Sobre sinal de áudio, sensibilidade de amplificadores

rmlazzari58 · 8 de dezembro de 2023

Pessoal, estou prestes a trocar o amplificador de uma bugiganga que tenho aqui, de TDA2616 para TDA7265 e sempre que vou montar um amplificador, fico pensando: "Será que vai precisar de um pré-amplificador antes da entrada?" A resposta parece óbvia: depende da amplitude do sinal a ser aplicado na entrada do amplificador. Mas talvez não seja assim tão simples e por isso recorro aos mestres...

Por exemplo, o mesmo sinal aplicado na entrada de um TDA2616 montado de acordo com a indicação do datasheet sai muito mais alto do se aplicado na entrada de um LM3886, também padrão pelo datasheet. No entanto o ds do TDA diz que entrega 12w por canal enquanto o LM3886, na configuração adotada, diz que entrega 40w.

Note que:

- para ambos o altofalante é o mesmo

- o ganho, na configuração adotada para o LM3886 é de 27dB. Já o ganho do TDA2616 é fixado internamente e, segundo seu ds em 30dB. Ou seja, não são tão diferentes assim...

Será que existe alguma coisa como "sensibilidade de entrada" nos amplificadores? E se sim, porque o ds não traz essa informação?

MOR_AL · 8 de dezembro de 2023

Se forem 27dB e 30dB em tensão de ganho, então para uma mesma resistência de carga, vai equivaler ao dobro da potência. O de 30dB vai possuir o dobro da potência na saída.

Isso é válido nas seguintes condições:

1 - Se a especificação de ganho em dB for ganho de tensão.

2 - A carga (resistência) for a mesma para os dois amplificadores.

3 - O nível de sinal na entrada dos amplificadores forem os mesmos.

Em outras palavras, nos testes com os dois amplificadores, para determinar a potência de saída, Apenas se troca os amplificadores. O resto tem que permanecer o mesmo.

MOR_AL

rmlazzari58 · 8 de dezembro de 2023

3 horas atrás, MOR_AL disse:

O resto tem que permanecer o mesmo.

Foi isso mesmo que fiz, @MOR_AL: mesmo sinal, mesmas caixas acústicas. E o resultado: o TDA2616 soa muito mais alto - e muito mais distorcido, também - que o LM3886. Aliás é por conta dessa distorção que quero trocar o TDA2616 pelo TDA7265, ambos de dois canais. Se tivesse espaço, colocaria 2 LM3886, que são mono mas apresentam distorção mínima.

Vi num vídeo que esse TDA7265, na configuração padrão do ds (entrada do sinal na não inversora, 18kΩ entre a saída e a inversora e 560Ω entre a inversora e o terra), resulta num ganho Av de 33. No mesmo vídeo diz que o ganho em dB é de 33 mas fiquei confuso com a nomenclatura: AvDb = 30... Olha o vídeo aqui:

Será que, se trocar o TDA2616 pelo TDA7295, se não quiser perder em volume mas ganhar em THD, precisarei colocar um pré entre eles?

Em tempo: os altofalantes são para até 50w. Além do amp só terei que trocar o trafo, que hoje é de 12-0-12ac (16-0-16dc) e terá que ser 14-0-14ac (20-0-20dc)...

Sérgio Lembo · 8 de dezembro de 2023

8 horas atrás, rmlazzari58 disse:

o ganho, na configuração adotada para o LM3886 é de 27dB. Já o ganho do TDA2616 é fixado internamente e, segundo seu ds em 30dB. Ou seja, não são tão diferentes assim...

Não sei o que considera pouco ou muito diferentes. dB é uma escala logarítmica.

27dB = 22,4 vezes

30dB = 31,6 vezes, quase 50% a mais.

Renato.88 · 9 de dezembro de 2023

14 horas atrás, rmlazzari58 disse:

Será que existe alguma coisa como "sensibilidade de entrada" nos amplificadores?

Existe, é a impedância.

Alguns tem mais, outros tem menos. Depende do que se destina o projeto.

14 horas atrás, rmlazzari58 disse:

E se sim, porque o ds não traz essa informação?

Alguns tem, outros não.

Parece que não é algo "obrigatório".

No caso do TDA2616 diz lá que a média é de 20k.

No do LM3886 não vi nada sobre isso.

Já a do TDA7295 é de 100k.

