En primer lugar debe tenerse en cuenta el uso a que va a ser destinado el amplificador para poder fijar los requisitos y características técnicas del mismo.
Con el fin de hacernos una idea de magnitudes, la poténcia que un amplificador de un pequeño radiocasete entrega al altavoz, no suele superar los 500 mW, sin embargo, se necesitan unos 4 ó 5 W para una escucha cómoda y esta potencia la entregan la mayoría de aparatos portátiles de cierta calidad. Un equipo de música, capaz de amplificar señales de un sintonizador, de un cásete o de un giradiscos, debe tener al menos 10 W por canal, debiendo cumplir las demás normas de alta fidelidad.
También son amplificadores de baja frecuencia los utilizados en audífonos, intercomunicadores, megáfonos, en el sonido de los televisores, etc.
No vamos a tratar de construir un amplificador para audífono, pues necesitaríamos componentes miniaturizados y útiles de fabricación especiales. Nos limitaremos pues a amplificadores de fácil construcción y con múltiples posibilidades de aplicación.
Amplificadores de potencia:
El amplificador de potencia, amplifica la señal de tensión que se aplica a su entrada, de forma que en su salida entregue una corriente capaz de excitar adecuadamente la bobina del altavoz o conjunto de altavoces conectados.
La potencia entregada al altavoz suele variar desde los 50 mW de los pequeños receptores portátiles de bolsillo, hasta los equipos de sonorización para concieretos al aire libre, donde se precisan potencias de varios kilovatios.
Caracteristicas de un amplificador:
Hemos mencionado uno de los parámetros del amplificador, su potencia de salida; existen otros también importantes, la sensibilidad, la ganancia, la respuesta en frecuencia, etc. A continuación se describen cada uno de ellos por separado.
Sensibilidad:
Sensibilidad es la señal que hay que aplicar a la entrada para que el amplificador entregue a su salida la potencia nominal.
La sensibilidad de entrada para las etapas de potencia de utilización doméstica suele estar comprendida entre 100 y 200 mV, y para las profesionales entre 0,7 y 1 V.
Cuando se da el dato de la sensibilidad deben expresar también las condiciones en que fue realizada dicha medida, es decir, la frecuencia de la tensión sinusoidal aplicada, que suele ser de 1.000 Hz, la potencia de salida en vatios eficaces, el coeficiente de distorsión y la carga aplicada, indicando también si la medida se ha efectuado excitando un altavoz, o bien una carga
La sensibilidad, salvo que se indique lo contrario se expresa en voltios eficaces (o mV eficaces).Impedancia de entrada:
Es la resistencia que presenta la entrada de un amplificador medida con una señal alterna de 100 Hz. Debe ser igual o mayor que la salida del aparato que lo excita (o de la etapa que le precede).
Impedancia de salida:
Es la impedancia que presenta el amplificador a la salida de la señal y debe ser lo más baja posible; en los modernos amplificadores tran-sistorizados o integrados, suele estar comprendida entre 2 y 3'2 O, siendo los valores más comunes 4 y 8 O. Este dato debe tenerse muy en cuenta, ya que para obtener la potencia mínima de salida debe conectarse un altavoz de impedancia adecuada. Si se utiliza uno de impedancia mayor que la recomendada, el amplificador entregará una potencia menor que la nominal. Si es inferior, puede distorsionar y al exigir una potencia mayor que la que el amplificador puede suministrar, se producirán daños en los transistores finales del amplificador o del circuito integrado.
Respuesta en frecuencia:
Se considera que un amplificador de baja frecuencia para la banda de audio debe amplificar las señales de frecuencias comprendidas entre 10 Hz y 20 KHz. Según la norma DIN 45500 este margen debe estar como mínimo entre 40 Hz y 16 Hz, frecuencias audibles por el oído humano medio. Todas las frecuencias deberán ser amplificadas por igual, tolerándose una disminución máxima de ± 2 dB.
Distorsion:
Fundamentalmente existen dos tipos de distorsión; |a lineal, debida generalmente a fallos de diseño de los componentes del control de tonos, o de los condensadores de desacoplo, sobre todo del de salida.
La distorsión más molesta es la no-lineal, generalmente se produce en las etapas finales. La distorsión de cruce, al ser etapas en clase B se genera al utilizar un transistor para amplificar la semionda positiva y otro para la semionda negativa, cuando la onda pasa por cero se forma a veces un pequeño salto que causa distorsión. Este tipo de distorsión de cruce está prácticamente eliminado en los amplificadores modernos.
