Características Clave de los Amplificadores

Potencia de Salida: Es la capacidad del amplificador para suministrar energía a los altavoces.

Respuesta de Frecuencia: Describe el rendimiento del amplificador en el rango de frecuencias audibles. Se representa en un gráfico donde el eje vertical muestra las variaciones del nivel de salida en decibelios (dB) y el eje horizontal la frecuencia. Una respuesta más plana y un rango más amplio indican un mejor amplificador.

Relación Señal/Ruido: Mide la proporción entre la amplitud de la señal de audio deseada y la amplitud del ruido no deseado, con el volumen al máximo y los controles de tono centrados. Se expresa en dB; una relación más alta significa mejor calidad.

Sensibilidad de Entrada: Es el nivel mínimo de voltaje necesario para que el amplificador entregue su máxima potencia de salida. Se suele indicar en milivoltios (mV) o dB.

Impedancia de Entrada: Cada entrada del amplificador tiene una impedancia específica, que debe coincidir con la del dispositivo conectado para una transferencia de potencia óptima. Se mide en ohmios (Ω).

Nivel de Saturación de Cada Entrada: Indica el máximo nivel de señal que puede aplicarse a una entrada sin que el amplificador se sature, evitando recortes en la señal de salida. Se mide en mV.

Nivel de Salida: Representa la tensión de salida proporcionada por el preamplificador, que será la tensión de salida para la grabación. Se mide en mV en relación con la impedancia de entrada.

Distorsión de Intermodulación (IMD): Ocurre cuando se aplican simultáneamente dos o más señales de diferentes frecuencias a la entrada del amplificador. Se generan señales adicionales que son la suma y la diferencia de las frecuencias originales. Se expresa en porcentaje; un porcentaje menor indica un mejor amplificador.

Separación entre Canales o Diafonía: Mide la influencia o separación de la señal de un canal sobre otro. Una menor influencia indica una mejor separación y una amplificación de mayor fidelidad. Se mide en dB; una separación óptima supera los 40 dB a 1 kHz.

Impedancia de Carga: Es el rango de impedancia de los altavoces que se pueden conectar a la salida del amplificador, indicado por valores mínimos y máximos. Se mide en Ω.

Factor de Amortiguamiento: Es la relación entre la impedancia de salida del amplificador y la impedancia nominal del altavoz. Depende tanto del amplificador como de las impedancias de los altavoces conectados. Un valor típico es 80.

Loudness: A bajos volúmenes, el oído humano responde mejor a las frecuencias medias que a las agudas y graves. La función loudness realza automáticamente las frecuencias graves y agudas, manteniendo un nivel constante.

Componentes y Configuraciones

Etapa de Potencia

Consiste en un amplificador diferencial que amplifica la diferencia entre la entrada y la realimentación.

Mute

Una tensión continua positiva (+13V) cancela la señal de audio, mientras que una tensión negativa (-13V) permite la audición.

Transistores

• Bipolares: NPN y PNP
• Unipolares: MOSFET (canal N y canal P, de enriquecimiento y de empobrecimiento) y JFET (canal N y canal P)

Transistor Unipolar JFET (Canal P y N)

• Base (Puerta): Polarización inversa
• Emisor (Surtidor): Polarización directa
• Colector (Drenador): Polarización inversa

Transistor Unipolar MOSFET (Empobrecimiento Canal N y P)

• Puerta: Polarización inversa
• Surtidor: Polarización directa
• Drenador: Polarización inversa

Configuraciones de Transistores Unipolares

• Fuente o Surtidor Común: Entrada por la puerta, salida por el drenador.
• Drenador Común: Entrada por la puerta, salida por la fuente o surtidor.
• Puerta Común: No se utiliza comúnmente.

Transistor Bipolar

• Base: Polarización directa
• Emisor: Polarización directa
• Colector: Polarización inversa

Configuraciones de Transistores Bipolares

• Emisor Común: Entrada por la base, salida por el colector.
• Base Común: Entrada por el emisor, salida por el colector.
• Colector Común: Entrada por la base, salida por el emisor.

Polarizaciones

• Clase A: Señal completa
• Clase B: Medio ciclo
• Clase AB: Ciclo y medio
• Clase C: La mitad de un medio ciclo

Etapa Darlington

Dos transistores en uno, con ganancia total βt = β1 · β2.

Amplificador Operacional

• Impedancia de entrada infinita
• Impedancia de salida cero
• Ganancia de bucle abierto infinita

Configuraciones

• Inversor: Ganancia de voltaje (GV) = -R2/R1
• No Inversor: GV = 1 + R2/R1

Técnicas y Funciones Adicionales

Generador de Intensidad Constante

Compensa las diferencias entre transistores y proporciona estabilidad frente a cambios de temperatura, β y fuente de alimentación.

Cambiador de Nivel

Permite una alta ganancia de tensión y una salida entre los valores máximos de +V y -V de alimentación.

Etapa de Salida

Transforma las impedancias para obtener una baja impedancia de salida y suministrar alta corriente a la carga.

Transistor Unipolar: Regiones de Operación

• Región Activa: El voltaje VDS alcanza un valor y la corriente LD varía poco.
• Región de Corte: El transistor no conduce.
• Región Óhmica: Un aumento de VDS produce un aumento de LD.
• Región de Ruptura: La tensión VDS alcanza un valor crítico y LD se avalancha (destrucción del transistor).
• Región de Saturación: El transistor presenta su máxima conducción sin destruirse.

Acoplamiento R-C

Se utiliza cuando la señal no es suficientemente amplificada y se añade otro amplificador.

Acoplamiento Directo

Para señales muy débiles, se utiliza un acoplamiento directo para evitar pérdidas.

Preamplificación

Amplifica y adapta la señal débil de entrada para la etapa de potencia, con alta relación señal/ruido y baja distorsión.

Amplificador de Potencia

Amplifica la señal del preamplificador en tensión y corriente para activar las pantallas acústicas.

Amplificador Diferencial

• Señales Modo Común: Misma amplitud e igual fase.
• Señales Modo Diferencia: Misma amplitud y desfasadas 180 grados.

Receptor de Infrarrojos

Bit de inicio más grande (2.4 ms) seguido de uno pequeño (0.6 ms), total 3 ms. Bit 0: dos pulsos de 0.6 ms (total 1.2 ms). Bit 1: un pulso de 1.2 ms y otro de 0.6 ms (total 1.8 ms). Después del bit de inicio, los 7 dígitos siguientes son el código de tecla y los 5 siguientes la dirección.