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Obtén las características: número de canales de entrada, número de canales de salida?
El amplificador aumenta el nivel de amplitud de la señal que recibe por la entrada para distribuirla a las siguientes etapas (altavoces).
La ganancia en potencia es la relación entre la potencia de salida y la de entrada:
$$G_p=\frac{P_{out}}{P_{in}}$$
A corrente eléctrica flúe no sentido no que apunta o triángulo, que é o símbolo do amplificador. Neste caso ten ganancia 2, polo cal a potencia de saída será dúas veces a de entrada. No primeiro exemplo inxectamos un sinal de 4W de potencia e no segundo 5,5W. Observa como as saídas aumentan o nivel de entrada segundo a ganancia de amplificación:
Es adimensional, no tiene unidades (W/W).
Ejemplo: Dibuja un esquema de alimentación de un amplificador de 12Vdc. Si tenemos $P_{in} = 100mW$ y recibimos $P_{out} = 10W$, calcula la ganancia del amplificador unitaria y en decibelios.
Táboa de conversións:
| de sistema internacional a dB | de dB a sistema internacional | ||
|---|---|---|---|
| Ganancias | Ganancia en potencia (unitaria e en dB) |
$$G(dB)=10\cdot \log{G_{P}}=20\cdot\log{G_{V}}$$ | $$G_{P}=10^{\frac{G(dB)}{10}}=\frac{P_{out}}{P_{in}}$$ |
| Ganancia en voltaxe (unitaria e en dB) |
$$G_{V}=10^{\frac{G(dB)}{20}}=\frac{V_{out}}{V_{in}}$$ | ||
| Magnitudes físicas | Voltaxe | $$V(dBV) = 20\cdot\log{V(V)}$$ | $$V(V) =10^{\frac{V(dBV)}{20}}$$ |
| $$V(dBµV) = 20\cdot\log{V(µV)}$$ | $$V(µV) =10^{\frac{V(dBµV)}{20}}$$ | ||
| Potencia | $$P(dBW) = 10\cdot\log{P(W)}$$ | $$P(W) =10^{\frac{P(dBW)}{10}}$$ | |
| $$V(dBm) = 10\cdot\log{P(mW)}$$ | $$P(mW) =10^{\frac{P(dBm)}{10}}$$ | ||
Na columna da esquerda, o número 10 que multiplica ó logaritmo é debido a que as unidades son “decibelios” (décima parte do belio). “Belio” é en horno a Alexander Graham Bell. Ás veces non é 10 senón 20 ($20=10\cdot2$). Iso é debido á Lei de Watt:
$$P=V\cdot I=\frac{V^2}{Z}=I^2\cdot Z$$Estes expoñentes “ó cadrado” saen da operación logaritmo multiplicando.
A principal vantaxe dos decibelios é que nos permite deixar de operar con multiplicacións e divisións para pasar a traballar con sumas e restas (máis fácil).
Así:
$$ P_{out}(dBW) = G(dB) +Pin(dBW) \Longleftrightarrow{} G(dB) = P_{out}(dBW) - P_{in}(dBW)$$Como hai cambios respecto o apartado anterior. O signo de multiplicación cambia polo de suma e o de división polo de resta.
En principio non parece que aporte moito, pero se complicamos os circuítos, os cálculos se volven moito máis rápidos.
O resultado é o mesmo. Comprobamos que $10\cdot \log {31,6W} = 16dBW$
La $P_{out}$ de un ampli es la potencia que es capaz de entregar a los altavoces sin que se produzca distorsión ni desperfectos. Se mide como: $P_{rms}$ (root mean square), potencia eficaz, potencia continua o potencia nominal. Es la que puede proporcional un amplificador continuamente sin superar un nivel de distorsión determinado sobre la impedancia nominal especificada por el fabricante.
Recuerda que $P=\frac{V^2}{Z}$Si tenemos un amplificador de 100W y 8Ω de impedancia de salida y…
- Si le conectamos un altavoz de 8Ω, éste recibirá los 100W.
- Si le conectamos un altavoz de 16Ω, éste recibirá 50W.
- Si le conectamos un altavoz de 4Ω, éste tratará de absorber 200W y el amplificador destruirá su fusible.
Fíjate que no estamos teniendo en cuenta los daños que pueda sufrir el altavoz, sólo el ampli.
Por desgracia los amplificadores no son totalmente lineales: su ganancia no es la misma en todas las frecuencias. Cuanta más plana sea la respuesta frecuencia de 20Hz a 20kHz, mejor.
Si la respuesta no es lineal, tenemos distorsión lineal.
Además de la distorsión lineal, un amplificador introducirá señales no deseadas cuyas frecuencias son múltiplos de las que deseadas:
La THD o distorsión armónica total es:
$$THD\text{ (%)}=\frac{V_{RMS\ señales\ indeseadas}}{V_{RMS\ deseada}}\cdot 100$$
Se puede especificar para una frecuencia o para todo el ancho de banda.
La distorsión de intermodulación se produce cuando se producen señales suma o resta de las deseadas.
El clipping o saturación es un tipo de distorsión que se produce debido a que las señales de salida no pueden superar cierta potencia máxima:
Los amplificadores introducen una figura de ruido en las señales. Ese ruido es lo mismo que la THD ya que este se distribuye en todo el ancho de banda:
a la tensión de entrada necesaria para lograr el maximo nivel de salida, antes de que suceda el clipping.
Por ejemplo, en el PC el jack rosa (micrófono) tiene un amplificador a la entrada mientras que el azul (línea) está pensado para señales ya amplificadas. Por eso el rosa tiene un valor más bajo de sensibilidad, porque está pensado para recuperar las señales:
Recuerda la Ley de Ohm, la impedancia es la relación entre tensión y corriente:
$$Z=\frac{V}{I}$$
Se desea que la impedancia de entrada sea alta y la de salida baja para favorecer la adaptación de impedancias que de lugar a la máxima transferencia de potencia.
Las típicas son 4Ω, 8Ω, 16Ω (de cara a conectar altavoces) y 32Ω y 64Ω (para auriculares)
Es un fenómeno por el cual un conductor hace de antena y transmite las señales que transporta a otros.
Contra la diafonía: trenzado de pares (señales balanceadas) y blindaje o apantallado.
Nunca unas varias etapas de potencia, sólo previos con etapas.
Explica en qué consiste el fenómeno del clipping. Ayúdate de la figura, en la que se está alimentando el amplificador a ±15Vdc (esc: 5V/div).
Imos simular o funcionamento do osciloscopio e do xerador de funcións mediante un amplificador sinxelo:
O xerador emite unha sinal senoidal (por defecto 0,1Vp a 50Hz) e o amplificador multiplica esa tensión (OLLO: a frecuencia non varía!) por un número que se axusta nun potenciómetro que ten o amplificador. As dúas sinais, a de entrada e máis a de saída se poden ver no osciloscopio. Descarga e abre en Multisim este ficheiro:
Os bloques son os mesmos do primeiro debuxo. Proba a manipular o xerador de funcións facendo doble clic. O potenciómetro se fai aumentar de resistencia (e de ganancia) coa tecla "A". Con SHIFT + A se reduce a ganancia. Se pulsas play e fas doble clic no osciloscopio:
Durante a simulación se pode accionar o potenciómetro e observar os cambios no osciloscopio.
La fuente de sonido consta de cuatro tonos. El preamplificador balancea la señal. La etapa de potencia la desbalancea. Descarga aquí el fichero y simúlalo. Ponle osciloscopios para ver las señales en los distintos puntos.