MOR_AL · 9 de dezembro de 2023

15 horas atrás, rmlazzari58 disse:

Será que, se trocar o TDA2616 pelo TDA7295, se não quiser perder em volume mas ganhar em THD, precisarei colocar um pré entre eles?

Infelizmente não conheço estes chips. Mas tem outra informação que deve ser levada em conta.

As especificações de potência nos amplificadores podem ser muito "comerciais".

Inventaram diversas maneiras de informar o valor da potência com valores bem maiores para o mesmo amplificador.

O valor correto de potência informado é na unidade RMS. Além disso, um mesmo amplificador pode ser informado na unidade RMS, com valores maiores. O diferencial é a distorção harmônica.

Um amplificador pode fornecer a potência de X RMS para uma distorção de 1% e Y(maior) RMS para uma distorção de 10%.

MOR_AL

rmlazzari58 · 9 de dezembro de 2023

8 horas atrás, Renato.88 disse:

No caso do TDA2616 diz lá que a média é de 20k.

No do LM3886 não vi nada sobre isso.

Já a do TDA7295 é de 100k.

Para o teste que fiz, o TDA2616 deixei sem nada de R, apenas um capacitor de 220nF para desacoplar o sinal. Já no LM3886, logo antes do sinal coloquei 2,2uF. Daí 20k para o terra (impedância) e depois disso mais 1K antes de chegar à entrada do amp. Pelo que entendi, internamente esse LM3886 não tem R para impedância na entrada.

Agora se o TDA7265 já tem 100k internos, nem vou me preocupar com isso.

3 horas atrás, MOR_AL disse:

O valor correto de potência informado é na unidade RMS. Além disso, um mesmo amplificador pode ser informado na unidade RMS, com valores maiores. O diferencial é a distorção harmônica.

Acho que nesse caso não tem muito truque comercial, @MOR_AL, por se tratar de componente e datasheet, não de manual para usuário leigo. No manual técnico não diz RMS especificamente mas... sei lá, acho que vou arriscar.

Mas afinal esse negócio de watts não sei se é muito parâmetro... o importante é que o som soe num volume e com distorção adequados.

Semana que vem vou buscar os componentes, montar primeiro sem o pré-amp. Se não ficar legal, monto um bem simples, um único ampop duplo, como esse aqui, só que sem esse terra artificial, usando o mesmo terra do TDA7265 e uns 7815/7915...

Vamos ver...

Agradeço demais a todos, principalmente pelos toques quanto à escala em dB... vivendo e aprendendo

(Em tempo: escala em dB combina bem com áudio, né? Porque a audição também não é linear, é logarítmica...)

rmlazzari58 · 11 de dezembro de 2023

Pessoal, a escolha pelo TDA7265 para substituir o TDA2616 se deu pensando mais em THD, mesmo. Como falei, se tivesse espaço colocaria dois LM3886 (THD 0,01% no máximo de potência) mas não só ficaria apertado como seria mais difícil jogar o calor que eles produzem para fora do gabinete...

Considerando usar amplificadores prontos do tipo "classe D", que inclusive acrescentariam a possibilidade de tocar bluetooth e pendrives na bugiganga (agora é apenas toca-discos)... mas, segundo os datasheets que andei consultando, o THD desses amplificadores também bate nos 10%. Mas seriam bem mais em conta, bem menos trabalho e daria até para manter o trafo atual... Um exemplo aqui (clique).

Será que alguém conhece algum desses classe D que não distorça tanto?

MOR_AL · 11 de dezembro de 2023

@rmlazzari58

A figura da postagem #7 fornece um ganho de 2.

MOR_AL

Sérgio Lembo · 11 de dezembro de 2023

Em 09/12/2023 às 11:40, rmlazzari58 disse:

Agradeço demais a todos, principalmente pelos toques quanto à escala em dB... vivendo e aprendendo

(Em tempo: escala em dB combina bem com áudio, né? Porque a audição também não é linear, é logarítmica...)

