FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA
INFORME FINAL AMPLIFICADOR AMPLIFICA DOR DE AUDIO CURSO: LABORATORIO DE CIRCUITOOS ELECTRONICOS II
ING CELSO YSIDRO GERONIMO HUAMAN
DOCENTE:
INTEGRANTES:
PAUL ARTURO LLICLA JARPI CRISTIAN CASTILLO JORGE FIDEL NAVARRO LOPEZ
COD :15190015 COD: COD: 09993990
INTRODUCCION
El amplificador electrónico es un dispositivo que aumenta la tensión, corriente o potencia de una señal de entrada. Para que las señales de entrada y salida sean proporcionales, la amplificación se debe realizar sin distorsión, es decir, el amplificador debe mantener la forma de onda y la frecuencia de la señal de entrada. Por tanto, es necesario que los elementos activos utilizados en los circuitos funcionen de manera lineal. Las señales que utilizaremos en esta asignatura son de amplitud y frecuencia pequeñas. Por consiguiente, los amplificadores que vamos a estudiar funcionarán de forma lineal, lo que permitirá que las señales de entrada y salida sean proporcionales. propo rcionales. I.
RESUMEN:
A partir de un diseño sugerido se encontró que era un diseño antiguo y obsoleto obsoleto el profesor nos presentó la tarea de modificarlo y presentar un diseño más actualizados se remplazó el componente LM2878 por el TDA2004 que es estero, doble canal , presenta once pines igual al
Lm2878 el problema es q el Tda2004 tiene un arreglo similar al Lm28 78.. pero el valor de sus componentes componentes es otros, más elevado además q el TDA funciona con una sola fuente positiva, mientras que el LM7828 funciona con 2 fuentes. Se diseñó el circuito en el programa ORCAD, se presentan presentan el esquemático .el circuito circuito impreso y por último se implementara, probara y se evaluara el resultado final.
FUNDAMENTO TEORICO
Un Amplificador de sonido puede significar tanto un tipo de circuito de circuito electrónico o etapa de este cuya función es incrementar la intensidad la intensidad de corriente, la corriente, la tensión tensión o la potencia la potencia de la señal la señal que se le aplica a su entrada; obteniéndose la señal aumentada a la salida. Para amplificar la potencia la potencia es necesario obtener la energía la energía de una fuente una fuente de alimentación externa. Lo mínimo necesario que tiene que tener para que pueda funcionar un amplificador es: • Fuente de alimentación. • Control de volumen. • pre-amplificador pre-amplificador (previos). • Etapa(s) de potencia.
El esquema más normal de un amplificador es este:
Esquema general de los amplificadores de audio A continuación se harán algunos comentarios sobre la figura: • La Fuente de Alimentación: es la es la encargada de t ransformar la tensión de 220V en las diferentes tensiones de trabajo que necesita el amplificador para trabajar correctamente. Existen tres partes diferenciadas dentro de la fuente de alimentación: el tr ansformador de alimentación, el rectificador y los filtros. • El control de volumen y balance : balance : se suele hacer utilizando un potenciómetro. Una de las ventajas que ofrece es que no puede añadir distorsión armónica a la señal, aunque por el contrario presenta la desventaja de que si añade ruido. • La distorsión, la ecualización y efectos como la reverberación: reverberación: se añaden a la señal básica de nuestro instrumento en esta parte del amplificador. Debido a esto tendremos que más de un 50% del carácter del sonido del amplificador depende del diseño del pre-amplificador. En la mayoría de los amplificadores de alta gama no se incluyen controles de graves y agudos, ya que se entiende que a este nivel cualquier ecualización del sonido, para evitar reverberaciones y para ajustar el sonido al gusto personal debe hacerse en los altavoces. • Etapa de potencia: potencia: es la más importante. En la inmensa mayoría de las etapas de los amplificadores comerciales de transistores se puede observar que t ienen esta configuración, SE presenta un modelo simplificado:
Etapa de potencia simplificada Como bien se ha dicho, esta configuración es la más básica usada en las et apas de potencia de los amplificadores Las características que presenta esta configuración son las siguientes: • Etapa diferencial de entrada: Proporciona P roporciona ganancia, rechazo al rizado de la fuente de alimentación y hace que la realimentación sea más e ficiente. • Etapas de ganancia en voltaje: Proporcionan una ganancia en lazo abierto mucho mayor. Esto contribuye a aumentar el ancho de banda y reducir la distorsión cuando se añade la realimentación. • Etapa de ganancia en intensidad: Etapa cuya ganancia en voltaje es menor que uno, consistente en un seguidor de emisor, o fuente, o dos complementarios. ¿Cuál es el objetivo de diseño que se persigue realizando un amplificador de este tipo? El objetivo del diseño es que la calidad del sonido sea la mayor posible, con una mínima distorsión y un nivel de ruido muy bajo. El motivo por el c ual se produce la distorsión es por los elementos pasivos, realimentación a alta frecuencia y TIM, el diseño debe ser lo más simple posible, sin renunciar a nada necesario. El método de añadir varias etapas de ganancia para conseguir que sea desorbitada, y el factor de realimentación también, con el fin de re ducir la distorsión armónica da como resultado una calidad muy pobre, por lo que la tendencia a minimizar partes se va imponiendo y él número de e tapas normalmente se reduce a tres, casi el mínimo.
