Un carico collegato a ponte (BTL), noto anche come mono a ponte e senza trasformatore a ponte, è una configurazione di uscita per amplificatori audio, una forma di ponte di impedenza utilizzato principalmente nell’audio professionale & applicazioni per auto. I due canali di un amplificatore stereo ricevono lo stesso segnale audio monofonico, con la polarità elettrica di un canale invertita. Un altoparlante è collegato tra le due uscite dell’amplificatore, facendo un ponte sui terminali di uscita. Ciò raddoppia l’oscillazione di tensione disponibile al carico rispetto a lo stesso amplificatore utilizzato senza ponti. La configurazione è più spesso utilizzata per i subwoofer.
Tipica modifica del circuito
Schema rappresentativo di una configurazione di amplificatore a ponte.
Esempio. Due amplificatori, ciascuno nominale di 100 watt massimo per un’impedenza di 4 Ω (quattro Ohm); in ponte appariranno come un amplificatore mono, con potenza nominale di 200 watt su 8 Ohm. Questa è la modalità di funzionamento più comunemente fraintesa e richiede un circuito aggiuntivo da implementare se la coppia di amplificatori non ha la struttura incorporata. L’immagine mostra due identici amplificatori A1 e A2 collegati in modalità bridge I segnali presentati ad ogni am gli amplificatori della coppia sono posti in anti-fase. In altre parole, poiché il segnale in un amplificatore oscilla positivamente, il segnale nell’altro oscilla negativamente. Se, ad esempio, l’oscillazione massima della tensione di uscita di ciascun amplificatore è compresa tra un picco di + e – 10 volt, quando l’uscita di un amplificatore è a + 10 volt l’uscita dell’altro sarà a –10 volt, il che significa che il il carico (un altoparlante) ora vede una differenza di picco di 20 volt tra i terminali di uscita “caldi” (normalmente rossi). Guidare il carico tra due segnali di polarità elettrica opposta fa sì che ciascun amplificatore veda solo la metà dell’impedenza elettrica del carico.
La fornitura del segnale di ingresso audio anti-fase può essere fornita in diversi modi, che richiedono conoscenze e abilità appropriate.
- da una modifica interna come quella descritta da Rod Elliot all’indirizzo https://sound-au.com/project20.htm;
- da un semplice circuito divisore di fase attivo, esterno all’amplificatore;
- da un trasformatore di ingresso audio a divisione di fase, esterno l’amplificatore.
L’opzione della modalità bridge viene spesso utilizzata nei sistemi PA e soprattutto nelle applicazioni audio per auto per alimentare i bassi ad alto volume altoparlanti ad alta potenza. Gli amplificatori audio per auto normalmente hanno solo un’alimentazione di 13,8 volt e ottenere i livelli di tensione nel circuito dell’amplificatore necessari per potenze anche modeste è costoso. Il funzionamento in modalità Bridge aiuta a fornire la potenza richiesta a un costo inferiore.
Vantaggi e svantaggiModifica
Poiché due amplificatori vengono utilizzati con polarità opposta, utilizzando lo stesso alimentatore, non è necessario l’uso di un condensatore di blocco DC tra l’amplificatore e il carico. Ciò consente di risparmiare & spazio e non vi è alcuna riduzione di potenza a bassa frequenza a causa del condensatore.
Collegare un amplificatore a ponte aumenta la potenza che può essere fornita a uno altoparlante, ma non aumenta la potenza totale disponibile dell’amplificatore. Poiché un amplificatore a ponte funziona in modalità mono, è necessario un secondo amplificatore identico per il funzionamento stereo. Per gli amplificatori a ponte, il fattore di smorzamento viene dimezzato. l’uscita a ponte è fluttuante, non dovrebbe mai essere messa a terra o potrebbe danneggiare l’amplificatore.
Mito sulla potenza quadruplicata la modalità può fornire quattro volte la potenza (di uno dei canali della coppia). Questa ipotesi fa riferimento al fatto che la potenza è proporzionale al quadrato della tensione, sottintendendo che se la tensione di uscita viene raddoppiata – essendo in modalità bridge – allora la potenza disponibile aumenta di un fattore quattro.
Ciò sarebbe vero se l’amplificatore in modalità a ponte venisse utilizzato per pilotare altoparlanti della stessa impedenza utilizzata in modalità stereo. Tuttavia, in questo caso, raddoppierebbe anche la corrente attraverso l’altoparlante e l’amplificatore, il che potrebbe superare i valori nominali dell’amplificatore e portare al surriscaldamento e infine alla distruzione dell’amplificatore. Infatti, l’impedenza minima dell’altoparlante in modalità a ponte dovrebbe essere il doppio dell’impedenza minima nominale per la modalità stereo.
Di conseguenza, il funzionamento di una coppia di canali dell’amplificatore esistenti in modalità bridge raddoppia la potenza in uscita disponibile per il carico.