Falamos sobre recursos e especificações de amplificadores de áudio automotivo em detalhes, mas até este ponto não discutimos como um amplificador de áudio automotivo funciona. Neste artigo, forneceremos uma visão geral simples de como a fonte de alimentação do seu amplificador móvel pode pegar os 12 volts fornecidos pelo seu sistema elétrico e convertê-los em uma tensão muito mais alta para alimentar seus alto-falantes.
Para fornecer potência suficiente aos seus alto-falantes para produzir música em níveis de audição realistas, precisamos de muita tensão. Para alto-falantes padrão de 4 ohms, é necessária uma tensão de pico a pico de quase 60 volts para fornecer cerca de 100 watts ao seu alto-falante. Na maioria dos amplificadores, essa tensão é configurada como +30V e -30V, em relação à tensão de referência de terra do chassi do seu veículo. Então, como diabos obtemos mais e menos 30 volts a partir de 12? Esse é o trabalho da fonte de alimentação.
Fontes de alimentação não poderiam ser criadas com qualquer quantidade razoável de eficiência sem um transformador. Um transformador é um dispositivo simples que aumenta ou diminui tensões de corrente alternada (CA) usando duas bobinas de fio enroladas em torno de um núcleo de ferro magneticamente condutor. Se você tiver um transformador 1:2 e alimentar 12V de sinal CA na primária, obterá 24 volts na saída. As grandes caixas verdes na sua calçada ou os cilindros nos postes de energia perto da sua casa são transformadores abaixadores que convertem a alimentação de 16kV que entra no seu bairro em alimentações de 120 e 240 volts para sua casa.
Como você pode (ou deve) saber, a energia fornecida pela bateria e alternadores em nossos carros e caminhões é corrente contínua (CC). Deixada nesse estado e alimentada em um transformador, veríamos um pequeno pico de tensão quando o sinal fosse conectado pela primeira vez, depois nada. A corrente contínua fluindo através do enrolamento primário simplesmente o aqueceria e não produziria nada no lado de saída do transformador.
Como precisamos de um sinal CA, amplificadores modernos usam um modulador de largura de pulso para criar uma série de ondas quadradas que ligam um banco de MOSFETs (chaves de alta corrente controladas eletricamente) que pulsam a tensão de alimentação ligada e desligada muito rapidamente. Muitos amplificadores de alta qualidade têm fontes de alimentação que comutam a mais de 300 kHz.
Nos termos mais simples, ao comutar a conexão da bateria para a entrada do transformador ligada e desligada muito rapidamente, criamos um sinal de corrente alternada. A tensão do sinal pulsado é aumentada através do transformador e então alimentada em um conjunto de diodos e capacitores para suavizá-la de volta ao que chamamos de tensão de trilho. Os trilhos são as seções de fonte de alimentação positiva e negativa do amplificador que estão conectadas aos dispositivos de saída.
Na aplicação, o circuito é muito mais complexo, mas esta é a operação básica do sistema.
À medida que a tensão de saída de um amplificador de áudio automotivo aumenta, também aumenta a quantidade de corrente fluindo para o alto-falante. O controlador de modulação de largura de pulso que gerencia a fonte de alimentação pode alterar o tempo relativo "ligado" para "desligado" para aumentar a corrente fornecida pelo amplificador. Mais tempo "ligado" significa que mais corrente é alimentada ao transformador, o que resulta em mais tensão sendo produzida na saída. Regulada de volta à tensão de trilho necessária, essa tensão extra garante que mantenhamos tensões de trilho estáveis.
Se você olhar dentro de um amplificador, quase sempre verá um transformador toroidal e um banco de capacitores de armazenamento de energia. Esses grandes capacitores ajudam a suavizar a saída do transformador e do estágio retificador de diodos, e armazenam grandes quantidades de energia para que o amplificador possa acompanhar as demandas de corrente do sinal de áudio.
Agora você deve ter uma compreensão básica de como seu amplificador de áudio automotivo converte a alimentação de 12V do seu alternador em tensões muito mais altas para os trilhos. No próximo artigo, falaremos sobre a extremidade frontal ou estágio de entrada de um amplificador de áudio automotivo e discutiremos crossovers, controles de ganho e os recursos e funções que facilitam para seu instalador configurar seu amplificador de áudio automotivo para desempenho ideal no seu carro ou caminhão.
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