Preamplificador De Audio

AMPLIFICADOR DE SEÑALES

INTRODUCCIÓN

Existen varias formas de amplificar señales, se pueden usar amplificadores operacionales, transistores BJT, FET, o diferentes dispositivos que cumplirían con ésta función, sin embargo la posibilidad de trabajar con cualquiera de estos dispositivos se limita por las características del mismo o el costo que implicaría su uso. En éste proyecto se trabajar un amplificador de señal utilizando transistores BJT.

OBJETIVOS

Implementar un circuito preamplificador que nos ayude a aplicar lo aprendido en el segundo parcial con el tema de transistores.

Conocer el funcionamiento real en elementos que se han estudiado únicamente de forma teórica.

Conocer las diferentes aplicaciones de circuitos amplificadores y aplicar en este proyecto la más eficaz.

MARCO TEÓRICO

TRANSISTORES

El transistor es un dispositivo electrónico semiconductor que cumple funciones de amplificador, oscilador, conmutador o rectificador. El término «transistor» es la contracción en inglés de transfer resistor («resistencia de transferencia»). Actualmente se encuentran prácticamente en todos los aparatos electrónicos de uso diario: radios, televisores, reproductores de audio y video, relojes de cuarzo, computadoras, lámparas fluorescentes, tomógrafos, teléfonos celulares, etc.

Fig1. Transistor NPN y PNP

CONFIGURACIÓN EMISOR COMÚN

Esta configuración es la más común que se puede encontrar. Se denomina configuración de emisor común debido a que relaciona las terminales tanto de entrada como de salida.

Las corrientes como en todas las configuraciones son: I_E=I_C+I_B e I_C=∝I_E.

Las características de salida representan una gráfica de la corriente de salida (I_C) en función del voltaje de salida (V_CE) para un rango de valores de corriente de entrada (I_B). Las características de entrada representan una gráfica de la corriente de entrada (I_B) en función del voltaje de entrada (V_BE) para un rango de valores de voltaje de salida (V_CE).

Fig. 2 Transistor PNP y NPN en configuración de emisor común

Fig. 3 Características de un transistor de silicio. (a)Características del colector. (b)Características de la base.

AMPLIFICADOR EMISOR COMÚN

El amplificador con emisor común es un circuito muy conocido y que constituye el fundamento de la mayoría de los amplificadores lineales. Sin embargo, bajo ciertas circunstancias, pueden ser preferibles otros tipos de amplificadores.

Podemos ver a continuación en la figura un circuito típico de un amplificador de tensión con un transistor BJT en emisor común polarizado en la zona activa. Aquí se puede amplificar una tensión Vi y aplicarla ya amplificada a una carga RL.

Fig. 4 Circuito amplificador de tensión con BJT en Emisor común.

Los condensadores que se muestran en la figura anterior (C1 y C2) se denominan condensadores de acoplo y sirven para bloquear la componente continua. Donde C1 sirve para acoplar la tensión que queremos amplificar al amplificador propiamente dicho, eliminando posibles componentes continuas que esta tensión podría tener. Si no bloqueásemos esta continua se sumaría a las corrientes de polarización del transistor modificando el punto de funcionamiento del mismo. Por otra parte C2 nos permite acoplar la señal amplificada a la carga, eliminando la componente continua (correspondiente al punto de polarización del transistor) de forma que a la carga llegue únicamente la componente alterna.

C3 es un condensador de desacoplo, donde proporciona un camino a tierra a la componente alterna.

ANÁLISIS DEL CIRCUITO

Se muestra en la figura un circuito modificado a partir del circuito de la figura 4, en el cual se suma un transistor PNP 2N3906 en configuración de colector común que permitirá un acoplamiento de impedancia entre la bocina y la entrada de señal y nos dará la respuesta desde la bocina, los transistores Q1 y Q2 se encuentran alimentados por una fuente fija DC de 9V, en el colector se encuentra la resistencia R4 la cual al aumentarse disminuye el ruido de la señal pero a la vez disminuye ganancia en el parlante conectado en serie a ésta, por lo que la resistencia R4 será pequeña. El parlante tiene una impedancia de 8ohm y será donde se mida la potencia de salida del amplificador. La resistencia R2 y R1 son resistencias cuya función tienen la de disminuir la cantidad de voltaje que ingresa al transistor Q1 (2N3904) y que no sufra ningún daño en su trabajo además R1 es una resistencia que compensaría la impedancia del transistor y será de magnitud grande de tal manera que la corriente que circule por la base sea la menor posible, así se podrá dar una corriente mayor a través del colector y que se almacenará en energía en C2. C2 será usado con la finalidad de disminuir ruidos provenientes de la señal y que se ingresen señales con frecuencias altas ya que son las que se necesitan escuchar. C1 es un condensador de acoplo de tensión como se determinó en el marco teórico. Los valores para los elementos del circuito son los mostrados en la figura, que son escogidos de forma que ayuden a que los elementos del circuito no se dañen por una sobrecarga de tensión o corriente, la modificación de sus valores no cambiarán la potencia entregada en niveles considerables exceptuando la fuente de alimentación y la R3 a calcularse a continuación:

El transistor Q1 está conectado de forma que disminuya el ruido de la señal de entrada, no nos dará una amplificación

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