NE555 drives a speaker (PWM AMP : Pulse Width Modulation Amplifier)

Audio Amplifier with pulse modulation method.
This idea is used in old days. Old engineers could not get the good audio transistors. Therefore , they tried to construct an audio power amplifier with a chap switching transistor. ***
I tried to use this method with a favorite 555 type IC. See the circuit. ***
LM308 is an operational amplifier. The gain of this amplifier is 36dB. ***
NE555 is used as a free-running oscillator. The oscillated frequency is 166kHz. This frequency is too high to be heard by the year of the man. In normal oscillator , the time-controlling capacitor "0.0022uF" is connected to the ground. But in this case, it is connected to the output of the audio amplifier. Therefore the width of the pulse is modulated by the audio signal. And it is heard by the speaker. ***
I will calculate the audio power of this amplifier. The modulation ratio "n" is calculated as follows. n=(0.5usec/6usec)*100=8.3% ,,, Power output Pout is ,,,Pout=(V*V/R)*n={(10/2)*(10/2)/8}*0.083=0.26watts,,,, But the audio out of the speaker is not so strong. Sometime NE555 can make self oscillation easily ,with a strong audio signal. Therefore this project is not so useful. But I could enjoy to hear a radio program with this power amplifier.

パルス幅変調による、音声増幅電力増幅器＊＊＊
「パルス幅変調による、音声増幅電力増幅器」というアイデアは、ずいぶん昔からあります。いや、むしろ、大電力で使える効率の良いトランジスターが得られ なかった昔の方が、「トランジスター自体は、スイッチング動作なので、効率がよく、リニアリティーも不要」という特徴のために、人気があったもので す。＊＊＊＊
今回は、この方式を簡単な”５５５”ＩＣで実験してみました。回路図をご覧ください。＊＊＊
ＬＭ３０８は、オペアンプで、単なる単電源動作の反転増幅器です。実測利得は３６ｄＢです。＊＊＊
ＮＥ５５５はいわゆる「フリーランニング」動作で、矩形波を発生します。普通なら、タイムコントロールコンデンサー（０．００２２μＦ）の下端は接地しておく所ですが、ここを、オーディオ出力につないで、パルス幅変調をかけます。＊＊＊
出力（図のＡ点の）信号は、矩形波としては、６μ秒周期すなわち１６６ｋＨｚなので、（スピーカーが反応したとしても）超音波になっており、耳には聞こえ ません。ここで、オーディオ信号を入れると、Ａ点の信号は図に示した如く変化し、ＯＮとＯＦＦの比率（デューティー比）が変わります。これによって、出力 端子の平均的電位が変化するために、スピーカーが音声信号で駆動されます。＊＊＊
実測波形より、オーディーオパワーを計算してみます。左側の図から、変調率ηはη＝（０．５μＳＥＣ／６μＳＥＣ）＊１００＝８．３％です。よって、相当 オーディオ出力は、Ｐｏｕｔ＝（Ｖ＊Ｖ／Ｒ）＊η＝｛（１０／２）＾２／８｝＊０．０８３＝２６０ｍＷです。しかし、実際にスピーカから出てきた音量は耳 で聞く限り１０ｍＷ程度でした。スピーカと直列の電解コンデンサーの高周波特性のせいでしょうか、ちゃんとＬＣのローパスフィルターを入れるべきでしょう か。又、電源電流は、アイドルで１００ｍＡも食っていて、全然効率も良く有りません。又、音声入力信号が或程度以上大きくなると、ＮＥ５５５が異常発振を 始めます。こんなしだいで、あまり実用的とは言い難い作品ですが、とにかくパルス幅変調で、スピーカーを駆動して、ラジオの音を聞く事ができました。

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