Mini amplificatore in classe A

Ampli_A

Questo è un semplice circuito amplificatore di segnale audio in classe A, ha una qualità di suono praticamente senza distorsione, è perfetto per chi cerca di prendere confidenza con l’elettronica o con gli amplificatori partendo da zero. Se provate a collegate l’mp3 direttamente su una cassa non sentirete molto, con questo circuito molto semplice invece si potrà già ascoltare un segnale rinforzato, anche se “fate danni” al massimo rovinate un transistor da qualche centesimo, il circuito si alimenta con una sola pila da 1,5V, il condensatore lascia passare segnali alternati ma blocca quelli continui (disaccoppia il circuito).

Il funzionamento è semplice, la resistenza da trovare sperimentalmente si aggira attorno ai 2 o 3k dipende dall’hfe cioè dal guadagno del transistor e serve per portare leggermente in conduzione il transistor che è un interruttore statico, dovreste misurare circa metà tensione di alimentazione cioè 0,8V tra C ed E del transistor, i rimanenti andranno sulla cassa che verrà polarizzata con un piccola tensione continua, di norma per piccole potenze polarizzare una cassa con tensione continua non provoca danni, con tensioni maggiori si rischia di fondere i cavi della cassa, si consiglia l’uso di una cassa con impedenza elevata tipo 8ohm, sconsigliato quindi l’uso di questo circuito oltre 1,5V per diversi motivi, il primo lo abbiamo appena detto, il secondo è che la Classe A è un particolare tipo di amplificazione che permette di ottenere un suono purissimo ma va anche detto che ha una resa di conversione bassa cioè del 25% ovvero se alimento con 100W, al carico ci saranno 25W circa e il resto lo devrà smaltire il transistor e ci vorranno dissipatori enormi ed ingombranti, per potenze superiori al mezzo W di solito si usa la classe AB o B più efficiente, il suono per queste ultime classi anche se non eccellente si mantiene a livelli buoni.

Tornado al circuito, il transistor per chi non lo conoscesse è un interruttore comandato in corrente, ha una giunzione pn come il diodo cioè che conduce in un solo verso, ma con l’aggiunta di un’altra zona n quindi ecco perchè si chiama npn (ma ci sono anche pnp), la conduzione di corrente di potenza avviene tra C ed E, mentre il comando va inviato tra B ed E e deve essere una piccola corrente, con circa 0,6V di tensione (proprio come un diodo), queste due correnti di comando e potenza sono legate da un hfe detto guadagno e vale il rapporto fra le due correnti, cioè qualche centinaia di volte di solito, per esempio con hfe 300 con 1 mA si possono chiudere fino a 300mA, la base è il comando e si chiama B, il collettore è dove scorre la corrente di potenza e si chiama C, l’emettitore è dove scorre la corrente di potenza e di comando e si chiama E, quest’ultimo inoltre ha una freccetta nel simbolo che lo contraddistingue e ne identifica il tipo cioè uscente npn o entrante pnp, l’npn chiude con un segnale positivo tra B ed E di 0,6V, il pnp al contrario chiude con un segnale negativo sempre tra B ed E di -0,6V, ci sono poi diverse configurazioni ed utilizzo del transistor ma per adesso fermiamoci qua.

Il transistor si può usare in on-off cioè a chiusura/aperutra secca o come in questo caso più graduale e lineare, per amplificare un segnale debole in uno più forte, mandando una tensione sul filo della conduzione, quindi tra 0,5V e 0,6V.

Con una R da circa 3k si impone una piccola corrente che porta il transistor leggermente in chiusura con circa mezzo milliampere in B e una tensione BE di circa 0,57V, ora se nessuno fa nulla continua a rimanere mezzo chiuso per via del hfe che impone un limite alla chiusura, se invece colleghiamo un condensatore come nello schema e colleghiamo a questo un lettore mp3 o una sorgente audio, semplicemente aggiungeremo un segnale alla base e le tensioni varieranno di qualche mV in base alla musica.

Un lettore mp3 genera un segnale non continuo ma alternato, di pochi millivolt e qualche mA (milliampere) massimo, questa piccola variazione porta al collettore una variazione simile però moltiplicata di hfe volte.

Quindi se abbiamo per esempio 0,5mA di variazione e hfe 300 abbiamo circa 150mA di variazione sulla cassa in base al ritmo di musica o suoni del segnale audio.

Se la cassa è abbastanza grande magari vediamo anche la membrana vibrare o comunque mettendo delle piccole palline sulla cassa possiamo vederle muoversi.

Il circuitino è assolutamente base e semplice, non è controreazionato cioè con variazioni di temperatura o della tensione della pila potrestre ritrovarvi qualche millivolt in più o in meno sulla cassa, non ha filtri o altro, ho preferito mantenere la semplicità circuitale visto che sarà per lo più destinato a chi non sa nulla di amplificatori, ma non aspettatevi che tutti gli amplificatori esistenti siano uguali a questo.

