El diseño y desarrollo de un amplificador de audio de potencia de medición Clase D

IMFORME AMPLIFICADOR CLASE  D

GUEVARA BLANQUICETT GUSTAVO

BETTIN PEREZ CRISTIAN

RAMÓN ÁLVAREZ

UNIVERSIDAD DE SUCRE

TECNOLOGIA EN ELECTRONICA INDUSTRIAL

FACULTAD DE INGENIERIA

SINCELEJO SUCRE

2015

RESUMEN

 En este trabajo se presenta el diseño y desarrollo de un amplificador de audio de potencia de medición Clase D. Sus características principales son: La etapa de amplificación de potencia es alimentada por una fuente estabilizada de potencia conmutada, topología medio puente. Se implementaron circuitos de protección por: sobre tensión, sobre corriente, corriente continua.

INTRODUCCIÓN

Cuando se realizan mediciones acústicas cumpliendo con normas internacionales o nacionales, un aspecto técnico a considerar es la cadena de instrumentación utilizada. Por lo general todos los elementos que la componen, como transductores y procesadores de audio deben poseer sobresalientes especificaciones técnicas. En la actualidad firmas como Brüel & Kjaer, G.R.A.S., Sound Device, National Instruments, Norsonic, Rion, Larson Davis, 01 dB, Cesva, Quest, NTi, etc. lideran el mercado mundial en instrumentos de medición para sonido y vibraciones. Sin embargo, son muy escasas las firmas que producen amplificadores de potencia de audio de medición. Este tipo de procesador es utilizado en mediciones de acústica de salas, acústica arquitectónica, ultrasonido, infrasonido y como excitador de fuentes de sonido y vibraciones. Sus características principales son un gran ancho de banda, muy baja distorsión armónica, alta potencia y bajo ruido.

En este trabajo se presenta el diseño y desarrollo de un amplificador de audio de potencia de medición Clase D. Sus características principales son: gran ancho de banda, alta eficiencia, bajo peso, alta potencia de salida, baja distorsión, 324 WRMS, 4 Ω) y bajo costo. La etapa de amplificación de potencia es alimentada por una fuente estabilizada de potencia conmutada, topología medio puente. Se implementaron circuitos de protección por: sobre tensión sobre corriente corriente continua.

DIAGRAMA ESQUEMÁTICO Y FUNCIONAMIENTO

En la Figura 1 se muestra  el diagrama esquemático. La modulación PWM fue lograda teniendo en cuenta  la etapa de potencia conmutada Clase D dentro del lazo cerrado de realimentación.

[pic 1]

Figura 1. diagrama esquemático

Para producir una señal modulada por ancho de pulso, la señal de entrada (audio), se modifica el valor promedio de dicha forma de onda cuadrática. Por lo cual, el ciclo de trabajo varía acorde al valor instantáneo de la señal analógica de entrada.

En la etapa de amplificación de potencia, los MOSFETs configurados en medio puente , alimentados por una fuente de potencia simétrica, amplifican la señal PWM.

[pic 2]

Figura 2. Salida del amplificador tipo D

CONCLUSIONES

• El desempeño del amplificador de medición superó ampliamente las especificaciones de diseño, logrando un gran ancho de banda, un gran manejo de potencia, alta eficiencia  y una buena relación señal a ruido (SNR) que será medida en un futuro próximo, Como también, se logro un reducido peso y un bajo costo. Una tarea de optimización a futuro.
• Los blindajes implementados para controlar permitieron que no existiesen perturbaciones sobre otros equipo eléctricos y electrónico próximos. Lo cual, se evidenció durante las mediciones de piso de ruido de la cadena de instrumentación.

Referencias

• Boylestad, R.; Nashelsky, L.
• Amplificadores Operacionales y Circuitos Integrados Lineales.
• http://www.neoteo.com/amplificadores-clase-d/

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