Amplificadores de Audio Integrados

Universidad del CaucaJuan Sebastian Timaran – Gianpier Verutti

1. Introducción

Un amplificador de audio lineal amplía la amplitud de una señal pequeña sin afectar los demás componentes de la señal, entre más lineal sea este más detallada va a ser la salida.

El constante cambio del mercado de dispositivos audibles hace que cada vez se requieran circuitos con diferentes rendimientos, por lo que para asegurarse de obtener el más adecuado se deben conocer los diferentes tipos y así elegir el más adecuado.

En este informe vamos a examinar las características de los más usados (excluyendo de aquí los tipos A, B, AB), estos son: //Tima: Coloca las clases que vas a agregar al informe //.

1) AMPLIFICADOR CLASE D

Un amplificador clase D está diseñado para que opere con señales digitales o de pulsos. Con este tipo de circuito se logra una eficiencia de más de 90%, lo que lo hace bastante deseable en amplificadores de potencia. Se necesita, sin embargo, convertir cualquier señal de entrada en una forma de onda pulsante antes de utilizarla para excitar una carga de gran potencia y luego volver a convertir la señal en una señal senoidal a fin de recuperar la señal original. La figura 12.26 muestra cómo se puede convertir una señal senoidal en una señal de pulsos con alguna forma de onda de diente de sierra o recortada, para que se aplique junto con la entrada a un circuito de amplificador operacional tipo comparador, de modo que se produzca una señal de pulso representativa. Aunque se utiliza la letra D para describir el siguiente tipo de operación de polarización después de la clase C, la D también podría significar “Digital”, puesto que tal es la naturaleza de las señales proporcionadas al amplificador clase D.


Como los dispositivos transistorizados de los amplificadores utilizados para generar la salida están básicamente apagados o encendidos, proporcionan corriente sólo cuando están encendidos, con poca pérdida de potencia por su bajo voltaje de “encendido”. Como la mayor parte de la potencia aplicada al amplificador se transfiere a la carga, la eficiencia del circuito en general es muy alta. Los dispositivos de potencia MOSFET han sido los preferidos como dispositivos de control del amplificador clase D.


2) Amplificador clase C

Está polarizado para operar en menos de 180° del ciclo de señal de entrada. Sin embargo, el circuito sintonizado de la salida proporcionará un ciclo completo de señal de salida para la frecuencia resonante del circuito tanque L y C de la salida. Este tipo de operación está limitada para usarse a una frecuencia fija, como en un circuito de comunicaciones. La operación de un circuito clase C no está orientada en primera instancia para amplificadores de gran potencia.

Circuito básico de un amplificador clase C

3) Amplificador clase E

Los amplificadores clase E se caracterizan por tener una estructura simple que utiliza un único dispositivo activo. La red resonante de salida incluía, como principal innovación, una capacidad en Paralelo con el dispositivo. Esta capacidad será aportada de manera externa, o bien estará constituida, en parte o completamente por la capacidad parásita de salida del dispositivo. En los amplificadores de clase E la eficiencia teórica alcanzable es del 100%.

Las ventajas principales de estos amplificadores son: Su eficiencia, su fiabilidad, la reducción del tamaño y del peso de los equipos y sobre todo, su diseño predictible y consistente gracias a la existencia de procesos de diseño claros. Estas ventajas hacen que este tipo de amplificador esté en un gran número de aplicaciones de radio, cada vez a frecuencias mayores. Por ejemplo en los últimos años ha habido una gran utilización del amplificador clase E en frecuencias superiores a los 10 MHz, llegando hasta la decena de GHz para aplicaciones de comunicaciones. El avance en frecuencias en la utilización del clase E se ha debido a la publicación en 1995 de la


tesis de Thomas B. Mader y de los estudios de este último en colaboración con Zoya Popovic en los que se explicitan los criterios de diseño de la etapa en clase E utilizando líneas de transmisión.

El análisis del amplificador clase E es directo pero tedioso. No está claro si es una fuente de voltaje o de corriente, como en el caso de los amplificadores clase A, B, C, y D. La forma de onda del voltaje en el colector es una función de la corriente que carga el capacitor, y la corriente es una función del voltaje en la carga, la cual a su vez es una función del voltaje en el colector. Todos los parámetros están interrelacionados.

4) AMPLIFICADORES CLASE S

Existen diferentes maneras de diseñar un amplificador clase S para señales de audio. En este caso se utiliza transistores MOSFET de tal manera que se forme un conmutador medio puente (half-bridge). Este conmutador estará controlado por un “driver” que será el encargado de excitar suficientemente la puerta de los transistores para que se produzca la conmutación de una manera rápida. La salida de los transistores será aplicada a un filtro paso bajo que dará lugar a la señal deseada. El controlador utilizado es el IRS20124 de Internacional Rectifier. Proporciona el nivel de tensión suficiente a las puertas de los transistores para que estos puedan conmutar de estado de conducción a estado de no conducción de la manera más eficiente posible. Sus principales característica son:

• Capaz de operar con señales de hasta 1 MHz.

• Permite realizar amplificadores de hasta 100 W de potencia de salida.


