Amplificatore a Transistor da 30 Watt

NE555   Amplificatore HI-FI a Transistor Darlington con Potenza di 30W, Distorsione inferiore allo 0,02% e Distorsione di Crossover Nulla…

 
 
 
 




 

SCHEMA

Questo amplificatore, costato molte ore di lavoro è uno degli scemi con minor problemi di distorsione o autoscillazione presenti in rete, inoltre grazie a dei semplici diodi viene eliminata la distorsione di CROSSOVER. I transistor DARLINGTON, usati per lo stadio finale di potenza, sono transistor che al loro interno hanno due transistor in cascata. La caratteristica principale di questa configurazione è l’elevatissimo guadagno in corrente  pari al prodotto dei guadagni in corrente dei singoli transistor. Noi come transistor DARLINGTON useremo il BDX53C NPN e il BDX54C PNP che al loro interno racchiudono i transistor in cascata.

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Lo schema di questo amplificatore è molto semplice ed è il seguente:

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Il condensatore C1 funge da filtro, infatti serve a bloccare le componenti continue del segnale di ingresso che potrebbero guastare la polarizzazione del FET. La rete di resistenze formate da R1, R2, R3, R4 è la rete di polarizzazione del FET, queste resistenze fanno in modo che a riposo (senza segnale) la tensione VGS sia di -4V mentre VDS può variare da 10V a 13V in base alla posizione del TRIMMER R3. Per lavorare in regione più lineare possibile R3 viene settato alla minima resistenza per il FET in questione. Il FET Q5 fa parte dello stadio di preamplificazione e di retroazione, infatti è un amplificatore a FET a DRAIN comune degenere, il SOURCE viene portato a massa tramite C7 e R6 e riceve anche la retroazione e la tensione continua per la polarizzazione da R7 e C2, il quale evita le autooscillazioni. Il segnale prelevato dal DRAIN del FET giunge sulla base di Q4, un transistor PNP.

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Q4 serve ad amplificare ulteriormente il segnale, inoltre supporta la corrente per pilotare i due finali DARLINGTON, il condensatore C8 posto tra collettore e base di Q4 serve a smorzare le autooscillazioni, come i condensatori C5 e C3. Il transistor NPN Q3 viene usato come generatore di corrente di tipo WIDLAR grazie ai diodi D4 e D5 che polarizzano la base e R8 determina insieme a R9 il valore della corrente generata che si aggira intorno ai 2mA, valore utile per polarizzare i TRANSISTOR finali Q1 e Q2. Lo stadio finale del nostro amplificatore non è altro che un amplificatore a TRANSISTOR complementari, in cui i diodi D1, D2, D3 servono a mantenere una leggera polarizzazione di Q1 e Q2 in tutti i casi, evitando la distorsione di CROSSOVER. Q1 e Q2 erogano la potenza necessaria per pilotare l’altoparlante, quindi necessitano di una aletta di raffreddamento, e anche Q3 e Q4 possono essere posti con opportuno isolamento sulla stessa aletta di metallo. Infine i condensatori C4 e C6 con la resistenza R13 formano un filtro passa banda che elimina frequenze alte e componente continua, così da avere sull’altoparlante un segnale tempovariante senza componenti ad alta frequenza.

Per l’alimentazione si è usato un trasformatore con uscita singola da 18VAC, in modo tale che,dopo averla raddrizzata e filtrata con 2 condensatori, ottenere una tensione continua di alimentazione di valore pari a 22V. La tensione consigliata va da un minimo di 15V ad un massimo di 40V, sempre continua e ben filtrata.

 




 

PROVE E MISURE

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Abbiamo in GIALLO il segnale in ingresso, in VERDE il segnale in uscita dall’amplificatore e in viola le componenti frequenziali del segnale in uscita. Il segnale in uscita risulta poco distorto e questo oltre dalla forma d’onda si può evincere dalle componenti frequenziali, infatti abbiamo un’unica componente a 10KHz ovvero la frequenza di ingresso. Il discostamento dalla forma puramente sinusoidale è dovuta anche al segnale di ingresso che non è puramente sinusoidale. Analizziamo il diagramma di BODE del MODULO e della FASE:

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La frequenza di taglio inferiore è circa 2Hz quella superiore 3.8MHz, inoltre il modulo è costante nella banda passante, come la fase. Questa proprietà garantisce che un segnale composto da più frequenze non verrà distorto in quanto tutte le frequenze giungono sul carico con stesso modulo e stessa fase. Le caratteristiche elettriche sono:

Vin Max 1.5V pk-pk
Impedenza in 80 KΩ
Max corrente assorbita 700 mA    (carico 4Ω)
Max corrente assorbita 400 mA    (carico 8Ω)
Potenza su 4Ω 30W
Potenza su 8Ω 15W
Corrente a riposo 30 mA
Banda passante 2Hz – 3.8MHz
THD 0,02%

 




 

PCB

La soluzione proposta per il pcb è la seguente:

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Il PCB lo potete scaricare cliccando sul seguente LINK!!!

 




 

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Amplificatore a Transistor da 30 Watt ultima modifica: 2014-03-09T22:58:33+00:00 da ne555