Existen muchas Clases de amplificación, que responden a distintas topologias y tecnologías de diseño.
Las mas comunes en Audio hoy en día son la Clase AB y la Clase D, siendo la mas antigua la clase AB, aunque la Clase A también es antigua pero tiene algunos pros y contra respecto a las demás clases de amplificador.
Pros:
- No posee distorsión por cruce, esta existe en todos los Clase AB.
- No posee fuentes de ruido, esta existe en todos los Clase D.
- Distorsión Harmónica Total reducida, aquí depende del diseño, pero es muy baja.
- Ancho de banda mayor de respuesta en frecuencia
Contras:
- Un bajo rendimiento de energía, al rededor del 30%, (ejemplo: 10W de consumo, 3W de salida).
- Exceso de Temperatura, de la mano del rendimiento, mucha energía disipada en calor.
- Fuentes de alimentación costosas, Se requiere de fuentes bien filtradas y de potencia.
El circuito:
Como podemos ver, el circuito posee muy pocos componentes, tenemos remarcado en Amarillo el transistor que se encarga de generar una fuente de corriente constante, y en Azul los transistores que se encargan de amplificar el Audio.
Ambos transistores de potencia son TIP3055, son algo grandes, pero por la relación precio producto, vamos a trabajar holgados en cuanto a potencia de disipación y nuestro amplificador tendrá mejor performance.
Tenemos una etapa principal que es un preamplificador en base al 2N3906, luego este excita el driver de potencia en base al BD135 y por ultimo este alimenta la base de potencia del TIP3055, con esto conformamos las veces de amplificación del circuito.
Como fuente de corriente CCR, tenemos otro TIP3055 junto a la polarizacion directa, podremos lograr al rededor de 1A de corriente constante.
Es necesario dotar estos transistores de buenos disipadores de calor.
Analizamos este circuito en LTSpice y podremos ver la respuesta en frecuencia que arranca desde los 4Hz y termina casi en 100kHz, esto nos proporciona un ancho de banda bastante grande y nos asegura una buena respuesta en frecuencia de nuestro amplificador para trabajar en todo el rango de audio 20Hz a 20kHz.
El diseño de circuito impreso se ha realizado con Eagle, (pueden descargar todos los archivos desde GitHub) https://github.com/electgpl/AmplificadorClaseA
Medición de Potencia:
En nuestra practica de osciloscopio, nos ha dado unos 2.8W en 8Ohms, para 1kHz, pero en la practica con Audio, la potencia posee picos mayores en distintas frecuencias
¿Dónde fabricamos nuestros PCBs?
Nuestros PCBs los fabricamos con la empresa PCBWay, esta empresa nos permite realizar pequeñas cantidades como prototipos rápidos para nuestros desarrollos a medida.
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Hola de nuevo Sebas. ¿Se pueden sustituir los TIP3055 por unos TIP31 o TIP41? Son de 40W y 65W respectivamente, y su hfe es similar.
ResponderBorrarGracias y saludos.
Buen dia!!, como estas? si, podes sustituirlos, son un poco grandes los 3055 pero los he implementado porque queria expandir un poco este circuito con mayor tensión de alimentación y asi lograr un poco mas de potencia, aparte para que trabaje un poco mas holgado en cuanto a disipación térmica, pero podes cambiar los componentes sin problemas! Saludos.
BorrarPerfecto Sebas. Gracias de nuevo. Saludos!!
BorrarPuedo usar bocinas de 4 ohms en este circuito? De ser así, usando el 100% del volumen, de cuánto sería la distorsión armónica total?
BorrarTengo una fuente de laptop de 19 voltios a 2.3 amperios, ¿puedo utilizarla?
BorrarHola de nuevo, Sebas.
ResponderBorrarHe montado el circuito en protoboard, y funciona de maravilla. Cambié Q1 por un BD559 y los TIP3055 por TIP31 y TIP41, más alguna resistencia que tuve que poner dos en paralelo para obtener los valores de tu circuito.
Lo alimenté con 11.6V y le inyecté una senoidal de 1KHz desde un XR2206. La R de carga era de 7 Ohm (no tenía de 8), pero pude obtener un 22% de eficiencia. Tan solo pude llegar a 850mV en la entrada.
Creo que montado en PCB se conseguiría algo más de eficiencia.
¿Qué habría que añadir/duplicar para obtener más potencia? ¿Otra etapa de transistores?
Gracias y saludos.
Hola!
BorrarTe anda bien el TIP31? no esta trabajando como una estufa?
