AMPLIFICATORE HI-FI A TRANSISTOR

NE555   Amplificatore Hi-Fi In Classe AB con Finali e Stadio di Ingresso a Transistor. Bassissima Distorsione e Rumore con Potenza da 80W RMS…


 
 
 
 




 

INTRO

Il seguente schema garantisce di avere un ottimo suono grazie a uno stadio di ingresso a transistor differenziale con generatore di corrente a specchio che garantisce una bassissima distorsione armonica che permette di usare la definizione Hi-Fi.

Lo stadio finale è composto da due transistor Darlington, uno NPN e uno PNP in configurazione AB che vengono pilotati dallo stadio di ingresso.

La tensione di alimentazione è duale con una potenza di 80W RMS ovvero 160W musicali.

Le caratteristiche di questo schema sono:

NE555

L’amplificatore è alimentato con una tensione duale a bassissimo ripple di +30V e -30V. La tensione può essere ridotta ma viene ridotta anche la potenza in uscita. Si sconsiglia di aumentare la tensione di alimentazione.

L’amplificazione di tensione è di 25 volte e la tensione di ingresso massima è 600mV RMS.

Se si riduce la tensione di alimentazione, 600mV in ingresso possono creare distorsione.

 



 

SCHEMA

Lo schema è il seguente:

NE555

Il segnale audio entra dal pin Vin, viene filtrata la componente continua dal condensatore C2 e giunge sulla base del transistor NPN Q1. Il transistor Q1, Q2, Q10, Q9 e Q3 formano lo stadio di ingresso differenziale con generatore di corrente a specchio dove in particolare la corrente è generata dal transistor Q3. La corrente generata da Q3 vale 1.4/R3 circa, ovvero 2.5mA. questa corrente è divisa sui due rami dell’amplificatore differenziale formato da Q1 e Q2 mentre viene mantenuta stabile grazie allo specchio formato da Q10 e Q9.

Si ha una corrente di 2.5mA in Q3 grazie alla polarizzazione formata da R13, D1, D2 e D3 che polarizzano questo transistor mentre C1 mantiene costante la polarizzazione.

La corrente di Q3 è specchiata nel transistor Q4 però con un valore di 6mA, questa corrente serve per pilotare i finali. Il segnale amplificato è prelevato al collettore di Q1 e viene amplificato in corrente dal transistor Q6. Il transistor Q5 regola la tensione di polarizzazione di riposo dei finali, quindi la resistenza R12 serve per regolare la polarizzazione dei finali e quindi la potenza da essi assorbita.

Il finale è composto dai transistor Q7 e Q8 che sono Darlington per aumentare la corrente in uscita. Le resistenze R7 e R8 servono per evitare sovracorrenti nei transistor finali, mentre R10, R11, C3 e C12 formano la rete di retroazione dell’amplificatore differenziale.

I componenti C8, C4, C5, C6, C7, C9 ed R9 servono per evitare auto oscillazioni dell’amplificatore.

L’altoparlante va collegato ai pin di uscita Vout.

 





 

RISULTATI

La distorsione armonica è stata simulata e risulta 0.05 con la tensione in ingresso a metà valore mentre sale a 0.2 alla massima potenza, quindi permette di affermare che è un sistema Hi-Fi.

La banda passante è la seguente:

NE555

Il segnale in ingresso e in uscita, misurati con l’oscilloscopio hanno la seguente forma:

NE555

Il circuito montato su breadboard ha la seguente configurazione:

NE555
 
POTENZA E SISTEMA DI RAFFREDDAMENTO

La resistenza R12 va tarata in modo tale che il finale assorba poca potenza quando il segnale in ingresso è 0. Si connette un amperometro tra la massa dell’alimentatore e la massa del circuito e si fa variare la resistenza su tutto il range, in questo modo si trova il valore minimo e infine si posiziona la resistenza variabile proprio per avere il valore minimo. Con della colla al caldo si può anche bloccare questo valore.

I transistor Q7 e Q8 assorbono una buona quantità di potenza quindi hanno bisogno di un sistema di raffreddamento. Si possono usare due diversi dissipatori, uno per ogni Transistor oppure uno solo e si connettono i Transistor con due miche isolanti per evitare corto circuiti. I transistor al massimo assorbono 21W.

Considerando che i transistor usati hanno una resistenza termica del case di 1°C/W con una temperatura massima di giunzione di 175°C, inoltre considerando che con la mica isolante si ha una resistenza termica di contatto di 1°C/W si può calcolare la resistenza termica del dissipatore considerando una temperatura ambiente di 30°C. Supponendo di volere una temperatura massima di giunzione di 160°C che è accettabile visto che è la temperatura di giunzione e non del case e inoltre è minore di quella massima, effettuando i calcoli si ottiene la seguente resistenza termica del dissipatore:

Rtermica_dissipatore = (Tmax_desiderata-Tamb)/Potenza_max – Rt_case – Rt_contatto =

(160-30)/21 – 1 -1 = 4°C/W circa

Serve quindi un dissipatore da 4°C/W circa per ogni transistor o uno solo da 3°C/W o meglio ancora 2°C/W.

I finali possono essere sostituiti con transistor di eguale potenza, corrente o tensioni massime.

 

DOWNLOAD

Potete scaricare la simulazione con MULTISIM 14 al seguente LINK!!!




 

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