En el diseño de amplificadores de alta potencia con alta calidad, como los usados en equipos de consumo, las soluciones analógicas pueden ser las mejoras tanto por la relación costo-beneficio como por el propio desempeño. En este artículo describimos el montaje de un amplificador con el circuito integrado LM3876 de National Semiconductor (www.national.com). Esta solución, a pesar de analógica, incluye características modernas como la protección spike.
El amplificador descrito proporciona una potencia rms de 56 W y un valor de pico de 100 W con una relación señal / ruido de 95 dB. Además, el circuito tiene entrada mute, protección de la salida contra cortos en relación a la tierra y sobretensión. El amplificador se basa en el circuito integrado LM3876 de la serie Overture y se suministra en envoltorio TO-220 de 11 pines, como se muestra en la figura 1.
También destacamos la distorsión armónica de sólo 0,1% en el rango de 20 Hz a 20 kHz, con potencia total y carga de 8 ohms.
La protección spike (self peak instantaneous temperature - Ke) garantiza la colocación del circuito en el área de operación segura independientemente de la sobretensión, sobrecargas o sobretemperaturas, además de otros problemas que pueden ocurrir en el circuito. El rango de tensiones de funcionamiento de este amplificador es muy amplio, quedando entre 20 V y 94 V.
Entre las aplicaciones sugeridas por el fabricante tenemos;
• Sistemas de sonido estéreo doméstico
• Estéreo compacto
• Cajas amplificadas
• Sonido envolvente
• Sonido de alta calidad para TV
La curva de rendimiento de este amplificador se muestra en la figura 2.
El circuito equivalente interno del LM3876 se muestra en la figura 3.
Observe el uso de un paso de salida en clase B con transistores acoplados directamente.
Otras características que merecen destaque en el circuito integrado LM3876:
• Disipación máxima: 125 W
• Atenuación en la función mute: 80 dB (tip)
• Corriente total total: 70 mA (tip)
• CMRR: 80 dB (tip)
• Producto ganancia x banda pasante: 2 MHz (límite)
• Impedancia de entrada: 100 kohms
• Nivel de entrada: 1 V (max)
• Impedancia de carga: 8 ohmios
• Corriente de pico con 8 ohmios y 40 w de salida, alimentación de 25.3 V: 3,16 A
• Fuente recomendada: +/- 30,3 V x 3,16 V o 60 V x 3,16 a para fuente simple
En la figura 4 tenemos entonces un circuito práctico de aplicación de ese amplificador, usando fuente simple.
Montaje
Los cuidados que se deben tomar en el montaje son los comunes en los equipos de audio de alta potencia. Las sendas de altas corrientes deben ser anchas y cortas y las pistas de señales deben estar dispuestas de modo que no capte los zumbidos.
Los blindajes para los cables de entrada son importantes y la conexión a la fuente debe ser corta para que no ocurran problemas de oscilaciones o zumbidos.
El circuito integrado debe estar dotado de un disipador de calor adecuado.
El inductor de salida puede obtenerse enrollando 10 espiras de hilo 16 o 18 en un tubo de cartón o plástico de aproximadamente 1 cm de diámetro. En realidad, el inductor y el resistor en la salida son componentes opcionales que eventualmente no son necesarios, dependiendo del proyecto.
El transistor Q1 puede ser sustituido por equivalente como el BC547 y los capacitores deben ser de excelente calidad.