Amplificador de audio Paralelo: Ing “N”

UNIVERSIDAD NACIONAL CHIMBORAZO

Unidad de Admisión y nivelación

Cátedra: Matemáticas

[pic 1]

Amplificador de audio

Paralelo: Ing “N”

Docente: Ing. José Luis Rodríguez

Autores: 
Estudiantes Ing “N”

Fecha: 10-02-2020

Periodo:
2019 2 Semestre

Justificación

En estos tiempos se busca artefactos o ciertos objetos de buena calidad, en nuestro caso, buscaremos calidad respecto al audio, por esa razón crearemos un circuito electrónico.

Que es un amplificador de audio que tiene el fin de exponer los fundamentos básicos de los amplificadores de potencia para audio de 5 W y 8 Ω de resistencia, lo cual se hará mediante un circuito en el cual utilizaremos una variedad de componentes que conoceremos más adelante.

La amplificación se realizara mediante el llamado amplificador clase AB, cuya característica principal yace en la pequeña corriente de polarización que se inyecta para que los transistores involucrados estén transmitiendo a la llegada de la señal.

El amplificador de sonido tendrá como componente principal un circuito integrado, el cual, recibe en su entrada la señal de bajo nivel que proviene de la fuente de audio o de un preamplificador, para entregarla al bafle de salida con los niveles de corriente y voltaje adecuados. El circuito requiere una fuente de alimentación de 12V.

El amplificador necesita una fuente de salida de sonido por esto también se construirá cuatro parlantes, que ayudaran al amplificador a que por medio de estas salga el audio.

Planteamiento del problema

Con este proyecto se busca dar solución a problemas de audio respecto a la calidad del sonido, algunos usuarios buscan tener altos niveles de volumen, pero la mayoría de veces los equipos tiene bajo nivel de potencia, por esa razón se derivó la idea de crear un amplificador de audio.

Además mejoraremos  la calidad de las ondas de sonido proveniente de nuestros pc, también esto resulta útil especialmente para personas con problemas de audición que podrán escuchar con claridad todo lo que deseen reproducir sin necesidad de superar altos niveles de sonido lo que podría terminar     

Mediante esta creación solucionaremos las necesidades de personas que requieran de un equipo moderno, portátil que se pueda usar en reuniones familiares, fiestas, en el hogar, etc.

Con la realización de este proyecto tendremos nuevos conocimientos para crear más cosas relacionadas con la electrónica.

Justificación profesional

La elaboración  de un amplificador se audio se relaciona con la carrera de Ingeniera en Telecomunicaciones, porque aborda circuitos y microelectrónica, en el interior de artefacto creado.

Los ingenieros de telecomunicaciones son expertos en tecnología de las comunicaciones. Se encargan del diseño, investigación y desarrollo de sistemas de comunicaciones por cable y satélite, teléfonos móviles, ondas de radio, Internet y correo electrónico.

De igual forma este artefacto le relacionamos con la materia de matemáticas por medio de que se evidenciara los cálculos efectuados para garantizar la estabilidad del punto de funcionamiento, basándonos en los voltajes.

La aplicación de ciertas formulas, aplicando operaciones básicas para saber cuánta corriente pasa.

Finalmente se expone una gráfica de la simulación del amplificador donde se evidencian los resultados obtenidos.

Marco teórico

Amplificador de Audio

En el ámbito del sonido, el amplificador es un aparato que se conoce también como amplificador de potencia, etapa de ganancia o etapa de salida. Son elementos electrónicos que se usan en reproducciones de sonido y se basan en ampliar la señal de salida ejerciendo su esfuerzo sobre la tensión que trae la señal de entrada.

La relación que hay entre el grado de entrada y el de salida, se conoce como ganancia; los amplificadores son elementos importantes en los sistemas de sonido ya que en su ausencia sería imposible oírse los dispositivos multimedia.

Orígenes

El primer amplificador de audio se hizo en 1906 por un hombre llamado Lee De Forest y llegó en forma de tubo de vacío tríodo. Este mecanismo especial evolucionó a partir de Audion, y fue desarrollado por De Forest. A diferencia del triodo que tiene tres elementos, el Audion sólo tenía dos y no amplificaba el sonido. Más tarde, durante el mismo año, se inventó el triodo, un dispositivo con la capacidad de ajustar el movimiento de electrones desde un filamento a una placa de sonido y modular. Fue fundamental en la invención de la primer radio AM.

