Voltando para os transistorizados

Post 64 - amplificadores de potência pra guitarra - parte 2

  Este é um exemplo da configuração descrita na parte 1. O esquema é de um amplificador Heathkit de 1966 (TA-16). A unidade de potência propriamente dita é formada pelos transistores Q8, Q9 e Q10.

  Se observarmos Q6 e Q7 na realidade eles formam um pre-amplificador universal como o descrito no post 5 (de junho de 2016), este pré recebe o sinal dos pré amplificadores de cada canal (este amplificador tinhas dois canais de pre com dois transistores cada), ou seja, na realidade formam uma cascata de 4 transistores de pré amplificação em cada canal.

  O conjunto Q8, Q9 e Q10 em tese numa primeira vista o ganho seria o valor de R34 da realimentação + R35 dividido por R35 ( 2291/91 = 25 vezes ), mas nessa topologia não é muito válido pois além dessa realimentação e da realimentação local do pré universal tem-se uma realimentação global da saida na entrada formada por R41, R42 e R28. Esta é a realimentação principal onde se pode ditar o ganho variando preferivelmente R41 (maior valor = menos realimentação = maior ganho). Por isso é dificil ter uma fórmula simplificada que determine exatamente um valor especifico de forma facil. Com um circuito simplificado como este não chegará nem na metade de 25.

  Desconsiderando C21, R37 e R36 em serie são calculados de forma a dividir a tensão da fonte (38V) mais ou menos ao meio (tem 18,8V na base de Q10). Por ser um amplificador de fonte simples é necessário ter o capacitor C22 de saida para barrar a tensão DC (de 18V) e deixar passar só a tensão AC (que é a tensão do sinal amplificado).

  Como a impedância é muito baixa (impedância do alto falante) o valor do capacitor tem que ser enorme para ser possivel passar os graves. 2500uF para guitarra, se fosse um som hi-fi tinha que ser uns 4000uF.

  O circuito assim sem ter o C21 já amplifica mas a inclusão de C21 tem uma função importante que vou tentar explicar abaixo.

  Funcionamento do bootstrap

  Dos emissores dos transistores de saida parte do sinal AC sempre retorna pelo capacitor C21 para as bases dos mesmos.

  A tensão DC no polo negativo do capacitor C21 tem 18,3V, o polo positivo tem em torno de 29V porque entre os resistores R36 e R37 tem a metade dos 18,8V menos a tensão total da fonte. Desse modo o capacitor está sempre carregado com algo perto de uns 9V sempre quando Q9 estiver em condução (o polo negativo de C21 estará aterrado).

  Quando a tensão do sinal AC tem a fase negativa o referencial no polo negativo que antes era 18,3V será menor porque se estará diminuindo os 18,3V de um valor que é o da fase negativa seja ela qual for (depende do volume de sinal aplicado, ou seja do valor máximo do swing da onda do sinal). Nesse momento o capacitor ficará então carregado com uma tensão maior que os 9V (o polo negativo ficou mais negativo ainda).

  Quando a fase da onda se inverter o efeito será o contrário, a tensão no polo negativo irá aumentar para mais que os 18,3V (18,3 é a referência do polo negativo como se fosse zero ou o terra), isso vai empurrar a tensão maior que o capacitor armazenou no momento da fase anterior para cima, ou seja, a tensão vai ter que sair pelo polo positivo do capacitor.

  Isso fará aumentar o sinal de entrada pois se estará adicionando ao sinal maior tensão de realimentação pois se aumentou a carga do capacitor.

  Boot a tradução é bota e Strap é alça, então é como se enfiar o pé dentro da bota e puxar com a alça para retira-lo, essa foi a ideia da palavra para o funcionamento.

  

  Cálculo estimativo da potência

  Como o ganho de amplificação não é muito, com rendimento máximo o swing AC máximo do sinal da guitarra amplificado ainda será muito baixo pela falta de transistores excitadores drives para os transistores de saida em relação a tensão DC, ou seja, precisa de Vdc alto para se obter um Vac de saida baixo. Pode-se chutar por altos um swing de umas 5 vezes menor que a tensão de alimentação Vdc (isso considerando uma entrada de sinal senoidal e saindo limpo).

  Assim: em 4 ôhms  38Vdc / 5 = 7,6Vac

  P = ( 7,6Vac )² / 4 Ω = 14,4W

  em 8 ôhms  

  P =  ( 7,6Vac )² / 8 Ω = 7,2W

  Dois detalhes fazem esta simples antiga potência ser um pouco melhor (para guitarras) do que as potências atuais com circuito integrados.

  1 - o pre amplificador universal na entrada quando o sinal é saturado gera mais distorção de segunda harmônica do que atuais potências com amplificadores diferenciais (ainda será visto) o que é desejavel para guitarras.

  2 - Os transistores de germânio usados no circuito inclusive os de saida (hoje caríssimos se achar para comprar) soam melhor para guitarras (lembram do fuzzface?).

continua. . .