• Maneja señales de entrada de PWM de hasta 5 V.

5) Amplificador clase F

Este tipo de amplificador es considerado como uno de los amplificadores con más eficiencia. El amplificador clase F emplea un circuito resonador para lograr alta eficiencia, lo cual trae como resultado que el producto entre el voltaje y corriente de DC sea pequeño. El circuito básico se muestra en la siguiente figura, el inductor L3 y condensador C3 se usan para llevar a cabo un resonador armónico que hace posible tener un tercer componente armónico en el voltaje del colector. El circuito resonante de salida se usa para filtrar un armónico, permitiendo solo la frecuencia fundamental en la salida. La magnitud y la fase del tercer armónico controlan la llanura del voltaje del colector y la potencia del amplificador.


Estos amplificadores son amplificadores de pulsos (su rendimiento puede ser muy elevado) cuya salida se encuentra sintonizada a una determinada frecuencia. Suelen ser empleados en aplicaciones de radio cuando se trabaja a una única frecuencia o bien en un margen muy estrecho de frecuencias. En estos amplificadores la eficiencia teórica alcanzable es del 100%.


1. IntroducciónUn amplificador integrado de audio es un IC (Integrated Circuit) que se encarga, al igual que un amplificador de audio, de ampliar la magnitud de una señal sin cambiar ninguno de sus componentes, debido al manejo del audio y buscando una buena calidad del sonido.

Los amplificadores con este manejo se dividen por familias, dependiendo del voltaje de entrada y salida, de la ganancia y de los pocos elementos adicionales que deben tener (Filtros) para evitar los diferentes tipos de distorsión.

2. Características

Los amplificadores de audio integrados cuentan con muchas ventajas:

Al disminuir el número de componentes del circuito reduce el tamaño y el costo.

Amp.deaudio de11 pine s

Requiere pocos componentes externos. Alta potencia de salida. Ganancia ajustada. Switch de pausa y mute. Protección contra sobrecarga. AC y DC seguro contra a tierra cortocircuito. Protección térmica. Protección contra polarización contraria (al revez) Protección contra descarga electrostática.

3. Familias


Los tipos de amplificadores están divididos en el voltaje de salida, cada componente en su datasheet tiene sus características y los niveles de voltaje mínimos que requieren para su funcionamiento.

TABLA DE AMPLIFICADORES DE AUDIO INTEGRADOS

NOMBRE CANALES VOLTAJE

TDA2822 2 x 01W 4,5V

TDA7053 2 x 01W 6,3V

TDA7056 1 x 03W 9V

TDA1013 1 x 04W 12V

TDA1905 1 x 05W 24V

TDA1519 2 x 06W 12V

TDA2611 1 x 06W 20V

TDA2002 1 x 08W 12V

TDA7057 2 x 08W 12V

TDA2003 1 x 10W 12V

TDA2004 2 x 10W 12V

TDA2005 2 x 10W 12V

TDA7269 2 x 10W 12V

TDA1516 2 x 12W 12V

TDA1518 2 x 12W 12V

TDA1521 2 x 12W +/- 12v

TDA2006 1 x 12W +/- 12v

TDA2616 2 x 12W +/- 12v

TDA8561 4 x 12W 12V

TDA2030 1 x 14W +/- 18v

TDA2040 1 x 20W +/- 20v

LM1875 1 x 20W +/- 25v

TDA7262 2 x 20W 30V

TDA1552 2 x 22W 12V

TDA1557 2 x 22W 12V


TDA1558 2 x 22W 12V

LM1876 2 x 23W +/- 22v

TDA1563 2 x 25W 12V

TDA7264 2 x 25W +/- 25v

TDA7265 2 x 25W +/- 25v

TDA8567 4 x 25W 12V

TDA7377 2 x 30W 12V

TDA7256 1 x 30W 12V

LM4782 3 x 32W +/- 25v

TDA2050 1 x 32W +/- 25v

LM4781 3 x 35W +/- 28v

TDA7375 2 x 35W 12V

TDA1560 1 x 40W 12V

TDA7386 4 x 40W 12V

TDA8560 2 x 40W 12V

TDA8563 2 x 40W 12V

TDA8571 4 x 40W 12V

LM4766 2 x 42W +/- 30v

LM2876 1 x 45W +/- 30v

LM3875 1 x 45W +/- 30v

TDA1514 1 x 50W +/- 25v

TDA2025 1 x 50W 32V

LM3876 1 x 60W +/- 35v

LM4780 2 x 60W +/- 35v

TDA2052 1 x 60W +/- 25v

LM3886 1 x 68W +/- 35v

TDA1562 1 x 70W 12V

TDA7295 1 x 80W +/- 35v

TDA7293 1 x 100W +/- 55v


//Tima: Pilla que buena información podes sacar de aquí//

se examinan las características más importantes de cada clase de amplificador de audio disponibles en la actualidad:, Clase D, Clase G, Clase DG, y clase H.

