Diseño de amplificador

Tengo problemas para calcular los valores de este amplificador de audio. La entrada proviene de AVR PWM que opera a 44,1 kHz con un máximo de 3,3 V. El altavoz es de 8 ohmios y está especificado para 1 vatio.

Los dos primeros transistores, Q1 y Q2, proporcionan una alta impedancia de entrada para la señal PWM, mientras que Q3 y Q4 forman un amplificador push-pull para el altavoz. L1 y C1 forman un filtro de paso bajo para convertir PWM en señal analógica.

En primer lugar, no estoy completamente seguro de que este sea el enfoque mejor/correcto, así que si alguien tiene alguna idea mejor, hágamelo saber. Lo segundo es que no estoy seguro de si calculé correctamente los valores de estas resistencias. Estos son los valores que calculé anteriormente (R2, R3 = 47 Ohm, R1 = 330 Ohm, R6 = 470 Ohm, R5 = 1 kOhm, R4 = 470 Ohm).

Realmente agradecería si con su respuesta pudiera proporcionar detalles y una explicación de los cálculos.

También tenga en cuenta que el pin AVR puede generar/hundir un máximo de 20 mA de corriente.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

¡Cualquier ayuda es muy apreciada!

Pondría el filtro delante del amplificador.

Respuestas (2)

Hay un poco de redundancia en su diseño: tanto Q1 como Q2 hacen exactamente lo mismo; puede deshacerse de uno de ellos y tener R3 y R6 conectados al mismo punto, como el colector de Q1.

El otro problema principal es que el mayor voltaje de pico a pico que podría obtener en la salida es de aproximadamente 1.5 voltios porque los transistores de salida están cableados como seguidores de emisores en contrafase: para hacer que cualquiera de los transistores conduzca, la gente tiende para usar la regla de base-emisor de 0,7 V, es decir, la base debe ser 0,7 voltios mayor que el emisor (NPN) y 0,7 voltios menor que el emisor (PNP).

Dado que el parlante es de 8 ohmios y la onda sinusoidal más grande del amplificador (en un suministro de 3V3) es de 0,53 voltios RMS, la potencia en el parlante es de 35 mW (antes de que las cosas comiencen a recortarse/distorsionarse).

Lo tiraría y obtendría un chip que haga este tipo de cosas, incluso un amplificador de puente H adecuado para motores será mejor y obtendrá mucha más potencia.

Yo mismo estaba un poco escéptico, así que gracias por aclarar todo. Iba a usar LM386 o cualquier otro IC para el caso, pero es solo que no tengo fácil acceso a los componentes electrónicos, mientras que tengo algunos transistores en casa.
¿Cómo llegaste a esos cálculos? ¿Qué pasa si uso una fuente de 5V? o hay otra manera?
La onda cuadrada más grande que se puede producir es de 3,3 V - 1,8 V pp si se maneja con fuerza - los 1,8 V representan dos caídas de voltaje del emisor base - esto deja 1,5 Vp-p

En primer lugar, no puede obtener 1 vatio de audio de 3,3 V a 8 ohmios. Claro, V ^ 2 / R es un poco más grande que 1, pero es PWM y está apagado ~ 1/2 del tiempo.

Traté de entender tu circuito... y me di por vencido. Tiene una señal de entrada de un solo extremo (frente a bipolar). (¿no?) Así que no creo que empujar y jalar sea correcto. Solo necesita algo de ganancia de potencia, más corriente. ¿Funcionaría si simplemente enviara la entrada a través de R3 a Q3 y la activara y desactivara? Entonces el valor de R3 no importa demasiado. (podría hacer que Q3 sea un fet, ¿hacen fets de 3.3 V?) El truco será elegir L1 y C1. No estoy seguro de eso, tal vez lo deje como un ejercicio para usted o SE. (Yo también lo pensaré, si defino una impedancia y una frecuencia....)

Oh, si quieres potencia en el audio, queda claro que necesitas un voltaje más alto... o un transformador.

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