Amplificador de audio multicanal con control de salidas para aplicaciones experimentales de acústica

Abstract

En diferentes sistemas de medición y configuraciones experimentales utilizadas en acústica es habitual el uso de una gran cantidad de altavoces cuya activación sea controlada mediante una computadora personal. Debido que no todos los altavoces suenan en forma simultánea, utilizar interfaces de audio que posean tantos canales de salida como altavoces se requieran, es demasiado costoso. La demultiplexación analógica de los canales de audio es una posible solución. En este trabajo se propone un dispositivo diseñado para demultiplexar de forma controlada 4 entradas de audio analógico de nivel de línea a 32 salidas de potencia, para uso en aplicaciones experimentales de acústica, específicamente para el área de tecnología binaural. Esta demultiplexación es administrada mediante una placa Arduino que se comunica con una computadora personal. La etapa de potencia utiliza un amplificador clase D por cada salida, debido a las ventajas de rendimiento y tamaño que presentan. Se muestran resultados de mediciones de respuesta en frecuencia y de análisis de distorsión armónica total, junto a un análisis de potencia eléctrica necesaria para el funcionamiento del dispositivo.

In different measurement systems and experimental setups used in acoustics it is usual to use a large number of speakers whose activation is controlled by a personal computer. Because not all speakers sound simultaneously, using audio interfaces that have as many output channels as speakers required, is too expensive. Analog demultiplexing of audio channels is a possible solution. This study proposes a device designed to demultiplex 4 line-level analog audio inputs to 32 power outputs in a controlled manner, for use in experimental acoustic applications, specifically for the area of binaural technology. This demultiplexing is managed by an Arduino board that communicates with a personal computer. The power stage uses a class D amplifier for each output, due to the performance and size advantages they present. Results of frequency response measurements and analysis of total harmonic distortion are shown, together with an analysis of electrical power necessary for the operation of the device.