Um amplificador Classe D, também denominado como amplificador digital, usa modulação por largura de pulso ou tecnologia PWM para amplificar o sinal de música analógico de pequena amplitude alimentado.
Por que um amplificador classe D
Os principais benefícios desse tipo de amplificador são alta eficiência, baixo custo, sendo a única desvantagem a associação de distorção se não for limpo com filtros calculados corretamente na saída.
Normalmente, todos os amplificadores são analógicos com base onde a música de entrada ou frequência é amplificada de acordo com o mesmo padrão que está sendo alimentado na entrada.
Uma vez que uma música pode ter, em grande parte, conteúdos crescentes e decrescentes exponencialmente e também frequências acompanhadas de todos os tipos de amplitudes, causa o aquecimento dos dispositivos.
Isso acontece porque BJTs e mosfets não 'gostam' de entradas de transição onde o sinal não tem aumento e queda repentinos, em vez de transitar gradualmente pelos pontos onde os dispositivos não estão totalmente LIGADOS ou DESLIGADOS, isso causa muita geração de calor e perda de energia
Em um tipo de amplificador classe D, a entrada de música é comparada com ondas triangulares de alta frequência e convertida em uma 'linguagem' PWM na saída. O conteúdo PWM armazena todas as informações da música e as traduz de volta para o alto-falante conectado de forma amplificada.
No entanto, uma vez que os PWMs consistem em pulsos não exponenciais, onde os pulsos estão na forma de pilares retangulares, ligar / desligar repentinamente sem transições pode resultar em distorções significativas na saída.
A fim de suavizar o problema acima, um filtro passa-baixo é geralmente incorporado, em que os picos são suavizados para gerar uma replicação amplificada razoavelmente boa e clara.
O projeto proposto de um circuito amplificador digital de classe D utiliza o famoso 555 IC para as comparações pretendidas.
Em vez do método PWM, usamos um modo alternativo chamado PPM ou modulação de posição de pulso, que pode ser considerado tão bom quanto um PWM.
Usando modulação de posição de pulso
PPM também é conhecido como modulação da densidade de pulso devido à natureza específica de seu funcionamento.
Aqui, a entrada de modulação é comparada com ondas triangulares de alta frequência e a saída é otimizada variando a posição ou a densidade da saída de pulso gerada / comparada.
Como pode ser visto no projeto do circuito amplificador classe D abaixo, o IC 555 é configurado como um modo MV astável padrão, onde os resistores Ra, Rb e C determinam a frequência das ondas triangulares geradas no pino 6/7 do IC.
As ondas triangulares de alta frequência acima são comparadas com a entrada de música aplicada no pino 5 de entrada de controle do IC.
Aqui, o sinal de música de baixa voltagem é primeiro amplificado para algum nível de voltagem ideal e então aplicado no pino de entrada de controle nº 5 do IC555.
Isso resulta na saída PPM discutida no pino # 3 do IC. Isso é amplificado por T1 para uma saída de alta corrente e é alimentado para um alto-falante para a amplificação de classe D necessária.
O áudio trafo faz algumas funções interessantes, ele amplifica a saída para o LS e também suaviza até certo ponto os harmônicos que normalmente fazem parte de todos os circuitos amplificadores de classe D.
Um capacitor de filtro (não polar) pode ser testado em todo o LS para obter saídas de som mais limpas.
Pinagem IC 555
Pinagem IC LM386
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