Un amplificador de clase D también denominado amplificador digital utiliza modulación de ancho de pulso o tecnología PWM para amplificar la señal de música analógica de pequeña amplitud alimentada.
Por qué un amplificador de clase D
Los principales beneficios de este tipo de amplificadores son alta eficiencia, bajo costo, siendo el único inconveniente la asociación de distorsión si no se limpian con filtros correctamente calculados en la salida.
Normalmente, todos los amplificadores son analógicos donde la música de entrada o la frecuencia se amplifica de acuerdo con el mismo patrón que se alimenta en la entrada.
Dado que una música puede tener un contenido que sube y baja exponencialmente y también frecuencias acompañadas de todo tipo de amplitudes, los dispositivos se calientan.
Esto sucede porque a los BJT y los mosfets no les gustan las entradas de transición en las que la señal no tiene un aumento y una caída repentinos, sino que transita gradualmente a través de los puntos donde los dispositivos no están completamente ENCENDIDOS o APAGADOS, esto causa mucha generación de calor y pérdida de energía.
En un tipo de amplificador de clase D, la entrada de música se compara con ondas triangulares de alta frecuencia y se convierte en un 'lenguaje' PWM en la salida. El contenido PWM almacena toda la información de la música y la traduce de nuevo al altavoz conectado de forma amplificada.
Sin embargo, dado que los PWM consistirán en pulsos no exponenciales donde los pulsos están en forma de pilares rectangulares que se encienden / apagan repentinamente sin transiciones, pueden producir distorsiones significativas en la salida.
Para suavizar el problema anterior, generalmente se incorpora un filtro de paso bajo en el que los picos se suavizan para generar una replicación amplificada clara y razonablemente buena.
El diseño propuesto de un circuito amplificador digital de clase D utiliza el famoso 555 IC para las comparaciones previstas.
En lugar del método PWM, aquí usamos un modo alternativo llamado PPM o modulación de posición de pulso que puede considerarse tan bueno como PWM.
Uso de la modulación de posición de pulso
PPM también se conoce como modulación de densidad de pulso debido a la naturaleza específica de su funcionamiento.
Aquí la entrada de modulación se compara con ondas triangulares de alta frecuencia y la salida se optimiza variando la posición o la densidad de la salida de pulsos generada / comparada.
Como se puede ver en el diseño del circuito amplificador de clase D a continuación, el IC 555 está configurado como un modo MV estándar astable, donde las resistencias Ra, Rb y C determinan la frecuencia de las ondas triangulares generadas en el pin 6/7 del IC.
Las ondas triangulares de alta frecuencia anteriores se comparan con la entrada de música aplicada en el pin 5 de entrada de control del IC.
Aquí, la señal musical de bajo voltaje se amplifica primero a un nivel de voltaje óptimo y luego se aplica en el pin de entrada de control # 5 del IC555.
Esto da como resultado la salida PPM discutida en el pin # 3 del IC. Esto es amplificado por T1 a una salida de alta corriente y se alimenta a un altavoz para la amplificación de tipo clase D requerida.
El audio trafo hace un par de funciones interesantes, amplifica la salida para el LS y también suaviza hasta cierto punto los armónicos que normalmente forman parte de todos los circuitos amplificadores de clase D.
Se puede probar un condensador de filtro (no polar) a través del LS para obtener salidas de sonido más limpias.
Pin del IC 555
Pinouts del IC LM386
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