909, Mac. Graw Hill  Malvino Paul. Principios de Electrónica, 2007, Mac. Graw Hill  Robert F. Coughlin, Frederick F. Driscoll. Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales, 1999, Prentice Hall Hispanoamericana S.A., ISBN 970-17-0267-0