amplificador de uso geral com lm386

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amplificador de uso geral com lm386
AMPLIFICADOR DE USO GERAL COM LM386
Marcos José de Moraes Filho
Universidade Federal de Uberlândia
Faculdade de Engenharia Elétrica
Uberlândia, Minas Gerais, Brasil
[email protected]
Resumo - O objetivo deste trabalho é demonstrar a
grande praticidade e versatilidade proporcionada pelo
circuito integrado LM386, desenvolvido pela National
Instruments. É um pequeno amplificador de áudio de
baixa potência, ideal para pequenos projetos, podendo ser
usado com uma infinidade de fontes de sinal, tais como
pequenos sintonizadores, a placa de som do micro ou
como amplificador de teste na bancada. Enfim, este
trabalho enfatiza uma pequena utilização deste CI como
circuito amplificador e vem a servir como modelo de
estudo para circuitos mais complexos a partir do
momento em que seu funcionamento básico e
compreendido.
Palavras-Chave - Áudio, Amplificador, Circuito
integrado, LM386.
AMPLIFIER FOR USE WITH GENERAL
LM386
Abstract - The objective is to demonstrate the great
convenience and versatility offered by the integrated
circuit LM386, developed by National Instruments. It is a
small audio amplifier low power, ideal for small projects
and may be used with a multitude of signal sources, such
as small tuners, sound card or the PC as an amplifier in
the test bench. Finally, this paper emphasizes a small use
of CI as amplifying circuit and comes to serve as a model
for more complex circuitry from the time when its basic
functioning and understood.
 Operação por pilhas
 Partes externas mínimas
 Gama de tensão de alimentação larga: 4 a 12V (5 a
18V para a versão LM386-4)
 Baixo dreno de corrente quiescente: 4mA
 Ganho de tensão de 20 a 200
 Entrada referenciada com o terra
 Baixa distorção: 0,2% (AV = 20, VS =6V, RL =
8ohms, PO = 125mW, f = 1KHz)
Algumas aplicações do LM386:
 Amplificador de rádio FM
 Amplificador de mp3 players portáteis
 Drive de linha
 Drive de pequenos servos
 Intercomunicadores
 Drive para sistemas ultrassônico
 Sistemas de som de TV
 Conversor de potencia
Para fazer do LM386 um amplificador mais versátil,
existem dois pinos (1 e 8) para controle de ganho. Com pinos
1 e 8 aberto o resistor de 1.35k fixa o ganho a 20 (26 dB). Se
um capacitor for adicionado aos pinos1 e 8,o ganho pode ser
fixado a um valor de 20 até 200. Abaixo segue algumas das
configurações e aplicações mais genéricas deste CI:
Keywords - Amplifier, Audio, Integrated circuit,
LM386.
Introdução
O circuito integrado LM386 é um amplificador de baixa
potência para uso em aplicações de baixa tensão. Ele é
fabricado em 4 tipos distintos pelos sufixos, à saber: M-1, N1, N-3, N-4. Dentre eles, o mais comum é o LM386N-1. O
ganho é fixado internamente a 20 para manter o mínimo de
peças externas, mas a adição de um resistor e um capacitor
externo entre os pinos 1 e 8 aumentará o ganho para qualquer
valor entre 20 e 200. A potência quiescente drenada é
somente de 24 milliwatts (mW) ao operar a 6 volt tornando o
LM386 ideal para operação com pilhas.
Apresentação do trabalho
O circuito integrado LM386 é de fácil aquisição no
mercado e se caracteriza pelo baixo custo e pela grande
utilidade, além do uso de poucos componentes externos.
Algumas características do LM386:
Circuito amplificador com ganho fixo de 20
Circuito amplificador com ganho fixo de 200
entrada não utilizada e a massa. O seu valor será igual ao da
resistência da fonte. É claro que todos os problemas de offset
são eliminados se for feito um acoplamento capacitivo.
O resistor ajustável de 10K permite regular o volume
sonoro no alto falante, enquanto que a resistência RG fixa o
ganho do amplificador. Para valores intermédios de RG, o
ganho estará compreendido entre 20 e 200.
Abaixo segue o diagrama da pinagem do CI LM386.