Justificación para la modificación del circuito Propuesto originalmente
El circuito propuesto originalmente posee 3 fuentes fija fija s, 2 de ellas alimenta al integrado lm1876 En el circuito circuito que se propone el TDA2004 es estero, de doble canal, de 20w igual al Lm1876, Pero es de 11 pines a diferencia del segundo. ¿Porque no hacer el mismo circuito propuesto?
Por qué el Lm1876 Lm1876 es escaso Y genera costos innecesarios. lleva 3 fuentes fijas.
Lleva conectores innecesarios que dificultan hacer e layout. ¿Porque hacer el circuito que proponemos?
El circuito con el TDA TDA tiene las mismas características características que el propuesto por el profesor. El TDA2004 es el reemplazo más cercano, económico y posee las mismas características que el Lm1876. Al poseer una sola alimentación solo se incorporara a la placa una sola fuente de alimentación. Se eliminaran los 2 conectores de 8 pines superiores por no tener nada que ver con el funcionamiento del circuito. el nuevo circuito posee doble entrada de señal, con dos salidas independientes a 2 parlantes y dos controles de volumen independientes (igual al dado circuito propuesto originalmente).
Características del amplificador TDA2004
El amplificador que más he utilizado para el sonido de una PC es el TDA2004, ya que aunque no es muy reducido en componentes, el sonido es bueno y bastante fuerte. El uso ideal sería para el audio de 2 altavoces (parlantes o bocinas) en un sistema de 3 o 5, agregando uno en "brigde" solo para el bajo (Woofer o Subwoofer).
Amplificador TDA 2004
Diagrama de conexiones del TDA2004:
Esquema de conexión del TDA 2004
PROCEDIMIENTO
MATRIALES
DISEÑO ESQUEMATICO (Circuito): Diseño del circuito mediante el empleo del programa “ORCAD” un software que te facilita el diseño y simplifica tiempo primero graficamos el circuito:
Inserta aquí esquemático
Se observa con notoriedad la reducción del tamaño del circuito sugerido en clase Se redujo la fuente a una sola
:
Posición de los componentes:
Circuito impreso de modo de espejo para realizar el planchado:
RESULTADOS DEL AMPLIFICADOR
Para el ejemplo usaremos una fuente que entrega 2 amperios y +/- 22 voltios DC, que quiere decir que tiene TAP central. A esta fuente se le llama fuente simétrica. 22+ 22V = 44V de extremo a extremo de la fuente, multiplicado por los 2 Amperios = 88W. Este cálculo es para un amplificador monofónico. En nuestro caso de tener un amplificador estéreo, la potencia será de 88 W por canal. La potencia entregada por el amplificador al parlante, no puede ser mayor a la potencia entregada por la fuente de alimentación. Esto quiere decir que así aumentemos la cantidad componentes activos, NUNCA NUNCA se aumentará la potencia por encima de la potencia que entrega la fuente de poder. Teniendo en cuenta esto, podemos calcular la potencia de salida del amplificador, a partir del número componentes y la potencia que disipa disipa y emplea cada uno por independiente. Lo primero que debemos hacer es descargar de Internet la hoja de datos (datasheet) que provee el fabricante del transistor. Ejemplo: Colocando el amplificador a volumen máximo sin distorsión y se mide la salida usando el multímetro en la escala de voltaje AC. Si por ejemplo obtenemos 22 Voltios, y tenemos 2 parlantes de 8 ohmios conectados en paralelo en la misma salida, tenemos que: 22V al cuadrado = 484 y dos parlantes de 8 ohmios en paralelo dan una impedancia de 4 ohmios, esto es igual a W = 484/4. El resultado de esta operación es 121W de potencia, menos el 20% de perdidas, tenemos una potencia de 96.8W salida RMS. Un dato importante es que por lo regular el voltaje que obtenemos a la salida del amplificador en máximo volumen sin distorsión, normalmente coincide con la mitad del voltaje total del transformador, Es decir: si el transformador es de 22x22VAC, entonces serán 22 voltios aproximadamente los que obtendremos obtend remos a la salida a parlante.
CONCLUSION
Al realizar este este amplificador se pudo comprobar la amplificación de los los transistores y su funcionamiento en el circuito sobre todo en la etapa de potencia. El uso de potenciómetros para regulación y control de los canales n son muy dependientes de la polarizacion del transistor a comparación del balance. Pude conocer un poco acerca de amplificadores y sus clases, aprendiendo sobre sus etapas y partes fundamentales que deben tener. Con la teoría vista en clase y con el desarrollo de esta práctica logramos apreciar la aplicación de los transistores como amplificadores. El objetivo de esta práctica, denominada como desafío, la cual consiste en diseñar un amplificador de una sola etapa. Primero se debe polarizar el circuito de tal forma que el transistor este en activa, luego se debe tener en cuenta los niveles dc tanto de la señal de entrada como el de la salida, para que el dispositivo no entre en saturación o en corte.
RECOMENDACIONES
En el circuito integrado, el TDA 2004 debe ser colocado con un adecuado disipador de calor para evitar daños internos. Debemos utilizar los capacitores correctos para que no afecte mucho el ruido a la salida del parlante. Cuando diseñemos la placa del amplificador tengan en cuenta que los carriles sean de por lo menos 2 mm de grosor puesto que pistas de menores menores dimensiones distorsionarían la señal Con esta aplicación podemos construir un amplificador que nos sirve para equipos portátiles como mp4, celulares reproductor portátil de CD etc.