Es probable que su circuito no funcione bien porque está tratando de manejar un altavoz que requiere aproximadamente 0.5 W con un OpAmp diseñado para corrientes de salida bajas. Para darle 0.5 W a través de una carga de 4 Ω, necesita una corriente de salida de I = sqrt (0.5 W / 4 Ω) = 0.35 A - demasiado para una OpAmp de propósito general y señal pequeña.
Sin embargo, incluso con sistemas operativos de bajo rendimiento y baja corriente como el 741 y sus derivados, es posible construir un diseño algo capaz. Un truco es aumentar la etapa de salida agregando transistores externos.
Probablemente será más fácil usar un IC listo para usar diseñado para la amplificación de altavoces, pero por el bien del aprendizaje, estoy publicando un pequeño experimento que probé hace un tiempo.
El truco que se puede aprender es: ¿Qué tienen en mente los diseñadores de circuitos integrados de altavoces preparados cuando construyeron sus diseños? ¿Cuál es la diferencia entre un OpAmp y un amplificador de potencia? Comparten un símbolo de circuito muy similar, así que, ¿qué está pasando aquí?
Si analiza los equipos de audio disponibles en el mercado, se sorprenderá de la frecuencia con la que encontrará OpAmps simples de uso general, incluso dentro de equipos de grado medio a alto.
Algunas pistas e información de fondo sobre cómo potenciar los OpAmps de pequeña señal se pueden encontrar en una nota de la aplicación , originalmente publicado por National Semiconductor (ahora TI), y escrito por Jim Williams. (Su nombre no está en la nota de la aplicación, pero hay evidencia ;-) Tenga en cuenta que incluso Tiene algunos diseños que usan tubos de vacío para aumentar las OpAmps.
Aquí hay un circuito que probé hace poco, rápidamente dibujado en la parte posterior de un sobre:
Yestoesloquehace:tomalasalidadelOpAmp(741,media4559,whatvever),lacolocaenunaetapadesalidaBJTcomplementaria(Q1,Q2),yusalaseñaldesalidadeBJTcomolaentradaparasuretroalimentación,eliminandoasícualquiernolinealidadypropiedadesdesconocidas(amplificación=?,linealidad=?)delaetapadesalidadiscreta.Además,dostransistoresadicionalesQ3yQ4estánconectadosatravésdelasresistenciasdesalidade22Ω,proporcionanunaproteccióncontrasobrecorrientequeseactivaalrededordeIout=0.7V/22Ω=32mAyprotegelostransistoresdesalidaQ1yQ2.
LostransistoresdesalidasonBC548/BC558.Estediseñofuncionabiencomounamplificadordeauriculares.Paralosaltavoces,usetransistoresmásgrandesparacorrientesdesalidamásgrandesyajustelasresistenciassensorasactualesenconsecuencia.
ObservequelaideageneralseparecemuchoaunaconfiguraciónbásicadeOpAmpquenoinvierte,aexcepcióndelaetapaBJTadicionalentreelpindesalidadeOpAmpylasalidadelcircuito("out") conectada a la resistencia de realimentación (22k).
El voltaje de cualquier señal tomada desde el potenciómetro de entrada (en la entrada no inversora del OpAmp) se amplificará por un factor de A = 1 + R1 / R2. Q1 y Q2 solo ayudan a suministrar más corriente mientras que el OpAmp intenta mantener el voltaje deseado, y esto es Una cosa muy buena TM , que cita a Mike Engelhardt , porque para un amplificador de altavoz, necesita tanto voltaje como corriente, porque power = voltaje * corriente.
Es posible que desee preguntar ahora cuánta corriente le va a dar la etapa de salida. Respuesta: El amplificador actúa como una fuente de voltaje, e intentará darle la mayor cantidad de corriente posible, siempre y cuando Q3 o Q4 no comiencen a limitar el espectáculo. Por lo tanto, la corriente está determinada por la carga conectada a través de "out" y se puede calcular una vez que conozca la resistencia de carga R L : I out = U out / R L . Aproxime la impedancia de un altavoz usando Z L = R L .