Tubos de vacío

Después de la Segunda Guerra Mundial, se produjo un incremento de la tecnología debido a los avances desarrollados durante la guerra. Los primeros tipos de amplificadores de audio estaban hechos de tubos de vacío o válvulas. Un ejemplo de ellos es el amplificador Williamson, de 1946. En ese momento, ese dispositivo en particular se consideró productor de un sonido de mayor calidad en comparación con otros amplificadores disponibles en el momento. El mercado de los amplificadores de sonido era grande y los dispositivos tipo válvula podían comprarse a precios económicos. En la década de 1960, los gramófonos y los televisores hicieron populares a los amplificadores de válvulas.

Transistores

En los años 70, la tecnología de válvula se sustituyó por el transistor de silicio. Aunque las válvulas no fueron completamente destruidas como lo demuestra la popularidad de los tubos de rayos catódicos, que se utilizan para aplicaciones de amplificación, los transistores de silicio se hicieron cada vez más presentes. Los transistores amplificaban el sonido mediante el cambio de la tensión de la entrada de audio a través de la utilización de semiconductores. Las razones de la preferencia de los transistores sobre las válvulas eran que eran más pequeños y por lo tanto más eficientes a la energía. Además, eran mejores en la reducción de los niveles de distorsión y eran más baratos de fabricar.

Estado sólido

Los amplificadores de audio más usados ​​hoy en día son considerados como transistores de estado sólido. Un ejemplo de esto es el transistor de unión bipolar, que tiene tres elementos hechos de materiales semiconductores. Otro tipo de amplificador usado en los últimos años es el MOSFET o el óxido de metal semiconductor transistor de efecto de campo. Inventado por Julius Edgar Lilienfeld, fue concebido por primera vez en 1925 y tiene tanto aplicaciones de circuitos digitales como analógicas.

Desarrollos

Aunque los amplificadores de estado sólido ofrecen comodidad y eficacia, todavía no pueden producir la calidad de los fabricados con válvulas. En 1872, Matti Otala descubrió la razón de esto: la distorsión de intermodulación (TIM). Este tipo particular de distorsión fue causado por el rápido aumento de la tensión en el dispositivo de salida de audio. Una investigación adicional remedió este problema llevando a que los amplificadores anulen el TIM.

Funcionamiento del amplificador

Los elementos de sonido funcionan básicamente de la misma manera. El amplificador reconoce el sonido como variaciones de las corrientes eléctricas. La reproducción del sonido en la que interviene un amplificador funciona de la siguiente manera:

• Las vibraciones ondulatorias del sonido mueven el diafragma del micrófono. El micrófono traduce el momento en señal eléctrica.
• La señal eléctrica varía para representar los cambios de ondas de sonido y compresión.
• Después un aparato codifica la señal eléctrica como una forma de esquema
• Posteriormente un reproductor vuelve a interpretar el esquema como una señal eléctrica y usa la electricidad para mover el cono del altavoz (amplificador) atrás y hacia delante. Este proceso recrea los cambios de la presión del aire captadas por el micrófono.

Partes del amplificador de sonido

• Barquillo del altavoz: Es la cubierta metálica o plástica que sostiene el imán permanente de forma cilíndrica. Alrededor y concéntricamente se haya una bobina unida a una membrana hecha de cartón especial o de plástico.
• Diafragma: Este transforma la energía en presión útil. El cono es grande si el altavoz radia bajas frecuencias y pueda radiar potencia suficiente.
• Bobina móvil: Se conforma por espiras recubiertas de aluminio o cobre, colocadas sobre un caballo unido al diafragma.
• Entrehierro: En el entrehierro se concentra el flujo magnético que provoca el imán. Es estrecho y largo para que permita una larga longitud de bobina.
• Imán: Un potente imán es el núcleo del cono. Mientras mayor sea el imán menos energía electica se requiere para producir el mismo volumen.
• Suspensión: La suspensión limita el desplazamiento del diafragma, evitando que la bobina se salga del entrehierro e impedir que roce con las paredes.

Componentes del amplificador

Microprocesador: Circuito integrado central de un sistema informático, en donde se llevan a cabo las operaciones lógicas y aritméticas (cálculos) para permitir la ejecución de los programas, desde el Sistema Operativo hasta el Software de aplicación.

Un microprocesador opera en base a una serie de instrucciones elementales que son pre programadas y almacenadas bajo la forma de código binario. Estas instrucciones van a organizarse a la memoria principal, y se dan de acuerdo a varias fases, que son:

...