Ancho de banda amplificador

[Yosi_ast]

Ante todo daros a todos las gracias por las respuestas creo que ha quedado resuelta mi duda sobre la limitación del ancho de banda.

En cuando al tema de la frecuencia máxima que se puede reproducir debido a los 44 Khz de muestreo y el teorema de shannon, entiendo que esto es aplicable si al amplificador se usa para reproducir CDs, etc, pero si el amplificador esta destinado a un intrumento musical se generarán frecuencias superiores por intermodulación entre las propias notas que si bien es cierto que no son audibles no estoy muy seguro si la atenuación de las mismas podría tener efecto en las frecuencias de la banda audible.

P.D.: En cuanto a la petición de San_Cacho de publicar el esquema, en cuanto lo tenga lo publicaré aunque no creo que os vaya a descubrir nada nuevo, veo que sabeis más del tema que yo.

Un saludo

 

[Cacho]

Ya que parece que de una forma y otra todos estamos de acuerdo es medio inutil que lo mande ahora, pero igual vá...por si le sirve a alguien:

Supongamos que tenemos un amplificador con un ruido de fondo tipo "humm" (50Hz) o tipo "buzz" (100Hz) generados por problemas de lazos de masa no resueltos o por problemas de cableado de la fuente respectivamente. Como ese ruido me molesta, para que desaparezca voy a subir el limite inferior de la respuesta en frecuencia desde los 10Hz que tengo hasta los 200Hz para atenuar el ruido (mas o menos -6dB). Es este el procedimiento correcto para eliminar el ruido?

¡Claro que no!, y seguimos de acuerdo.
De ninguna manera hay que acotar el ancho de banda a menos que los límites audibles, salvo que busques, por ejemplo, un amplificador de bajos nada más. En ese caso, cortás la banda en 2KHz (o el número que sea), porque no sólo no te interesan las otras frecuencias, sino que te interesa que no aparezcan en el parlante generando calor (no las va a reproducir un woofer), ni te bajen la eficiencia del amplificador.
Volviendo a tu ejemplo, si aparecen ruidos de bucles de masa, cables o lo que sea debido a errores de uno coincidimos en que no hay que acotar nada para solucionarlo. Habrá que pasar los cables por otro lado, cortar el bucle o hacer lo que sea necesario, pero la banda siguió tocando, y a todo lo ancho.
No me parece que sea inútil, ni que haya llegado tarde. Sirve para entender la manera de ver las cosas de cada uno, y que de hecho estábamos hablando de lo mismo pero de maneras diferentes.
Qué argentino que es esto... Reconforta saber que en todo el país cocinamos las habas igual.

...en cuanto lo tenga lo publicaré aunque no creo que os vaya a descubrir nada nuevo, veo que sabeis más del tema que yo.

Siempre sirve y suma el hecho de ver más diseños, sean tan simples o complejos como sean.

Saludos

 

[dcmdcm]

pues en primera la mayor parte de los humanos ni siquiera alcanzamos a oir los 20hz-20khz, esa es una estimacion optimista, pero conforme crecemos perdemos sensitibidad en los oidos. es cierto, si no limitamos el anco de banda del amplificador este puede auto oscilar destruyendo muy seguramente nuestros altavoces. Lo cierto es que para usos que nos son relevanes en el audio, el contenido espectral mas alla de 20khz es nulo o casi nulo, por lo que no estarias desperciciando potencia si no limitas el BW.

Si las primeras AM están en el orden de los 500KHz, ¿Qué ancho de banda estoy manejando cuando las hago desaparecer con un condensador?.

Eso no deberia suceder a menos de que tus pistas actuen como antena, lo que revelaria tal vez un diseno un tanto deficiente, pero aun asi seria minimo comparado con el contenido util, yo que una AM, necesita ser demodulada y preamplificada y luego ya al amplificador que maneja el altavoz.

Pero hay otras características de los amplificador que requieren un ancho de banda extendido en el límite superior, por ejemplo el "slew-rate". Esta característica da una idea (y esto va en criollo) de "que tan bien puede seguir un amplificador las señales de alta frecuencia y gran amplitud" (que no son muy reales, pero...). Para que tenga un valor coherente, el slew-rate de un amplificador de potencia debe ser de al menos 5V/microsegundo, y como el limite superior de la respuesta en fcia normalmente se ajusta en la etapa de amplificación de tensión (VAS) antes de los excitadores, acotando acá estás disminuyendo el slew-rate.

Cierto, en la etapa de ganancia en voltaje generalmente se agrega polo(s) para evitar la oscilacion, lo que trae como consecuencia la limitacion tambien de slew rate y BW, aunque los propios transistores utilizados introducen una limitacion en el ancho de banda, y los primeros son los de salida, a mayor potencia menos ancho de banda de los de salida que terminan limitando el sistema.

