Amplificador de Áudio Classe AB c/ Mosfet

[sampaiom2]

Amplificador designado para aplicações profissionais, com vantagens de fácil montagem e baixo custo. A máxima potência de saída é de 250 watts RMS com carga de 2-ohm; a distorção harmônica em carga de 4-ohm é de 0,02% aproximadamente e a resposta de freqüência é de 20Hz a 20kHz.
Se você pretende construir um amplificador profissional de alta qualidade este é
o projeto recomendado.

No site www.m2pcb.com.br ele já vem com o esquema elétrico e a lista de materiais para montagem.


Abraços.

Samp's

[MOR_AL]

Caro Sampaio.
Cuidado com propaganda enganosa!
Este amplificador, conforme a foto, NÃO fornece 250Wrms em 2 Ohms sem queimar. Ponto parágrafo.
Porquê?
Porque não possui dissipador nos semicondutores de potência (mosfets, ou outro qualquer).
Em classe AB, tais dispositivos dissipam potência.
A potência máxima dissipada em cada um dos dispositivos é quando o amplificador está amplificando uma tensão de onda quadrada com metade da tensão de alimentação sobre a carga.
Para uma potência rms de 250W em uma carga de 2 Ohms, a tensão de alimentação (positiva e negativa) vale cerca de 31Vcc.
Então cada dispositivo de potência vai dissipar Pq, onde:
Pq = Vcc^2 / (8 * RL) = 31^2 / (8 * 2) = 961 / 16 = 60W.
Nenhum dispositivo semicondutor, fabricado até hoje, e sem dissipador, pode dissipar esta potência continuamente, sem queimar.
É preciso um ótimo dissipador e quase sempre com ventilação forçada (ventoinha).
Quanto à distorção harmônica, GERALMENTE é fornecida para uma única frequência de 1kHz. Existem bons amplificadores que fornecem a distorção harmônica em todo o espectro de frequências. O valor de 0,02% é até possível, porém improvável.
Finalmente.
Podemos fazer uma analogia entre um sistema de som e uma corrente tracionada, formada por elos com grossuras diferentes.
Seu amplificador pode representar o elo mais forte. Certamente a sua caixa acústica vai representar o elo mais fraco.
Traduzindo em miúdos.
De nada adianta um amplificador com distorção de 0,02%, se a sua caixa acústica introduz uma distorção de alguns %. Isso tudo sem levar em conta o ambiente (geometria, dimensões, material das paredes e teto, etc)
MOR_AL

[xultz]

Moral, é possível calcular a THD de uma caixa durante seu projeto, ou só na base do monta-testa-chora?

[MOR_AL]

xultz escreveu:
Moral, é possível calcular a THD de uma caixa durante seu projeto, ou só na base do monta-testa-chora?

Hahaha! "monta-testa-chora"; essa foi boa, pior é que é verdade!!
Hoje não sou mais aficionado em HiFi. Certa ocasião cheguei a ver algo teórico sobre isso.
Levava em consideração as dimensões da caixa, do cone do falante e do refletor (o buraco). Não era uma coisa fácil de se calcular, e assim, eu acabei abandonando o projeto.
Basicamente o problema se encontra nas frequências graves. Estas exigem volume e dimensões maiores da caixa.
O que ocorre é que um alto-falante possui uma ressonância no início das frequências baixas (dele). Se o falante for pequeno as frequências baixas dele serão maiores. Se for grande e com suspensão do cone com materiais macios, a frequência de ressonância diminui. O ímã também influencia esta curva de resposta.
Na minha época haviam duas opções:
1 - Colocava-se uma abertura com canalização no interior (as vezes eram dutos cilíndricos com furos circulares). Isso refletia algumas frequências, por meio de acoplamentos em contra-fase, e aumentavam algumas frequências graves. Era dificílimo "sintonizar" para que não se tornasse um grave "retumbante" (aumento do fator Q em uma frequência baixa).
O efeito da "sintonia com o duto" era de criar uma ressonância na mesma frequência do falante, porém com fase inversa. O pico natural de resposta do falante era reduzido e apareciam dois picos menores (um em cada um dos lados). Com esse atifício conseguia-se reduzir a frequência de corte inferior do falante.
2 - O pessoal preferia não aumentar a eficiência do falante, como no item 1. Preferia não colocar o tal duto. Com isso, o pico de frequência do falante era reduzido (devido a um maior amortecimento). O grave "retumbante" era fortemente atenuado. Pagava-se alguma percentagem de Watts, para obter melhor qualidade de som.
Bom. Meu conhecimento para por aqui. Sei que existem engenheiros especializados em som, que constroem pequenas salas acusticamente boas, a um preço somente interessante para empresas tais como gravadoras, de propaganda, etc.
[]'s
MOR_AL