Amplificadores de clase DLa popularidad de los dispositivos móviles de audio portátiles, como teléfonos inteligentes , reproductores de MP3 y soporte para portátiles, trae el consumo de energía en una mayor atención. Ahora bien, es necesario reducir el consumo de energía para aumentar la duración de la batería. Los amplificadores de clase D usan ancho de pulso ( PWM ) para producir una señal de salida rail-to-rail digital con un ciclo de trabajo variable para aproximar la analógica señal de entrada ( Figura 4 ).Estos amplificadores son altamente eficiente (a menudo hasta el 90% o superior) debido a que los transistores de salida se encuentran totalmente encendidos o totalmente apagados durante el funcionamiento. Este enfoque elimina por completo el uso de la región lineal del transistor que es responsable de la ineficacia de otros tipos de amplificadores. Modernos amplificadores de clase D también lograr la fidelidad comparable a los amplificadores de clase AB. Con su alta eficiencia, amplificadores de clase D de conmutación, tales como la MAX98304 y la MAX98400A , son ampliamente utilizados en aplicaciones portátiles. Para otros ejemplos, ver de Maxim amplificadores Clase D .

La Figura 4. Un amplificador de Clase D de audio emite una forma de onda de conmutación a una frecuencia mucho más alta que la señal de audio más alta que necesita ser reproducido. Estos amplificadores son muy eficientes ya que los transistores de salida se encuentran totalmente encendidos o totalmente apagados durante la operación.

Clase G AmplificadoresLos amplificadores de clase G son similares a los amplificadores de clase AB, salvo que se utilizan dos o más tensiones de alimentación. Cuando se opera a niveles bajos de señal, amplificadores de Clase G seleccionar una baja tensión de alimentación. A medida que aumenta el nivel de la señal, estos amplificadores seleccionar automáticamente la tensión de alimentación adecuada ( Figura 5 ). Clase G amplificadores son más eficientes que los amplificadores de clase AB, ya que utilizan la tensión máxima de alimentación sólo cuando sea necesario, por el contrario, los amplificadores de clase AB utilizar siempre la máxima tensión de alimentación.

No es un problema común en las aplicaciones de audio portátiles: la escasa tensión de alimentación para el amplificador del altavoz. Clase amplificadores G resolver este problema tensión de alimentación mediante una bomba de carga para aumentar la tensión de alimentación. Como ejemplos, el MAX9730 amplificador del altavoz está optimizado para altavoces dinámicos tradicionales, mientras que el MAX9788 amplificador del altavoz está diseñado para hablantes de cerámica. Para otros ejemplos, ver de Maxim amplificadores Clase G .


Figura 5. Un amplificador Clase G es más eficiente que un amplificador de Clase AB, ya que utiliza la tensión máxima de alimentación sólo cuando sea necesario.

Clase DG AmplificadoresLa Dirección General de amplificador de clase utiliza PWM para producir una señal de salida digital rail-to-rail con un ciclo de trabajo variable. A este respecto, un amplificador de Clase DG es el mismo que un amplificador de Clase D. El amplificador de Clase DG, sin embargo, también se utiliza una etapa de salida de múltiples niveles para detectar la magnitud de la señal de salida ( Figura 6 ). A continuación, cambia los carriles de alimentación, según sea necesario, para suministrar la potencia de la señal requerida de manera más eficiente. Un amplificador de Clase DG, tales como laMAX98308 , utiliza el mismo concepto de doble poder como un cambio de clase D topología para aumentar aún más la eficiencia. Para otros ejemplos, ver de Maxim Clase DG amperios .

La Figura 6. A Clase DG amplificador detecta la magnitud de la señal de salida y luego cambia las guías de suministro, según sea necesario, para abastecer a la potencia de la señal requerida de manera más eficiente.

Amplificadores de Clase HLos amplificadores de clase H modulan su tensión de alimentación para minimizar la caída de tensión a través de la etapa de salida. Las implementaciones van desde el uso de múltiples voltajes discretos a una oferta infinitamente ajustable. Aunque similar a la técnica de G de la clase de la reducción de la disipación a través de dispositivos de salida, la topología de H Clase no requiere múltiples fuentes de alimentación ( Figura 7 ).


Amplificadores de Clase H son generalmente más complejos que otros diseños de amplificador de audio. Estos amplificadores requieren circuitos de control extra para predecir y controlar la tensión de alimentación. Audio codec IC, como el MAX98090 y MAX98091 , integran una clase AB amplificador de auriculares con una estructura de poder de clase H para proporcionar un bajo consumo de energía muy, solución completa de audio. Para otros ejemplos, ver de Maximamplificadores Clase H .

Figura 7. Un amplificador de audio clase H reduce la disipación de todos los dispositivos de salida conectados a la alimentación. Esto permite que el amplificador funcione con una eficiencia optimizada Clase AB, independientemente del nivel de potencia de salida.

Todo es copiado exactamente de internet // Aquí termina

No olvides borrar estas partes y adicionar tu bibliografía

1. Bibliografía

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/audio/amp.html#c1

http://www.rason.org/Projects/icamps/icamps.htm

http://www.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/5590

http://www.maximintegrated.com/app-notes/index.mvp/id/5590

http://www.rason.org/Projects/icamps/icamps.htm

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/audio/amp.html#c1

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