Especificac¸ ˜ao

Ap ´os as medic¸ ˜oes de todos os par ˆametros que caracterizam o amplificador, ´e poss´ıvel criar a Tabela de Especificac¸ ˜oes Gerais do Amplificador, que traz todas as suas caracter´ısticas relevantes e ´e apresentada na Tabela 6.

4.2 Resultados Experimentais do Prot ´otipo 94

Tabela 6: Especificac¸ ˜oes dos par ˆametros do amplificador

ESPECIFICAC¸ ˜OES GERAIS:

Classificac¸ ˜ao Classe D

Imped ˆancia M´ınima da Carga 8 Ω

Pot ˆencia M ´axima (RMS) 50 W

Resposta de Frequ ˆencia 20 Hz - 20 khz (± 2 dB) Distorc¸ ˜ao Harm ˆonica (THD+N) ≤ 2% @ 1/2 pot ˆencia @ 1kHz

Relac¸ ˜ao Sinal/Ru´ıdo ≥ 39 dB

Sensibilidade 1,62 Vpp

Imped ˆancia de Entrada 2 GΩ

Conectores RCA

Refrigerac¸ ˜ao Forc¸ada

Alimentac¸ ˜ao 127 V @ 60 Hz

Dimens ˜oes (L x H x P) 371mm x 105mm x 217mm

Peso 4,0 kg

5 CONCLUS ˜OES

O alto rendimento comparado `a outras classes e a evoluc¸ ˜ao da eletr ˆonica, principalmente das t ´ecnicas de modulac¸ ˜ao, fazem o amplificador de ´audio classe D mostrar-se como uma boa alternativa para quem quer alta densidade de pot ˆencia em um amplificador compacto, confi ´avel e eficiente. Este trabalho objetivou apresentar um amplificador de m ´edia pot ˆencia para ser utilizado como receiver, ou seja, para uso dom ´estico. Os resultados obtidos, em simulac¸ ˜ao e experimentalmente, mostram que esse projeto ´e uma alternativa interessante para o que foi proposto, necessitando apenas de algumas melhorias.

O amplificador desenvolvido neste trabalho ´e composto por uma etapa de modulac¸ ˜ao, uma etapa de acionamento das chaves, a ponte completa (chaves), um filtro demodulador, al ´em das fontes e etapas auxiliares. A etapa de modulac¸ ˜ao foi re- alizada de maneira digital por um microcontrolador que se mostrou bastante vers ´atil e funcional para o que foi proposto. Esta etapa contava com um circuito de condiciona- mento de sinais para preparar o sinal de entrada para ser modulado no microcontro- lador. Quatro sinais de PWM de 3 n´ıveis eram a sa´ıda, os quais eram conectados `a outra placa.

A etapa de acionamento recebia os quatro sinais de PWM e os isolava da refer ˆencia seguinte (de pot ˆencia) atrav ´es de otpoacopladores. Na sequ ˆencia, os drivers eram respons ´aveis por tornar estes sinais capazes de acionar as chaves da ponte. Na etapa de pot ˆencia, as chaves eram comutadas de acordo com os sinais vindos dos drivers. Cada chave tinha um snubber conectado em paralelo a seu dreno e fonte, para reduc¸ ˜ao dos picos de chaveamento. Por fim, no centro da ponte, estava o filtro demodulador e a carga.

Para fornecer a pot ˆencia de 50 W, conforme projetado, o amplificador re- cebia sua tens ˜ao de barramento de uma fonte linear n ˜ao regulada com um banco capacitivo que armazenava a energia necess ´aria aos picos de corrente requisitados pelos graves. Para um melhor resultado da qualidade do ´audio na sa´ıda, o barramento deveria possuir um banco capacitivo maior, o que n ˜ao foi efetuado devido aos altos pi- cos de corrente na carga inicial destes capacitores. Um circuito de pr ´e-carga seria uma soluc¸ ˜ao interessante para trabalhos futuros.

5 Conclus ˜oes 96

Verificou-se os resultados de cada etapa, al ´em dos resultados do amplifica- dor como um todo em an ´alises num ´ericas e experimentais. Para simulac¸ ˜ao, os softwa- res PSIM e LTspiceR foram utilizados. A partir de seus resultados foi poss´ıvel ob-R servar o funcionamento do amplificador, antes da implementac¸ ˜ao do prot ´otipo. Pode- se concluir que simulac¸ ˜oes s ˜ao ´uteis para antecipar o funcionamento de um circuito, ainda mais quando realizada com componentes que simulam o comportamento dos seus respectivos reais.

Os resultados experimentais foram bastante satisfat ´orios, uma vez que o amplificador alcanc¸ou a pot ˆencia desejada de 50 W com rendimento superior a 90%, resposta de frequ ˆencia plana em praticamente toda faixa de ´audio, baixo n´ıvel de ru´ıdo com uma relac¸ ˜ao sinal/ru´ıdo maior que 39 dB e THD 5 vezes menor que a tolerada, atingindo o valor de 2%. Os resultados do prot ´otipo vieram de encontro aos obtidos nas simulac¸ ˜oes de validac¸ ˜ao, o que sincronizou com harmonia o projeto, a simulac¸ ˜ao e o experimental. Quanto a testes utilizando sinais de ´audio tamb ´em mostrou-se fiel ao sinal original. O trabalho atingiu seus objetivos, visto que cada item descrito neles foi atendido.

Como sugest ˜ao para os pr ´oximos trabalhos, pode-se utilizar o prot ´otipo pro- jetado para implementar func¸ ˜oes digitais de tratamento de ´audio no microcontrolador, como equalizadores, crossovers, processadores de ´audio, dentre outros. Tamb ´em pode ser realizado um estudo da interfer ˆencia do ru´ıdo de chaveamento na qualidade do sinal de sa´ıda. Ainda, pode-se utilizar as etapas de condicionamento, modulac¸ ˜ao e acionamento para implementar um amplificador de maior pot ˆencia. Seria necess ´ario apenas o projeto de uma fonte com maior capacidade e uma etapa de pot ˆencia ade- quada, como chaves, filtro e snubber mais robustos.

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AP ˆENDICE A - DEFINIC¸ ˜OES DE PAR ˆAMETROS

A seguir, alguns par ˆametros avaliativos de amplificadores ser ˜ao, breve- mente, descritos, dos quais resultam valores num ´ericos que facilitam a comparac¸ ˜ao de amplificadores. Esses par ˆametros foram escolhidos por serem os mais recorrentes em fichas de especificac¸ ˜oes de amplificadores.