Otro tipo de distorsión no lineal se produce cuando se quiere extraer una potencia mayor de la nominal; aumentando la tensión aplicada a la entrada, la onda se recorta por los extremos superiore inferior dando lugar a la aparición dé señales parásitas de frecuencias armónicas que alteran el sonido.
El oído humano tolera distorsionesJiasta del 10%, en este caso la forma de onda se aprecia claramente recortada en la pantaMadel os-ciloscopio.
Para aplicaciones de uso general, incluso al escuchar reproducciones musicales pueden aceptarse distorsiones máximas del 2 y del 3%.
En equipos de alta fidelidad no puede superarse el 1%, en los equipos actuales los valores mínimos son del 0,1 al 0,596 en los casos más desfavorables. En los manuales se suele dar el dato de distorsión armónica total (THD ó Total Harmonic Distortion).
Intermodulacion:
La voz humana, o un sonido cualquiera, (excepto el de un tono puro) está compuesto por un conjunto de señales de frecuencias diferentes.
Cuando .se amplifican simultáneamente señales de frecuencias distintas, pueden aparecer otras áeñales de frecuencias suma o diferencia de las anteriores, que hacen que el sonido se altere; éste fenómeno recibe el nombre de intermodulación.
Para realizar este tipo de medidas se aplican a la entrada del amplificador dos señales de frecuencias fijas de 250 Hz y de 8 KHz en la proporción de 4 a 1.
Las frecuencias de intermodulación resultantes de sumas y diferencias (frecuencias no deseadas) se fijan en relación con la frecuencia de 8 KHz. Según la norma DIN 45500 no se debe sobrepasar el 3% en los amplificadores domésticos.
Margen dinamico:
Se entiende como el margen de sonoridad o intensidad sonora, dentro del cual puede fluctuar el volumen de sonido de un programa.
El mayor margen dinámico suelen ocuparlo los sonidos orquestales, dado que la relación de la intensidad más baja a la más alta puede ser 1 a 100 (o sea 60 dB).
Debe tenerse en cuenta que. un amplificaítor ha de poseer gran potencia para reproducir sin distorsión los sonidos fuertes, ser muy poco ruidoso y no producir zumbidos con los sonidos débiles. En las transmisiones radiofónicas la relación es de 1 a 100 (40 dB) y en los magnetófonos de 1 a 300 (50 dB).
Ancho de banda de potencia:
Son las frecuencias extremas de la banda para las cuales la potencia de salida desciende 3 dB sin que se deteriore el coeficiente de distorsión no lineal. Se exige como mínimo un ancho de banda entre 40 Hz y 16 KHz.
Amplificadores estereofonicos:
Un amplificador estereofónico es un conjunto de dos amplificadores idénticos. La diferencia entre los mismos no debe ser superior a 3 dB, y en el caso de tener un mando de balance con una regulación mínima de 8 dB se tolera una diferencia de 6 dB como máximo.
La separación entre canales debe ser al menos de 40 dB a 1.000 Hz.
Potencia de salida
La potencia de salida es el primer dato a tener en cuenta a la hora de elegir una etapa amplificadora de potencia.
El dato más correcto es el de dar la potencia nominal,-que es la potencia eficaz de salida que entrega sobre la carga nominal (4 u 8 fi según el tipo de amplificador) a una frecuencia de 1.000 Hz y manteniendo la distorsión por debajo del valor límite fijado (suele ser 0,1; 0,5 ó 1% en los amplificadores corrientes).
La tensión de excitación será una sinusoide perfecta. Debe ser capaz de entregar esta potencia sin sufrir daños, ni variar sus características durante un tiempo razonablemente largo, al menos 10 mi-ñutos.
La norma DIN 45500 exige una potencia mínima de 6 W por canal para equipos estereofónicos y de 10 W para amplificadores independientes.
Potencia Musical
Designa la potencia que el amplificador entrega al altavozsmante-niendo el coeficiente de distorsión no lineal otando la tensión de ali-' mentación es constante e independiente de la carga. Cuando la f uente de alimentación es estabilizada este dato coincide con el de la potencia nominal.
Con fuentes de alimentación simples, no estabilizadas, la potencia musical supera a la nominal, esto es útil para obtener potencias elevadas durante cortos períodos de tiempo, como puede ser un golpe de bombo o timbal.Potencia senoidal de pico:
Es el valor de cresta de la potencia senoidal eficaz, o sea el valor doble de ésta última. Este dato puede dar lugar a errores e inducirnos a adquirir un amplificador de potencia mucho menor que el deseado.