[albertorcneto]

[quote="xultz"]Moral, é possível calcular a THD de uma caixa durante seu projeto, ou só na base do monta-testa-chora?[/quote]

Bom, eu ja vi algumas simulacoes de caixas de som onde ate o ambiente precisava ser simulado. Eram simulacoes pesadas e complicadas mas, como nao entendo nada dessa area, so vi um desenho bonito e colorido. Nao sei dizer o que eles estavam tentando com a simulacao, mas que era complicado isso era.

[Rota]

Vou montar um amplificador com TDA2002(bridge) para tocar essa caixa:

http://www.royaldevice.com/customita3.h ... TAL%20HORN

[xultz]

Não é melhor usar um LM386 não?

[MOR_AL]

Bom seria, se você fosse montar a caixa para tocar o TDA2002. Hehe!
Prepara o caminhão de dinheiro.

Agora falando sério. Repare que o cara fez o que eu postei no item 1.
Um refletor no caixão acústico. Agora. Calcular aquele labirinto para sintonizar em contrafase com a ressonância dos falantes, deve ter usado um super computador.
Acho que tá mais para o "monta-testa-chora";
O subwoffer dele deve amplificar até ondas sísmicas.
MOR_AL

[xultz]

Uma construção dessas, é monta-testa-entra em desespero e tenta suicídio

[sampaiom2]

Caro Sampaio.
Cuidado com propaganda enganosa!
Este amplificador, conforme a foto, NÃO fornece 250Wrms em 2 Ohms sem queimar. Ponto parágrafo.
Porquê?
Porque não possui dissipador nos semicondutores de potência (mosfets, ou outro qualquer).
Em classe AB, tais dispositivos dissipam potência.
A potência máxima dissipada em cada um dos dispositivos é quando o amplificador está amplificando uma tensão de onda quadrada com metade da tensão de alimentação sobre a carga.
Para uma potência rms de 250W em uma carga de 2 Ohms, a tensão de alimentação (positiva e negativa) vale cerca de 31Vcc.
Então cada dispositivo de potência vai dissipar Pq, onde:
Pq = Vcc^2 / (8 * RL) = 31^2 / (8 * 2) = 961 / 16 = 60W.
Nenhum dispositivo semicondutor, fabricado até hoje, e sem dissipador, pode dissipar esta potência continuamente, sem queimar.
É preciso um ótimo dissipador e quase sempre com ventilação forçada (ventoinha).
Quanto à distorção harmônica, GERALMENTE é fornecida para uma única frequência de 1kHz. Existem bons amplificadores que fornecem a distorção harmônica em todo o espectro de frequências. O valor de 0,02% é até possível, porém improvável.
Finalmente.
Podemos fazer uma analogia entre um sistema de som e uma corrente tracionada, formada por elos com grossuras diferentes.
Seu amplificador pode representar o elo mais forte. Certamente a sua caixa acústica vai representar o elo mais fraco.
Traduzindo em miúdos.
De nada adianta um amplificador com distorção de 0,02%, se a sua caixa acústica introduz uma distorção de alguns %. Isso tudo sem levar em conta o ambiente (geometria, dimensões, material das paredes e teto, etc)
MOR_AL