Comunque sia vi garantirà una certa soddisfazione anche se usando pochi componenti, vi serve infatti un transistor per esempio BD139 o BD135 o simili che sopportino qualche centinaio di mA, per dare un’idea della massima corrente che deve avere potete fare V pila/R cassa cioè 1,5V/8ohm il risultato in Ampere cioè 0,18A cioè 180mA, vi serve anche una cassa, una resistena da 1/8W o 1/4W da 3k circa, un condensatore elettrolitico per esempio da 10uF da 10V e una pila da 1,5V o 1,2V o un’alimentazione equivalente in modo che tra CE ci siano più di 0,2V, per la piedinatura del transistor potete consultare un datasheet del costruttore gratis su internet o al fondo della pagina dei circuiti, oppure provandolo direttamente con un tester prova-diodi o prova-transistor, se avete il prova-transistor vi darà il valore hfe altrimenti col prova diodi è un po’ lungo: per il npn puntale rosso a B, il nero al C e poi ad E e leggerete dei valori simili, il secondo valore sarà un po’ più basso, se i valori fossero uguali fate dei tentativi, se non leggete valori e lo strumento va a fondo scala avete preso i piedini sbagliati, per i pnp nero in B e poi come prima, beh buon divertimento, se avete qualche domanda scrivete pure anche nella pagina iniziale, un saluto e alla prossima.

4 commenti su “Mini amplificatore in classe A

  1. Andrea il said:

    Ciao! Ti scrivo perché sto pasticciando un po’ con alcune casse e circuiti di amplificazione annessi.
    In particolare ho recuperato questo chip di amplificazione (http://www.st.com/content/ccc/resource/technical/document/datasheet/a4/1c/fc/76/8c/1f/4b/26/CD00000135.pdf/files/CD00000135.pdf/jcr:content/translations/en.CD00000135.pdf) e ho costruito il circuito suggerito nel datasheet.
    Funzionante e tutto, permette di alimentare casse più grosse (una di recupero da uno stereo, ad esempio) e ottenere suoni più forti. Purtroppo alzando il volume un po’ il suono si distorceva parecchio. Allora mi è tornato in mente questo circuito che avevo già provato una volta e ho pensato di affiancarlo.

    Ho messo quindi il tuo circuito di amplificazione in classe A (un po’ arrangiato) prima degli ingressi del chip, e il risultato è che adesso con suoni più forti c’è meno distorsione, ma ce ne è di più con suoni più deboli. Pensi che forse sia meglio fare il contrario, cioè pre-amplificare col chip e poi usare la classe A? O hai altri suggerimenti? La cosa si è fatta interessante!
    Ciao, aspetto la tua risposta!

    PS: alimento tutto con 12V da un trasformatore.

    • electrogreen il said:

      Ciao, il problema dovrebbe essere di corrente, potrebbe essere che il TDA7231 non ce la faccia ad erogarla o sia al limite dei suoi 1,6W, da quanti Ohm è la cassa? Quanti Ampere eroga il trasformatore? scalda molto il chip? come ultima cosa potrebbe anche essere il condensatore in uscita ad introdurre distorsione.
      Ogni amplificatore aggiunto introduce una distorsione, anche se il classe A ne ha pochissima, converrebbe usare solo il TDA7231.

  2. Andrea il said:

    Dunque, il trasformatore fornisce 1A a 12V, anche se misurando la tensione con un multimetro sembra che sfiori i 15V senza carico. Il chip effettivamente scalda abbastanza quando alzo il volume tanto da introdurre la distorsione di cui si parlava. L’idea di mettere la classe A prima mi era venuta perché mi permette effettivamente di ottenere un suono più pulito a volume medio/alto rispetto a quanto succedeva solo con il TDA.
    Il condensatore è un elettrolitico, potrei eventualmente ridurne la distorsione aggiungendone un altro in parallelo?
    La cassa è da 8Ohm, ho provato potenze da 1 a 5W (e anche una che non ha indicazioni, ma a giudicare dalle dimensioni deve essere da molti watt), ma il problema è lo stesso.

    La cosa che mi lascia perplesso è che il volume massimo che riesco ad ottenere non è molto alto, e questo chip viene da un paio di casse che di sicuro potevano rendere di più di quanto ottengo ora.
    Grazie mille!

    • Electrogreen il said:

      Se vuoi lascialo pure il classe A prima dell’amplificatore, ti fa da preamplificatore, puoi provare con il condensatore in parallelo ma credo che non cambierà molto, una cosa da provare è mettere un dissipatore al chip fissato con delle fascette o in qualche altro modo e vedere se migliora, se non migliora dovresti usare un chip più potente.