¿Cómo determinar los vatios en un esquema de notas de aplicaciones?

Promedio (solo ligeramente patológico) en el peor de los casos (20W de potencia promedio en 8 ohms a 20kHz onda sinusoidal continua) disipación de potencia en los resistores de 4.7 ohmios 120mW.

Edit: En caso de que sientas curiosidad por saber cómo obtuve esto al tiempo que evitaba errores matemáticos, bueno, es sábado y soy perezoso, y los cálculos se parecen demasiado a lo que hago para el trabajo remunerado, así que simplemente simulé en SPICE. Por supuesto que podría hacerlo manualmente o en Matlab, etc., pero esto fue fácil.

Los marcadores W son como sondas que miden la potencia instantánea disipada en los componentes. La tensión máxima de 17.888 se seleccionó para dar 20W (y se verificó mediante el marcador):

VAMPL = \ $ \ sqrt {2} \ times \ sqrt {20W \ times 8 \ Omega} = \ sqrt {320} \ $ V.

La disipación real de la reproducción de cualquier fuente de señal sensible para escuchar será mucho menor.

Puedes usar 1 / 4W para todo lo que tenga resistencia. La clasificación de 35 V está bien para los condensadores ya que nunca debe acercarse a eso para el suministro (y generalmente tienen una clasificación de sobrecarga que le permite exceder ligeramente la clasificación), pero usaría 50 V y 105 ° C para cierto margen.

A modo de comprobación: observe las partes en el diseño de PCB de muestra. Si las resistencias no son físicamente grandes, no son de alta potencia.

Eso no significa que si hiciste algo realmente pervertido, como la alimentación de una onda sinusoidal de 100 kHz en la entrada (y el arranque para que obtuvieras 20W a pesar del apagón del amplificador), no podrías eliminar esos Resistencias haciéndoles disipar varios vatios. Si estás nervioso, las resistencias de 1W son baratas y no tan grandes.

Si desea leer más sobre la serie RC en las salidas, se llaman redes de Zobel o celdas de Boucherot.

La impedancia de la serie \ $ R_7 \ $ - \ $ C_8 \ $ se puede calcular fácilmente: $$ Z = R_7 + Z_ {C8} = R_7 + \ frac {1} {sC_8} = \ frac {R_7C_8 \ cdot s + 1} {C_8 \ cdot s} $$ eso significa que cuando la frecuencia es cero, la impedancia se aproxima a \ $ \ infty \ $, es decir, \ $ C_8 \ $ está abierta, mientras que a medida que la frecuencia aumenta, la impedancia disminuye, y cuando la frecuencia se acerca a \ $ \ infty \ $ usted tiene \ $ Z \ derecha r_7 \ $. Dado que \ $ R_7 = 4.7 \ Omega \ $ y \ $ V_ {cc} = - V_ {dd} = 35V \ $, el voltaje máximo en \ $ Z \ $ sería menor que \ $ 35V \ $. En el peor de los casos, es decir, cuando \ $ Z = R_7 = 4.7 \ Omega \ $ usted tiene: $$ P_Z = \ frac {V_ {CC} ^ 2} {R_7} = \ frac {1225} {4.7} W = 260W $$ Espera, ¿qué?
Bueno, el punto es que la frecuencia está muy por encima de \ $ \ infty \ $, en realidad podemos suponer \ $ f_ {MAX} = 20 \ $ kHz, esa es la señal de audio para usted. Como \ $ s = j \ cdot 2 \ pi \ cdot f \ $ solo necesitamos calcular: $$ Z_ {MIN} = Z (f = f_ {MAX}) = \ dots = (4.7 - j \ cdot 80) \ Omega $$ Por supuesto que necesitamos el valor absoluto: $$ | Z_ {MIN} | = \ sqrt {4.7 ^ 2 + 80 ^ 2} = 80 \ Omega \ rightarrow I_Z = \ frac {V_ {CC}} {| Z_ {MIN} |} = \ dots = 437mA $$ Y finalmente: $$ P_ {MAX} = R_7 \ cdot I_Z ^ 2 \ approx 900mW $$

Solo usa algo un poco más grande y listo, 1W es lo suficientemente bueno.

Tenga en cuenta que 35V es la calificación máxima absoluta . Está mejor alimentando el amplificador con un voltaje más bajo, consulte la tabla 4, página 6: para obtener 40W @ 8 \ $ \ Omega \ $ solo necesita \ $ \ pm26V \ $, que lleva a \ $ P_ {MAX} \ approx500mW \ $ significa que \ $ 1W \ $ resistors son perfectamente seguros para usted.

Acerca de los capacitores, todos los límites de potencia deben soportar los \ $ V_ {CC} \ $ completos, es decir, \ $ C_ {4,5,6,7} \ $. Lo mismo ocurre con \ $ C_ {8,9} \ $. \ $ C_3 \ $ debe admitir un swing más estrecho, verifique la tabla 5 y la figura 17, página 13. Finalmente, \ $ C_ {1,2} \ $ también puede ser "más pequeño" ya que solo ven niveles de línea, eso es aproximadamente 2V. Solo puedes comprar un montón de tapas de 35V y usarlas.

Comience con el combo 18k / 560. La potencia total disipada es V x V / R, o 25 x 25 / 18,560. Eso es .034 vatios, por lo que ambos pueden ser de 1/8 vatio (se utilizan 25 voltios al encontrar el pico de voltaje para que una onda sinusoidal produzca 40 vatios en 8 ohmios. Eso es sqrt (2 x P x R)). Para las unidades de 4.7 ohmios, considere que están en serie con tapas de .1 uF, y la impedancia de una tapa es 1 / (2 x pi x f x C). Para una C de .0000001 y una frecuencia máxima de, digamos 10 kHz, eso es aproximadamente 160 ohmios. El voltaje a través de la resistencia (sin tener en cuenta los cambios de fase) será de 25 x (4.7 / 164.7) o .7 voltios. La potencia en la resistencia es entonces V x V / R, o (.7 x .7 / 4.7) o .1 vatios. Así que una unidad de 1/4 vatios debería hacerte.

La razón por la que puede usar una frecuencia de 10 KHz es que, para la música real, los niveles de armónicos están muy por debajo de las frecuencias más bajas, y no necesita lidiar con la totalidad de los 20 kHz.