Caro MOR_AL, Acredito que você não leu as especificações técnicas do produto diponível no site, pois lá, deixa claro a necessidade do dissipador para o pleno funcionamento do amplificador.
Com relação a taxa de distorção harmônica (THD) é sempre com referência a frequência padrão de 1khz. É muito raro alguém especificar o THD para toda faixa audível.
Este projeto foi retirado do livro "HIGH POWER AUDIO AMPLIFIER CONSTRUCTION MANUAL" e é um dos favoritos do autor, as especificações de potencia e THD podem ser comprovadas nele.
Já a caixa acustica, não cabe a nós garantir essa THD. pois depende de varios fatores não relacionados ao amplificador, como os que você citou.
É Preferível garantir a qualidade pelo menos no amplificador do que em nenhum dos dois sistemas.

Espero ter esclarecido suas dúvidas, caso contrário estou a disposição.

um abraço
Sampaio

[MOR_AL]

Claro Sampaio.
Esclareceu sim! Ainda que tardias, valeu pelas informações.
[]'s
MOR_AL

[renatokodaira]

Este projeto foi retirado do livro "HIGH POWER AUDIO AMPLIFIER CONSTRUCTION MANUAL" e é um dos favoritos do autor, as especificações de potencia e THD podem ser comprovadas nele.

Oi Sampaio.

Eu tenho esse livro (autor G. Randy Slone) e deve ser esse projeto:

Projeto 6 da pág 341: Mirror image professional audio amplifier, com transistores de saída 2SK1058 e 2SJ162, 250W em 4 ohms e distorção 0,02%, esquema na pág 343 e que é realmente sugerido pelo autor para se montar.

Queria saber se você usa os mesmos mosfets do esquema, porque os mosfets laterais 2SK1058 e 2SJ162 são muito caros e especiais (e extremamente difíceis de se encontrar). Caso contrário, ao utilizar outros modelos de transistores, não haveria mudança nas especificações, especialmente da THD ?

[sampaiom2]

Este projeto foi retirado do livro "HIGH POWER AUDIO AMPLIFIER CONSTRUCTION MANUAL" e é um dos favoritos do autor, as especificações de potencia e THD podem ser comprovadas nele.

Oi Sampaio.

Eu tenho esse livro (autor G. Randy Slone) e deve ser esse projeto:

Projeto 6 da pág 341: Mirror image professional audio amplifier, com transistores de saída 2SK1058 e 2SJ162, 250W em 4 ohms e distorção 0,02%, esquema na pág 343 e que é realmente sugerido pelo autor para se montar.

Queria saber se você usa os mesmos mosfets do esquema, porque os mosfets laterais 2SK1058 e 2SJ162 são muito caros e especiais (e extremamente difíceis de se encontrar). Caso contrário, ao utilizar outros modelos de transistores, não haveria mudança nas especificações, especialmente da THD ?

Olá Renatokodaira, a parte de potência vc pode usar qualquer par de MOSFET complementar, desde que dimensione-os para a potência desejada. Baixe o arquivo de especificações técnicas do site que há exemplos de cálculos lá: http://www.m2pcb.com.br/imagens_arquivo ... Ampl01.pdf

Abraço
Sampaio

[_blackmore_]

o material da PCB é Fenolite FR-1 ou 2 (resina fenólica e papel) ou FR4 (resina fenólica de fibra de vidro)?
A contradição está no arquivo de especificações técnicas.

[sampaiom2]

o material da PCB é Fenolite FR-1 ou 2 (resina fenólica e papel) ou FR4 (resina fenólica de fibra de vidro)?
A contradição está no arquivo de especificações técnicas.

Material da PCI é Fenolite FR2.

Já corrigido especificações técnicas, Obrigado!

Abraço
Sampaio