Pusiste TIP41 en la fuente de corriente?
Creo que esa pregunta (como obtener mas potencia) me la están haciendo todos, asique voy a sacar una versión 2 de mayor potencia. Hay que aumentar la corriente constante y la tensión de alimentación para aumentar la potencia de salida, 15V le podes dar, yo lo he probado sin problemas y obtuve unos 5Wrms de salida. Aunque es mejor aumentar la corriente de reposo en la fuente de corriente constante, sin lugar a dudas, tendrás que poner mas transistores, o mas grandes, para modificar esto y obtener mas potencia.
Saludos.
Hola Sebas.
BorrarEn efecto. El TIP31 se calienta tanto, que tuve que ponerle un ventilador para las pruebas. También es cierto que el disipador es algo pequeño.
Puse el TIP41 como amplificador, y el TIP31 como fuente, pero puedo cambiarlos igualmente.
No he probado con 15V. Miraré a ver que tal va. También probaré con unos TIP3055 que tengo por aquí, a ver si no calientan tanto.
Estaría bien ese otro circuito con más potencia, aunque tampoco pretendo llegar a los 100W...jejeje.
Gracias y saludos.
Hola, efectivamente, creo que el TIP31 es algo pequeño, tal vez el los dos TIP41 sea una mejor opción, aunque seguramente calienten mas que los TIP3055.
BorrarSi, hay que mejorar la fuente de corriente para que obtengamos mayor potencia porque la tensión es baja, a menos que se re-diseñe por completo con una tensión de alimentación mayor (por ejemplo unos 30V o algo así) y ahí cambia un poco. Tene en cuenta que un Amplificador Clase A de 50W comercial, cuesta lo mismo que un Automovil, jeje Son muy preciados estos amplificadores en el mundo de los audio-filos.
Creo que yo, estaría contento con unos 15W, ahí creo que seria feliz jeje porque es una potencia de sobra, si haces un sistema estéreo.
Saludos.
Gracias Sebas. Sí, probaré con los TIP41 y agregándole un disipador algo más generoso. Si no, pues hacia el TIP3055.
BorrarHe probado y diferentes TDA de 15W, 22W y 30W, y como dices, con 15W Stereo va de sobra para un domicilio. Ya con 30W los vecinos te pueden tocar en la puerta.
Ansioso por ver esa nueva versión, más que nada para experimentar (que es de lo qu se trata...). De Clase AB, imagino que también tendrás algún circuito, pero bueno, eso ya lo dejo a tu elección, jejeje... Bastante haces con compartir tus conocimientos altruistamente.
Gracias nuevamente y saludos.
Si, aparte algo que a veces se olvida, es el recinto acústico, un buen bafle bien calculado, puede aprovechar muy bien pocos watts, este Clase A de escasa potencia, lo he conectado a bafles Pioneer HPM900 y es increíble lo que suena, por eso digo, con 15W sobra, si tenes buenos bafles.
BorrarEn Clase AB, tengo algunos que he armado sobre todo en mis principios de carrera, cuando era mas joven (como a todos los jóvenes les gusta el audio en algún momento de su vida), y tenia el típico 100Wrms Clase AB con los MJ15003 y la fuente de +/-50V. Luego arme otros mas chicos, Clase AB de 25W y de ahí para abajo. Integrados hice una cantidad inmensa, TDA, LM, STK, etc... Ahora tengo para hacer uno muy básico con TDA7377 que me han llegado los integrados, para hacer un nuevo vídeo.
Saludos.
Gracias Sebas. El TDA7377 lo tengo armado en PCB y suena bastante bien, y por unos pocos euros.
ResponderBorrarSaludos.
Si, tengo ganas de hacer un video de ese, agregandole el control de tonos y demas!
BorrarHola de nuevo.
ResponderBorrarAcabo de probar de nuevo el Clase A de este post, pero con 15V y un bafle de 3 vías Pioneer S-Z83D de 75W max. Suena mucho mejor que con el Grundig MBX II de 35W nominal con el que lo había probado, y como bien dices, la caja acustica se nota.
Cambié el orden de los transistores TIP, poniendo el TIP41 como CCR, y calienta un poco menos, pero le hace falta un disipador un buen disipador.
Como comentabas, para una casa, este circuito y esta potencia van perfectos (sin que te llamen a la policía...).
Saludos.
