As configurações de amplificadores em ponte são muito usadas quando se deseja multiplicar a potência de um sistema. No entanto, para essas configurações é preciso contar com um inversor de fase para os sinais de áudio.É justamente esse circuito que descrevemos neste artigo.
Ligando dois amplificadores em ponte (bridge tied load ou BTL) conforme mostra a figura 1, podemos multiplicar por dois a potência de um sistema.
De fato, ligando dois amplificadores de 50 watts não obtemos apenas 100 W, mas sim 200 W, dada a aplicação simultânea de sinais em oposição de fase, o que significa multiplicar por 2 a tensão de pico na carga. Como a potência é proporcional ao quadrado da tensão (P = V2/R), temos na realidade uma potência quatro vezes maior.
No entanto, para se obter uma configuração BTL ou em ponte não basta ter dois amplificadores iguais. Se os amplificadores tiverem entradas inversoras e não inversoras, o problema da conexão em ponte está resolvido, conforme mostra a figura 2.
No entanto, se isso não ocorrer, devemos ter um circuito que forneça sinais de mesma amplitude mas em oposição de fase para a excitação desses amplificadores. Um circuito desse tipo é mostrado na figura 3.
Esse circuito faz uso de dois amplificadores operacionais que, na configuração indicada operam como seguidores de tensão, ou seja, apresentam ganhos unitários.
Aplicamos os sinais de entrada na entrada inversora e não inversora desses amplificadores, obtendo-se assim nas saídas sinais de áudio idênticos, mas com fases opostas. Esses sinais podem ser usados para excitar uma etapa de potência BTL ou em ponte.
A fonte de alimentação para esse circuito deve ser simétrica de 12+12 V ou 15+15 V com excelente filtragem para que não ocorram roncos, pois a entrada de sinal é de alta impedância.
Os resistores de 100 Ω ligados em série com as saídas dos operacionais têm por finalidade prevenir instabilidades.Se oscilações ocorrerem no circuito, o que deve ser evitado, essas oscilações que podem chegar a centenas de quilohertz podem destruir os transistores de saída dos amplificadores de potência ou mesmo os circuitos integrados.
A sensibilidade de entrada do circuito exige sua operação com sinais entre 500 mV e 1 Vpp.
Recomenda-se o uso de resistores de filme metálico para maior estabilidade e para que ruídos não sejam introduzidos no circuito.
Na figura 4 temos uma sugestão de fonte simétrica para a alimentação desse circuito.
Dependendo da aplicação, se os amplificadores de potência já usarem fontes simétricas, a alimentação desse circuito pode ser derivada dessas fontes, já que o consumo é extremamente baixo.
CI-1 – TL072- circuito integrado
R1, R4, R5– 100 k Ω x 1/8 W – resistor
R2, R3 – 2,2 k Ω x 1/8 W – resistores
R6, R7 – 100 Ω x 1/8 W – resistores
J1, J2, J3 – jaques de entrada e saída (opcionais)
Diversos:
Placa de circuito impresso, fonte simétrica, fios, solda, etc.
Ligação em Ponte
Suponhamos que um amplificador de 50 W seja ligado a uma carga de 8 Ω, conforme mostra a figura A. Esse amplificador, para fornecer a potência nominal, aplica à carga um sinal com 20 V rms de amplitude.
No entanto, se dois amplificadores como esse forem ligados em ponte, como mostra a figura B, mantendo-se a mesma carga, a tensão que aparece no amplificador em cada instante com o mesmo sinal, será o dobro, ou 40 V.
Isso significa que a potência desenvolvida no alto-falante será então dada pela fórmula:
P = V2 /R
P = 40 x 40/8
P = 1600/8
P = 200 W
Em outras palavras, em lugar de simplesmente dobrarmos a potência, nos conseguimos quadruplicar com dois amplificadores.
Veja entretanto, que nem sempre é possível fazer isso com amplificadores comuns É preciso que os amplificadores tenham fontes simétricas e além disso, os capacitores de acoplamento aos alto-falantes não são mais necessários, conforme vimos no circuito dado como exemplo.