Realmente, para se ter uma sensação de som um pouco mais alto é necessário muito mais potência. Assim sendo se olha para a escala logarítmica para se ter a percepção do quanto o som será mais alto aos ouvidos e para a escala linear para se ver a potência necessária e se vale a pena. Sobre a distorção, uma coisa que observei nos datasheets é que a qualidade (baixo THD) vai bem até uns 80% da potência. Um conselho antigo entre os audiófilos é ter um conjunto sempre maior do que pretende usar para se estar sempre dentro da faixa de boa qualidade.

aphawk · 11 de dezembro de 2023

Em 08/12/2023 às 15:49, rmlazzari58 disse:

Em tempo: os altofalantes são para até 50w. Além do amp só terei que trocar o trafo, que hoje é de 12-0-12ac (16-0-16dc) e terá que ser 14-0-14ac (20-0-20dc)...

Tudo é observar os detalhes ..... usando um trafo de 12+12 não vai te dar sempre 16+16 dc ..... quando você puxar corrente, a tensão deve cair para a faixa de 12v ( após filtragem e retificação ).

Ou seja, vai obter muita distorção antes de ter uma potência alta com essa fonte.

Para piorar o datasheet é tão pobre que não mostra o gráfico de potencia de saída versus tensão de alimentação.....

A única coisa que podemos observar é o ganho que o circuito apresenta.... com o TDA2616 o ganho é fixo em 30.4 ( Vout/Vin = 30.4 ) e a impedância de entrada é de 20K.

Vamos ver agora o TDA7265 :

Ganho de 33,1 ( quase igual ) , resistência de entrada de 20K também, mas temos as curvas que nos interessam !

Vemos que com +- 12V, o CI fornece 12W com THD de 1% ( carga de 8 ohms) , e o som pode ser considerado razoável.

Já se o alto-falante for de 4 ohms, a coisa piora bastante : apenas 6,5 Watts com THD de 1% .

O interessante é que o circuito proposto no datasheet para o LM3886 tem ganho de 20 .... ou seja, justifica o fato de o volume nele ser mais baixo, ( e portanto com menos distorção também ) do que o dos dois TDAs citados.

Paulo

rmlazzari58 · 11 de dezembro de 2023

1 hora atrás, aphawk disse:

Já se o alto-falante for de 4 ohms

É de 8Ω, caro Paulo @aphawk ... para falar a verdade nem sei se é 8, mesmo. Cada caixinha tem dois alto-falantes, um para graves e médios outro para agudos para até 50w. Pus um cap de 2,2uF/250v de poliéster em série com o "tweeter" (na verdade é só um alto-falante menor mas também para 50w). O gozado é que se meço a impedância, com um multímetro na escala de resistência, de cada alto-falante separadamente dá quase 8Ω. Mas nesse conjunto, dá uns 6Ω...

Dá para assumir 8Ω como impedância, 6Ω... o que o amp enxerga aí?

Já o LM3886, coloquei diferente do ds. Me baseei nesse aqui e coloquei 22k entre a saída e a inversora e 1k entre a inversora e o terra, o que dá, se não estou errando nos cálculos, A=23. Já em dB... como se calcula, pode me ajudar com isso?

Bom, para não ficar enchendo muito o saco, vou direto à questão principal: o THD.

Estava quase indo buscar um TDA7265 quando lembrei de uma vez em que nosso amigo @Renato.88, numa questão parecida, sugeriu que se pusesse um trimpot em série com o potenciômetro, num outro amp de forma que, mesmo no volume máximo, a saída não distorcesse.

Como aquele amp classe D que falei acima, XY-C50H (usa chip TPA3116D2)

diz que entrega 50w na saída, quem sabe daria para usar esse amp de forma a garantir, sei lá... acho que uns 30w ou 40w na saída já estariam de bom tamanho... alguma "wattagem" que não distorça mas que certamente dará mais volume que o TDA2616 e (acho que) ficaria melhor do que o TDA7265 por causa das vantagens de que:

- o china é baratinho

- a placa já está pronta

- o dissipador de calor pode ser bem menor

- o trafo de 12+12 vac já está lá

- tem bluetooth e USB

Seria reduzir a potência, como disse nosso amigo @Sérgio Lembo, para

3 horas atrás, Sérgio Lembo disse:

qualidade (baixo THD) vai bem até uns 80% da potência

E agora vem, de novo, a questão do misterioso dB: como calcular a rede resistiva que simule um trimpot de forma a limitar o sinal em 80%? Aliás será que dá para fazer esse limite? O pot, no caso desse classe D, é dele mesmo, já vem soldado na placa e, para complicar ainda mais, é encoder rotativo sem fim... (acho que puseram esse encoder ali porque dá para baixar o volume via app)