Scopri come il classico IC timer 555 può essere trasformato in un amplificatore audio stereo compatto in classe D, utilizzando le sue capacità di oscillazione e modulazione integrate.
Originariamente progettato come timer, l’iconico IC 555 si è dimostrato molto più versatile di quanto i suoi creatori avessero mai immaginato, comparendo nel corso dei decenni in una sorprendente varietà di circuiti. In questo progetto assume un ruolo decisamente moderno: pilotare un compatto amplificatore audio stereo in classe D, sfruttando le funzioni di oscillatore e modulazione del chip. Questo circuito del 2014 è piacevolmente semplice, il che lo rende un progetto fai-da-te accessibile — e un modo divertente per scoprire cosa può fare questo classico integrato oltre a impulsi e ritardi.
Il progetto
Fare riferimento allo schema riportato accanto per la versione stereo completa dell’amplificatore in classe D basato sull’IC 555. È incluso un semplice circuito di ritardo all’accensione.
La versione stereo dell’amplificatore in classe D basato sull’IC 555.
«In un amplificatore audio in classe D, il segnale audio analogico viene convertito in un segnale a modulazione di larghezza d’impulso che pilota i transistor di uscita», osserva il progettista Frederik Crevits. «Qui questo principio è realizzato utilizzando il 555 come multivibratore astabile e impiegando il segnale audio analogico per modulare la tensione del condensatore di carica/scarica (C2)… In questo caso il condensatore viene caricato con una corrente costante invece che con una tensione costante. Questo è ottenuto mediante una sorgente di corrente realizzata attorno a T2 e un convertitore tensione-corrente basato su T3 e T4. Ne risulta una forma d’onda triangolare abbastanza lineare sul condensatore C3, e il rapporto tra il segnale PWM in uscita dal 555 e il segnale di ingresso è prossimo alla linearità. Il segnale di ingresso sul connettore K1 influisce sui tempi di carica/scarica del condensatore tramite T1 e in questo modo modula il segnale di uscita. La frequenza di commutazione è di circa 250 kHz.»
Il layout del PCB è ampio e ordinato, con spazio sufficiente per montare una piastra di dissipazione in alluminio per i MOSFET, anche se la dissipazione di potenza è minima grazie all’elevata efficienza dell’architettura in classe D.
Il layout del PCB
Crevits ha inoltre spiegato: «Per i condensatori che determinano la frequenza, C2 e C16, è opportuno utilizzare componenti della massima qualità possibile. Polipropilene e mica argentata sono entrambe ottime scelte. Per mantenere il più bassi possibile i coefficienti di temperatura delle sorgenti di corrente T2 e T11, i LED (rettangolari) D9 e D10 devono essere montati a stretto contatto con i rispettivi transistor (T2 e T11). Per questo motivo sono posizionati molto vicini sul PCB. Per i filtri di uscita (L1/C12 e L2/C26) sono consigliati nuclei toroidali Murata e condensatori in polipropilene.»
Nel prototipo, i MOSFET sono stati montati sulla piastra dissipatrice in alluminio. Il progettista ha utilizzato viti con rondelle isolanti da 3 mm e isolatori ceramici.
Amplificatore audio in classe D con 555
Il progetto dell’amplificatore audio in classe D con 555
L’articolo originale, “555 Class-D Audio Amplifier”, è apparso su Elektor nel numero di gennaio/febbraio 2014. Consulta l’articolo.
Nota della redazione: questo articolo è apparso per la prima volta in un’edizione Elektor del 2014. Considerata l’età del progetto, alcuni componenti potrebbero non essere più disponibili. Ciononostante, riteniamo che il progetto possa ispirarti ad affrontare una realizzazione tutta tua.
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