Circuito oscilador de onda quadrada
A dissipação é 1.25W no LM386-4 e de 0.73W nas outras
versões. Se a temperatura ambiente ultrapassar 25ºC, então,
para uma solicitação máxima do circuito integrado, deve ser
prevista uma dissipação térmica tendo em conta uma
temperatura de junção máxima de 150ºC e uma resistência
térmica junção-invólucro de 80ºC/W para o invólucro DIL8
e de 170ºC/W para invólucro SMD.
Pinagem do LM386
Abaixo segue o esquema completo e parcial do projeto
exposto neste documento.
Diagrama interno equivalente do LM386
Deve-se enfatizar que o LM386, como a grande maioria
dos CI’s possui uma ligação um pouco mais complexa do
que a exposta em seu circuito eletrônico interno equivalente,
o qual tem somente a função de inicialmente elucidar o leitor
sobre seu princípio de funcionamento.
O esquema da estrutura interna mostra que uma
resistência de 50K polariza a massa de cada entrada.
A corrente de base do transistor de entrada é da ordem de
250 nA, de modo que as entradas ficam a cerca de 12.5mV,
quando são deixadas no ar. Se a resistência da fonte que
ataca o LM386 for superior a 250K, a tensão suplementar de
offset é então muito fraca (cerca de 2.5mV na entrada e
50mV na saída). Se a resistência da fonte, em corrente
contínua for inferior a 10K, então é mantido um fraco offset
ligando à massa a entrada não utilizada.
Para resistências de fonte, em corrente contínua,
compreendidas entre 10K e 250K, pode ser eliminada uma
tensão de offset excessiva colocando uma resistência entre a
Esquema do projeto (completo)
As suas entradas estão referenciadas em relação à massa, e
a sua saída é polarizada automaticamente a metade da tensão
de alimentação, o que permite uma excursão máxima da
tensão de saída.
Abaixo o layout do projeto:
Esquema parcial do projeto (Parte A)
Layout da placa
Observações
Gostaria de enfatizar que o esquema do projeto foi
dividido em completo e parcial a fim de facilitar o
entendimento do mesmo, pois, pela formatação exigida neste
trabalho à utilização de imagens com uma maior resolução se
torna inapropriada, todavia, os esquemas em tamanho
adequado seguiram em anexos.
Agradecimentos
Gostaria de agradecer o auxilio do graduando em
Engenharia Elétrica Daniel Nery Bonadio no projeto neste
documento exposto e comentado.
Esquema parcial do projeto (Parte B)
Colocando-se entre os pinos 1 e 8 um capacitor de 10uF, o
ganho sobe para 200 e colocando um resistor em série com
esse capacitor, você pode variar o ganho entre 20 e 200. No
projeto aqui exposto foram usados um capacitor de 47 uF e
em série com o mesmo um resistor de 1K2 Ω, o que fornece
um ganho em torno de 50. Seria indicado também caso o
LM386 for usado com um ganho maior que 20 colocar um
capacitor de 100nF (ByPass) entre o pino 7 e o negativo da
alimentação. Esse capacitor evita instabilidades no circuito.
Outro modo de controlar o ganho é ligar uma resistência
(ou um FET) entre a massa e o terminal 1, por um
acoplamento capacitivo (condensador em série com a
resistência ou o FET, para não perturbar a polarização
estática dos diferentes andares internos do LM386).
O capacitor C5 de 47n e o Resistor R3 de 10 Ω na saída
do pino 5 formam uma rede que serve para manter a
impedância de saída em função da freqüência. Esta rede é
imperativa para a versão M386-4, mas a prática mostra que é
preferível prever esta rede para todas as versões, a fim de
evitar a entrada em oscilação da saída. A função do
capacitor C6 e de R4 e análoga a de C5 e R3.
Conclusão
O LM386 se mostra absolutamente simples em sua
utilização e possuidor de uma excelente qualidade de
amplificação, posto claro, que o circuito deve ser
devidamente montado de acordo com as especificações,
necessidades e preferências de cada usuário. Gostaria
também de enfatizar a grande estabilidade térmica deste CI
mantendo-se com um ótimo regime a temperaturas
relativamente altas.
Referencias Bibliográficas:
[1] http://www.radioamadores.net/lm386.htm
[2] http://www.datasheetcatalog.com/catalog/p504200.
shtml