implementaÃƒÂ§ÃƒÂ£o de um amplificador classe d microprocessado

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RESUMO Este projeto foi desenvolvido a partir da idéia de implementar um amplificador de áudio com alto rendimento e boa linearidade através da utilização de um circuito chaveado. O circuito é composto por diversos módulos, especializados em determinadas funções, cada um deles com suas características e exigências próprias. A união desses módulos compõe o amplificador classe D, capaz de amplificar os sinais de áudio de uma guitarra e alimentar um alto-falante com a potência de 50 watts, com um aquecimento muito menor que os tradicionais. Por esquentar menos, não foram necessários dissipadores de calor. Assim, o circuito completo pode ser menor e mais barato que os tradicionais. A potência que esse amplificador é capaz de fornecer pode ser ampliada até 500 watts por canal, apenas alterando alguns componentes. A utilização de um microprocessador permite que sejam feitas alterações do sistema sem nenhuma modificação ou troca de peça. Além disso, ele ainda permite o processamento digital dos sinais de áudio.
LISTA DE FIGURAS Figura 1 – Topologia do Amplificador Classe A.............................................................11 Figura 2 – Topologia do Amplificador Classe B.............................................................12 Figura 3 – Topologia do Amplificador Classe AB. .........................................................12 Figura 4 – Razão Cíclica de uma onda quadrada.............................................................14 Figura 5 – Circuito Gatilhador dos MOSFETs................................................................15 Figura 6 – Demodulação de um sinal PWM....................................................................15 Figura 7 – Princípio de funcionamento do modulador PWM. .........................................16 Figura 8 – Circuito gerador de onda triangular. ..............................................................16 Figura 9 – Circuito modulador PWM. ............................................................................17 Figura 10 – Sinal aplicado à entrada do conversor A/D de 8 bits. ...................................19 Figura 11 – Valor quantizado do sinal amostrado. ..........................................................20 Figura 12 – Exemplo de geração do sinal PWM a partir do sinal quantizado. .................20 Figura 13 – Chip LPC2138 da Philips. ...........................................................................22 Figura 14 – Circuito elaborado para o Pré-Amplificador.................................................24 Figura 15 – Filtro LC Sintonizado de Segunda Ordem....................................................27 Figura 16 – Placa de Circuito Impresso do Pré-Amplificador. ........................................28 Figura 17 – Gráfico do Módulo da Resposta em Freqüência do Pré-Amplificador. .........29 Figura 18 – Placa de Circuito Impresso dos Módulos de Gatilhamento e Filtro...............30 Figura 19 – Gráfico do Módulo da Resposta em Freqüência do Filtro.............................30 Figura 20 – Gráfico do Módulo da Resposta em Freqüência do Filtro com o Resistor.....31 Figura 21 – Kit MCB2130 da Keil que utiliza o LPC2138..............................................32 Figura 22 – Circuito do Amplificador Classe D Implementado Analogicamente.............33 Figura 23 – Circuito completo do Amplificador Classe D Implementado Digitalmente. .34 Figura 24 – Curvas para as diferentes situações acústicas do ambiente. ..........................37 Figura 25 – Bancada com os equipamentos montados. ...................................................39 Figura 26 – Forma de onda da corrente fornecida pela fonte de 40 volts.........................40 Figura 27 – À esquerda o gatilhador IRS20124S e à direita o DirectFET........................45 Figura 28 – Arquitetura do LPC2138..............................................................................49 Figura 29 – Símbolo e encapsulamento do MOSFET IRLS34N. ....................................51 Figura 30 – Esquemático do circuito do gatilhador IR2011.............................................52
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