Soy nuevo en electrónica analógica y todavía estoy aprendiendo sobre amplificadores operacionales. Estoy manejando un altavoz de 8 ohmios y 15 vatios con solo un amplificador operacional y mi teléfono. Lo que no entiendo es que tengo un suministro doble, 10V y -10V, más que suficiente voltaje para manejar el audio que se duplica desde un teléfono celular. Si el altavoz es 15 vatios y hay suficientes voltajes de alimentación en ambos extremos. ¿Cómo hay distorsión cuando subo el volumen o cuando se producen graves graves? Cuando ejecuto una onda sinusoidal desde mi generador de funciones a través del circuito, no tengo ningún problema en absoluto, puedo aumentar la amplitud hasta que la salida sea cortada por la tensión de alimentación. ¿Alguien sabe qué está pasando con la entrada / salida de mi teléfono?
¿Qué está causando esta distorsión de amplificador operacional?
4 respuestas
Como eres nuevo en electrónica, simplifico un poco aquí:
Los OpAmps no tienen la capacidad de unidad actual para manejar los altavoces directamente. Los altavoces suelen tener una impedancia en los ohmios bajos. 8 Ohm es típico.
Un OpAmp normal no manejará mucho más de 50mA a 100mA. A una señal de 10 V que es aproximadamente igual a una impedancia de 1000 a 2000 Ohm. Mucho más alto que sus altavoces.
Si conecta altavoces a la salida de su OpAmp, es probable que la OpAmp intente conducir los altavoces, pero después de alcanzar el límite actual, no lo hará más. Eso cortará la forma de onda, y esto es lo que se escucha como distorsión.
Necesitas una etapa de amplificador de potencia para controlar tus altavoces. Estos se pueden construir utilizando un OpAmp y algunos transistores adicionales para manejar la carga más alta.
Por otro lado, es más económico si solo usas un chip amplificador de audio que maneja los 15 vatios directamente. El chip TDA2030, por ejemplo, conducirá alegremente de 10 a 14 vatios y es realmente barato.
En resumen: piense en OpAmps como preamplificadores, para impulsar cualquier cosa más grande, necesita un amplificador de potencia.
Hay varias cosas mal aquí. Dice que desea conducir un altavoz de 8 with con 15 W. Eso significa que necesita sqrt ((15 W) (8 Ω)) = 11 V. Tenga en cuenta que esto es RMS. Para una onda sinusoidal, eso significa que el voltaje máximo es sqrt (2) más alto, o ± 15.5 V. Claramente, los suministros de ± 10 V no son lo suficientemente buenos.
Luego está el problema de proporcionar suficiente corriente. La corriente RMS necesaria es sqrt ((15 W) / (8 Ω)) = 1.4 A. Y nuevamente, eso es RMS, por lo que la corriente máxima debe ser de al menos ± 1.9 A. Un "opamp" típico no puede proporcionar eso tipo de corriente, ni siquiera cerca.
Lo que necesita es una etapa de potencia real que funcione a partir de unos 20 V y que pueda generar y hundir 2 A.
Los amplificadores operacionales no tienen el gruñido para esto
Un amplificador operacional normal está diseñado para manejar cargas de pequeña señal, como auriculares pequeños, las entradas de otros amplificadores u otros circuitos. A 8 & ohm; el altavoz simplemente requiere demasiada corriente (amperios vs millamps) para que un op-amp lo conduzca solo.
Pero, aumentar la corriente de salida es más simple de lo que parece
Afortunadamente, es posible construir un amplificador de potencia alrededor de un amplificador operacional, de la siguiente manera:
En este circuito, Q1 y Q2 actúan como un amplificador de corriente seguidor-emisor de clase B para la salida de OA1. Normalmente, una etapa clase B o AB requiere un montón de polarización para mantener baja la distorsión de cruce, pero al colocar la etapa dentro del circuito de retroalimentación de OA1, el amplificador operacional se encarga de la mayoría de los negocios divertidos. Nosotros a través de la acción de retroalimentación, aunque requiere un amplificador operacional de giro bastante rápido para hacer esto. Mientras las fuentes de alimentación tengan suficiente gruñido, y Q1 y Q2 sean lo suficientemente robustos y adecuadamente disipados por calor, este circuito es adecuado para impulsar cualquier altavoz que le lances y barato como chips para construir. Por supuesto, el rendimiento del sonido depende principalmente del amplificador operacional que esté utilizando, y si lo necesita, puede configurarlo como algo distinto a un amplificador de ganancia de voltaje unitario cambiando la red de retroalimentación, como lo haría con una pequeña -signal op amp stage.
Debería publicar más información sobre el opamp, pero si es uno de los sospechosos habituales, como NE5532, lo más probable es que se haya perdido la línea de "corriente de salida máxima" en las hojas de datos.
Algunos opamps se ahogarán con cargas de 2k ohms (como TL072) porque su etapa de salida solo puede manejar una cantidad minúscula de corriente, otros funcionarán bien en cargas de 600 ohmios y subirán a 60mA o incluso a 100mA ...
Pero para una carga de 8 ohmios realmente necesitas algo diseñado para el trabajo. Si eres un principiante, prueba un LM1875, por ejemplo, es un chip amplificador barato y fácil de usar (solo un opamp, pero diseñado para el tipo de corriente que requiere tu altavoz). También necesita un disipador de calor.
Si la cosa funciona con baterías, considere comprar un módulo amp de Clase D de aliexpress, como IRS2092 o los chips TI.
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