UN SENCILLO AMPLIFICADOR DE CLASE A (I)

La publicación de 'Un  Sencillo Amplificador de Clase A' se basa en el artículo de J. L. Linsley Hood y la voy a dividir en dos partes. En esta primera parte me centro sobre todo en el diseño de la PCB de la fuente de potencia que alimenta al amplificador.   

En abril de 1969 J. L. Linsley Hood publicó su famoso artículo 'Simple Class A Amplifier' en la revista Wireless World. Se trataba del diseño de un sencillo amplificador de 10-W funcionando en clase A  y en el que el autor aseguraba que proporcionaba mejor desempeño que los amplificadores de clase B.

La potencia de salida del amplificador no fue elegida al azar, ya que se basó en la popularidad que había tenido el amplificador a válvulas Mullard "5-10", razón por la Hood consideró que una potencia de 10-W era suficiente. 

Los estándares originales de distorsión armónica habían sido establecidos por D. T. N. Williamson que dio como figura de mérito el valor de 0.1% para la THD medida a la potencia nominal. Con el diseño a transistores propuesto por Hood se reducía la THD a 0.05%.

Lo que motivó al diseñador a elegir la polarización de clase A fue, tal y como él lo menciona,  evitar la complejidad y el coste que conlleva un diseño de clase B debido a las diferencias entre los transistores que forman una salida push-pull, la distorsión de cruce, y la fuga térmica. 

Reproduzco el esquema del amplificador tal y como fue publicado en el año 1969. El análisis y diseño de la PCB será el objeto de una segunda parte de esta publicación.  


La fuente de potencia que propone el autor del artículo, está formada, de derecha a izquierda, por el rectificador de puente de diodos, filtro capacitivo, regulador de tensión y filtro capacitivo de salida.   

Los componentes utilizados en la fuente de potencia,


En este caso me centraré sobre los componentes y demandas para una carga de 8 ohms. Hice algunas sustituciones debidas a la evolución de la tecnología de los componentes de estado sólido: el MJ480 se sustituye por el TIP3055G con encapsulado TO-247-3; el 2N697 pasa a ser el DB139 con encapsulado TO-126-3. El rectificador de puente de diodos que utilizaré es el GSIB2560.

Una vez hecho el esquema en Eeschema de KiCAD el circuito con sus componentes muestra la siguiente forma,

Cabe destacar que los terminales de entrada y salida son de tornillo y que el transistor TIP3055G se montará con un disipador térmico. 

Cuando creamos la PCB en pcbnew de KiCAD el diseño final al que llego es el siguiente,


Los tracks son de 1.4 mm para permitir la circulación de hasta 3A y la separación entre tracks es de 0.6 mm lo que permite tensiones de hasta 50 V.  La capa posterior forma en su conjunto un plano de tierra para minimizar interferencias EMI.   

El modelo 3D parte frontal,


y la parte posterior se vería,


En el momento de esta publicación tengo el diseño de este proyecto en fase beta y es probable que sufra algunas modificaciones.

 




 





      







      

   

       

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