Mala calidad de audio de un amplificador de audio de dos etapas

Tendrá problemas importantes al manejar un altavoz de baja impedancia, como 8 ohmios. Para producir (digamos) 4 Vp-p a través de él, se requiere que la corriente máxima sea de 250 mA. Esto debe ser entregado por el transistor 2N2222 en un medio ciclo de la forma de onda y por la resistencia 330R (R5) en el otro medio ciclo. Claramente, tratar de tomar 250 mA a través de una resistencia 330R necesita un voltaje forzado de al menos 83 voltios, ¡pero solo tiene un suministro de 10 voltios! Por lo tanto, mi recomendación es reducir masivamente R5 o, preferiblemente, usar una etapa de salida push-pull.

Dado que la ganancia de corriente del transistor de salida podría ser de 100, deberá colocar al menos un pico de 2,5 mA en la base, pero la toma de 2,5 mA a R3 no funcionará porque caerán 8,25 voltios. Esta es una historia similar a la de R5 mencionada anteriormente.

Debido a esto, puede configurar Q2 para que tenga una corriente de reposo mucho mayor de tal vez de 25 mA, lo que significa reducir considerablemente R4 a algo así como 22 ohmios Y reducir R3 a algo así como 220 ohmios.

Ahora, cuando se solicita que se extraiga 2,5 mA a través de R3, caerá aproximadamente 0,55 voltios y mucho más fácilmente impulsará el transistor final Q1.

Por los mismos motivos anteriores, deberá reducir R1 y R2 porque Q2 requiere una corriente de reposo de 25 mA y, suponiendo que tiene una ganancia de corriente de 100, su base necesitará 250 uA. La regla generalmente aceptada aquí es que si la base necesita una cantidad de corriente "X", entonces las resistencias de polarización deberían tomar 10 veces esta corriente. Por lo tanto, elija R1 y R2 de manera que fluyan alrededor de 2.5 mA.

El otro problema con la distorsión es C1 a través de la resistencia R4 del emisor: hará que la forma de salida (si se alimenta con una onda sinusoidal) sea asimétrica. Esto podría atraparlo más tarde, así que tenga cuidado con esto.

También le recomendaría encarecidamente que use LTSpice (una herramienta gratuita de simulación) para desarrollar sus ideas porque su análisis de este problema simple será más preciso que lo que puedo hacer con lápiz y papel (hoy no hay acceso a una simulación) .

La tapa de 47 µF (C3) en serie con un altavoz de 8 forma un filtro de paso alto con una atenuación de 420 Hz. Ese es el punto en el que el volumen ya ha bajado en 2, y se vuelve inversamente proporcional a la frecuencia por debajo de eso. La razón por la que los "instrumentos" suenan mejor que la voz es porque la voz tiene más frecuencias por debajo de este punto.

Sin embargo, ese es solo un problema de muchos con este circuito:

1. Q1 aumentará la salida con una impedancia más baja que R5. El resultado será una forma de salida asimétrica a una entrada simétrica. En otras palabras, la distorsión.

2. No hay límite en la fuente de alimentación. Cuando la salida es alta, toma más corriente, lo que reduce la alimentación. Esto se retroalimenta en la primera etapa, causando un desorden, posiblemente causando oscilaciones dependiendo de la impedancia de la batería.

   Debería haber un límite de tamaño decente en la fuente de alimentación, y el suministro a las etapas iniciales se filtrará para protegerlos del ruido en la fuente de todos modos.

3. 2N2222 no es apropiado para manejar una carga de baja impedancia como un altavoz de 8. Si arregla la unidad de salida, entonces el siguiente problema probablemente sería que el Q1 se está friendo.

4. La polarización de CC depende bastante de la tensión de alimentación específica. Parece que estará lo suficientemente cerca para el suministro de 10 V que se muestra. Desea que la salida de Q2 esté aproximadamente en el medio de su rango posible.

5. C1 provoca una caída de paso alto de aproximadamente 480 Hz. Debajo de eso, la ganancia es aproximadamente 10. Por encima de eso, aumenta con la frecuencia. Para el audio, desea una ganancia plana en el rango de frecuencia deseado. Ese rango de frecuencia es de 20 Hz a 20 kHz para audio "HiFi".

   Este es ahora el segundo filtro de paso alto general, ambos juntos hacen que la "voz" suene mucho peor que el "instrumento".

En general, si realmente quieres conducir un altavoz, deshazte de este lío y usa un circuito diseñado para eso. Conducir un altavoz no es tan simple como ponerle un tope a la salida de un amplificador de baja potencia, como lo que parece haberse hecho aquí.