Amplificador 3W+3W

Esta placa es un es un pequeño amplificador estéreo de 3W. Esta basado en el chip PAM8403 en su versión SMD. Con muy pocos componentes externos conseguimos un amplificador compacto y funcional.

Tendríamos a grandes rasgos una placa que:
- Potencia máxima de salida de 3W por canal
- Alimentación entre 2,5 y 5,5V
- Impedancia de los altavoces entre 4Ω y 8Ω
- Eficiencia que ronda el 90% y solo un 10% de THD (distorsión armónica total)

CARACTERISTICAS

Las características principales de esta placa son:
- 3W de salida por cada canal con una distorsión armónica total THD del 10% como máximo. Necesitaremos para estas condiciones una carga de 4Ω y una alimentación de 5V
- Sin filtrado de entrada o salida
- Muy bajo nivel de ruido
- Eficiencia por encima del 90%
- Protección contra cortocircuitos - Protección contra sobre calentamiento
- Circuito de cancelación de ruido incorporado
- Medidas: 1,85x2,11cm

Si queremos ver la hoja de características completa del PAM8403, podemos consultar su datasheet


PINEADO

El pineado de esta placa es:

- 5V+ : Este pin es la entrada positiva que alimenta la placa. Tiene que estar entre 2,5V y 5,5V por lo que se puede alimentar desde un puerto USB sin problemas.

- 5V- : Este pin es la entrada negativa que alimenta la placa. Este pin esta unido eléctricamente con la entrada común de audio. Sin embargo no esta unida al pin negativo que va a los altavoces. Tendremos cuidado con esto a la hora de realizar el montaje.

- L : Este pin es la entrada activa del canal de audio L (izquierdo). La señal de audio izquierda entrará entonces entre este pin y el común para ambas entradas marcado en la placa como ⊥

- ⊥ : Este pin es la entrada negativa y común para los dos canales de audio.

- R : Este pin es la entrada activa del canal de audio R (derecho). La señal de audio derecho entrará entonces entre este pin y el común para ambas entradas marcado en la placa como ⊥

- OUT L+ : Este pin es la salida positiva hacia el altavoz del canal L. Recordar que podemos conectar un altavoz con una impedancia entre 4Ω y 8Ω. No podemos bajar de los 4Ω porque dañaríamos el amplificador, pero si podemos subir la impedancia a más de 8Ω. Conseguiremos entonces una potencia más baja y seguramente una THD también mas reducida.

- OUT L- : Este pin es la salida negativa hacia el altavoz del canal L. También recordar que este pin no esta unido a la alimentación negativa de la placa.

- OUT R+ : Este pin es la salida positiva hacia el altavoz del canal R.

- OUT R- : Este pin es la salida negativa hacia el altavoz del canal L. También recordar que este pin tampoco esta unido a la alimentación negativa de la placa.

LED's INDICADORES

En esta placa no disponemos de indicadores de ningún tipo.

PROBEMOS LA PLACA

Vamos a probar nuestra placa alimentándola con 5V, inyectándole señal desde un generador de funciones y escuchando en un altavoz pequeño de 3W.
También vamos a ver las formas de onda con un osciloscopio para ver si todo funciona con normalidad.

NECESITAREMOS

Una placa amplificadora PAM8403

Placa protoboard grande

Tira de pines, para la placa amplificadora

Potenciómetro para circuito impreso de 4K7 (4700Ω). Valdría cualquier valor entre 1KΩ y 47KΩ

Cableado macho-macho o hilo rígido que entre en la protoboard

Altavoz con una impedancia entre 4Ω y 8Ω

Nos hará falta una fuente de alimentación capaz de dar 5V y por ejemplo 0,5A. En mi caso uso una fuente de laboratorio ajustada a 5V. Para ajustar la corriente máxima, primero debemos asegurarnos de que la fuente es cortocirtuitable (mirar las características del fabricante). Si lo es, cortocircuitamos la salida y ajustamos el potenciómetro "CURRENT I", en mi caso, hasta que la corriente sea de 0,5A, con esto nos aseguramos que la fuente nunca dará más de 0,5A en ningún caso y así protegemos nuestros montajes. Se há elegido 0,5A como corriente máxima de la fuente porque aunque el prototipo consume mucho menos (rondara los 150-200mA), es una corriente aceptable para este montaje.

Generador de funciones Velleman HPG1 o fuente de audio (móvil, radio, etc.)

MONTAJE

Lo primero que vamos a hacer es soldar unos pines al amplificador para poder conectarlo a la placa protoboard. Usaremos 9 pines cortados de la siguiente manera:
- 2 para la alimentación de la placa
- 2 para la salida del altavoz L
- 2 para la salida del altavoz R
- 3 para la entrada de audio estéreo (L, común, R)

Podemos ver en la imagen de la derecha como están los pines conectados a la placa protoboard y el amplificador encima con los pines sin soldar. Es buena idea conectarlos así para poder coger la medida y la posición de los pines y queden bien una vez soldados.
Usaremos un soldador de no más de 40W, yo usé uno de 15W de punta extra fina.





Ya podemos ver el trabajo finalizado y los pines soldados a la placa del amplificador. Ahora podremos sin problemas conectarla a la placa protoborad para realizar nuestro montaje.

ESQUEMA

En es esquema podemos ver:
- La placa amplificadora en el centro en la que solo vamos a usar el canal L
- Vemos la alimentación de 5V y un máximo de 500mA proporcionada por la fuente de laboratorio
- El altavoz conectado a la salida del amplificador. En nuestro caso un pequeño altavoz de 4W y 8Ω
- Un generador de funciones generando una onda senoidal de 1Khz y una amplitud de +4dBm o 1,233Vrms. Esto genera una onda de 3,46Vpp (medido con el osciloscopio)
- Un potenciómetro colocado como divisor de tensión. Se encargara de ajustar el "volumen" de la señal que sale del generador y reducirla a discreción para que el sonido del tono de 1Khz no sea incomodo

Recordaremos unir las masas de la entrada de señal y de la fuente de alimentación.
OJO, NO uniremos la masa o salida negativa del altavoz, esto provocaría daños al amplificador.
En las siguientes imágenes vamos a ver en detalle el montaje por si tenemos alguna duda.

Ajustamos el generador de señal

Ajustamos la tensión de la fuente a 5.0V y podemos ver que consume 120mA a un volumen medio

Montaje terminado y funcionando (vista 1)

Montaje terminado y funcionando (vista 2)

Vista de la señal de entrada en el osciloscopio

A continuación tenemos un video con todo el proceso completo.