Si! claramente la caja acústica hace diferencia (llevándolo a una analogía con RF, la caja acústica es como la antena de tu transmisor..., podes tener una buena etapa de salida pero si la antena esta mal calculada... no pasa nada), Exacto, yo lo he probado con los bafles grandes y nunca lo puse al máximo. pero bueno, entiendo que es poca potencia, hay que aumentarla un poco, por ejemplo a unos 10W mínimo... ya con eso estaríamos mucho mejor creo.
BorrarSaludos.
buenas tardes quiero imprementar el circuito, los capacitores electroliticos de que valor de voltaje se pueden usar?
ResponderBorrarHola! los capacitores deben ser como minimo de 16V
BorrarSaludos.
Hola, veo que la mayoría de las resistencias son de 1/2W, son así o las usaste porque eran las que tenias a mano, que valores recomiendas, gracias.
ResponderBorrarHola! si, algunas son necesarias, otras son las que tenia a mano, R5, R8 y R9 son las mas criticas.
BorrarSaludos.
Hola, otra pregunta, que cambios se harían en el circuito si yo quisiera usar los TIP2955 en lugar de los TIP3055
ResponderBorrarHola, hay que cambiar un poco el circuito, porque es un PNP, cambia la logica del circuito, pero te recomendaria que busques un reemplazo del TIP3055 que sea NPN.
BorrarSaludos.
¿Puedo usar una bocina de 4 ohms?
ResponderBorrarPlaneo hacer un 2.1 clase a y para ello haré el circuito tres veces, dos de ellos para los canales estereo con bocinas de 8 ohms y el canal del subwoofer con 4 ohms.
ResponderBorrarQue tal acabo de descargar los archivos eagle para mandar a hacer los PCB aqui en argentina, lo armaré y después te contaré que me pareció. Hace tiempo quiero armarme un clase A. De pasada te consulto, recomendas una fuente de 12V o 15V? para el circuito tal cual está sin modificar nada,y de cuantos amperes? tenes alguna fuente para pasarme y armar que se lleve bien con este circuito? muchas gracias y te felicito por el sitio! gran trabajo!
ResponderBorrarPD: con un disipador de un Rth menor a 1k/w andaría bien? gracias nuevamente.
ResponderBorrarHola hermoso tu diseño te felicito. Me podes ayudar para hacer uno de 15 Watts clase a pura como este? ... si necesita fuente partida no hay problema comprare un toroidal...
ResponderBorrarFantastico excelente trabajo y tambien quisiera que me ayudes con uno de apox 15 w... mil gracias
ResponderBorrarHola Buen dia Sebastian...Fijate que tengo una duda descargue este rar del archivo AMPLIFICADOR DE AUDIO CLASE A...y sucede que accedi a la carpeta donde esta el archivo para abrir con EAGLE y pues resulta que si lo abre,pero NO lo puedo editar ni nada,sale como congelado no puedo hacerle ninguna edicion,no sabes por que será,tengo la Versión de Eagle 7.6,lo queria imprimir directo para planchar en PCB y nomas no se deja...alguna solución ??,mi correo navegante74@gmail.com
ResponderBorrarHola, Buen día, Se puede aumentar la potencia colocando transistores en paralelo? Cuales serian los cambios en el circuito? Saludos
ResponderBorrarHola. Desde que empezó la pandemia, he venido leyendo blogs de electrónica para aprender a construir un ampli de audio. Tengo muchos parlantes Audifiel 8 ohms de 3" y 6", para máx 6w o 12w. En realidad soy técnico necánico, no electrónico, pero en la ENET nos enseñaron lo básico. Me entusiasma muchísimo este ampli clase A, y te agradezco infinitamente por enseñar y compartir lo que sabés, pero veo que hace tiempo no respondés preguntas, y al menos yo tengo algunas. Me gustaría leer tus respuestas:
ResponderBorrar1) Por favor, podrías diseñar la versión 2.0 de 10w de este clase A con la misma alimentación simple de 12v?
2) De cuántos amperios mínimo debería ser el transformador de fuente para cada canal? O sea, cuánta corriente máx consume este circuito?
3) Qué valor de potenciómetro usar para controlar el volumen, o qué tipo de preamplificador recomendarías? (Tengo una sugerencia de pre, vos dirás): https://www.videorockola.com/proyectos-electronicos/preamp/preamplificador-discreto-2/
De nuevo, gracias. Un abrazo desde Neuquén.
Hola, no puedo descargar nada de las librerias desde github !!!! alguien me dauna mano, quiero hacer un pcb planchado comun y corriente
ResponderBorrarme equivoque, si se puede descargar. SRY
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