Amplificatore alimentato a batteria fai-da-te
I circuiti amplificatori aumentano l'ampiezza dei segnali elettrici mantenendo intatta la forma d'onda. Gli amplificatori di potenza (come quelli a valvole) possono amplificare un segnale a bassa tensione (pochi volt) in uno ad alta tensione (centinaia o migliaia di volt), ma richiedono una tensione di alimentazione elevata. Un integrato a bassa potenza, come un amplificatore operazionale, può funzionare con fonti a bassa tensione (ad esempio batterie alcaline).
Come funziona un amplificatore operazionale
Un amplificatore operazionale (op-amp) è un circuito integrato che riproduce un segnale AC. Il fattore di amplificazione dipende dalla potenza fornita all'op-amp e dai valori delle resistenze utilizzate. Nel caso di un amplificatore non invertente con op-amp, il guadagno del segnale si calcola con la formula: Tensione di uscita = Tensione di ingresso × [1 + (Resistenza 2 / Resistenza 1)].
In questa formula, un capo della Resistenza 1 è a massa. L'altro capo è collegato congiuntamente all'ingresso negativo (invertente) dell'op-amp e a un capo della Resistenza 2. Il secondo capo della Resistenza 2 va all'uscita dell'op-amp.
Creare un amplificatore a batteria con un op-amp
Per realizzare un piccolo amplificatore a batteria con un op-amp servono:
- Due resistenze da 10 kΩ (preferibilmente a film di carbonio, tolleranza 1%)
- Un integrato op-amp (es. National Semiconductor LM386)
- Una resistenza da 1 kΩ
- Pinze per elettronica, filo elettrico, saldatore, stagno
- Portabatteria e batteria da 9 V
- Collegate il filo rosso del portabatteria (positivo) al Pin 6 (Vs, alimentazione) dell'op-amp e saldate.
- Collegate il filo nero (negativo) al Pin 4 (massa).
- Tagliate un filo, spellate 1 cm alle estremità. Collegate il Pin 3 (ingresso non invertente) congiuntamente a un capo di questo filo e a un capo della prima resistenza da 10 kΩ. Saldare.
- Tagliate un secondo filo, spellate le estremità. Collegate il Pin 5 (uscita) congiuntamente a un capo della seconda resistenza da 10 kΩ e a un'estremità del secondo filo. Saldare.
- Collegate il capo libero della seconda resistenza da 10 kΩ congiuntamente al Pin 2 (ingresso invertente) e a un capo della resistenza da 1 kΩ. Saldare.
- Tagliate un terzo filo, spellate le estremità. Collegate un capo ai capi liberi della prima resistenza da 10 kΩ e della resistenza da 1 kΩ, saldate. Collegate l'altro capo congiuntamente al filo nero del portabatteria e al Pin 4. Saldare.
- Collegate il segnale d'ingresso (es. sorgente audio o generatore AC) all'estremità libera del primo filo. Collegate il dispositivo d'uscita (es. altoparlante) all'estremità libera del secondo filo e inserite la batteria nel portabatteria.
Considerazioni
Anche se il fattore di amplificazione (guadagno) è fissato a 10 volte la tensione d'ingresso (rapporto 10:1 tra resistenza di feedback e resistenza d'ingresso negativo), la tensione massima al Pin 5 non supererà mai la tensione di alimentazione (9 V). Se il segnale d'ingresso supera 0,9 V (un decimo della tensione di alimentazione), la forma d'onda si distorcerà.