Podríamos escrbir un libro con esto, pero como no hay señales de audio reales que excedan mucho los 20KHz el limite superior del ancho de banda no importa que tan grande sea, aunque se lo suele limitar a menos de 100KHz, principalmente para evitar el riesgo de oscilaciones en el amplificador, auque esto depende de la topología de amplificación usada.

Muy cierto, estoy de acuerdo en eso.

Si bien son frecuencias que no estan intensiónalmente digamos como producto de una grabación, pero si estan como producto de distorsiones que se producen en la previa al amp (como ejemplo podemos citar las componentes armónicas generadas por la distorsión por cruce por cero de los transistores del preamplificador, etc...) o ruidos en general que como sabemos abarcan un rango de frecuencias que excede los 20kHz

Pues creo que si tu sistema esta bien disenado no tendrias que preocuparte de eso, y como ya se dijo si son mas de 20khz es seguro que son inaudbles esas componentes, si son menores hay un claro error en el sistema.

 

[dcmdcm]

Por el teorema, PODÉS tener 2,05KHz (de 20 a 22,05) de frecuencias inaudibles en la grabación con 44.1KHz de muestreo. Esas contribuyen a calentar el amplificador con ondas que no sirven al oído, y tené en mente que las ondas más agudas son las que más calor generan en un amplificador

Eso no es cierto a menos de que tengas serios problemas de EMI, las que usan mas potencia y generan mas calor son las frecuencias graves (20-150hz).

No está de más gastar 5 pesos en unas resistencias y condensadores y limitar todo. Además tené en cuenta que más allá de lo que entra por el cable de señal, hay interferencias que se cuelan a través de los blindajes y que se generan en el amplificador mismo. Otra vez, mundo real...

Es cierto, no esta de mas

¿Como es eso de que nunca has visto un amp con distorsión de cruce por cero? Estas seguro?

Pues sea un pre o un amplificador, si tienen problemas de distorsion de cruce por cero, es seguro que tienes serios problemas de diseno. Si tienes hum o buzz, el problema tal vez no es el diseno sino las conexiones, podrias usar conexiones balanceadas o loop breakers para evitar los ground loops.

 

[Cacho]

Hola Dcmdcm

Lo cierto es que para usos que nos son relevanes en el audio, el contenido espectral mas alla de 20khz es nulo o casi nulo, por lo que no estarias desperciciando potencia si no limitas el BW.

Eso suponiendo que no aparece ninguna onda fuera del espectro audible... Cualquiera que aparezca dentro de la banda sub o supersónica de amplificación, por más que no la reproduzcan los parlante, se amplifica, consume potencia y por tanto genera calor (en el amplificador y los parlantes), bajando la eficiencia. Poco o mucho, eso depende, pero la baja.
Lo del contenido nulo o casi... Es más correcto decir que el contenido es "inútil" o "inaudible", porque sólo se cumple si tus fuentes de sonido son un lector de CD u otros aparatos que no inyectan esas señales. Si te subís a un escenario con el amplificador a tocar la guitarra, la sopa de ruidos que aparece es más que interesante.

Si las primeras AM están en el orden de los 500KHz, ¿Qué ancho de banda estoy manejando cuando las hago desaparecer con un condensador?.

Eso no deberia suceder a menos de que tus pistas actuen como antena, lo que revelaria tal vez un diseno un tanto deficiente, pero aun asi seria minimo comparado con el contenido util, yo que una AM, necesita ser demodulada y preamplificada y luego ya al amplificador que maneja el altavoz.

Chupate un dedo, tocá la entrada de un amplificador, después del filtro de RF, y si no aparece ninguna AM (amén del ruido) te creo lo que me decís.
Lo de las pistas actuando como antenas y todo ese asunto, estamos de acuerdo, pero el mismo cable de entrada es una antena hasta que se mete en una caja de Faraday (usualmente, también contiene al pre). Sin un filtro que acota la frecuencia máxima, ese cable tomaría radios como interferencia.

Eso no es cierto a menos de que tengas serios problemas de EMI, las que usan mas potencia y generan mas calor son las frecuencias graves (20-150hz).

Las que llevan más potencia, sí. Las que generan más calor, no.
Explicación simplificada: Cuando el transistor está totalmente abierto, su resistencia se acerca a 0. La corriente que pasa por él genera poco calor (mucha corriente con poca resistencia). Cerrodo, la resistencia es mucha, pero la corriente es casi nula (poquísima corriente, mucha resistencia). A la mitad del recorrido, la corriente es la mitad de la máxima, y la resistencia para este caso, podemos considerarla la mitad (Acá entra a jugar el ángulo de fase de la alterna) y tenés el pico máximo de DISIPACIÓN en los transistores.
Como la cantidad de veces que pasa por estos puntos medios es mayor conforme sube la frecuencia, son las agudas las que generan más calor.
No es tan descabellado si consideramos que las oscilaciones que destruyen amplificadores se dan a frecuencias altísimas...

Un saludo