El circuito integrado TDA1512 (Philips) permite la realización de amplificadores de audio de excelente calidad, que pueden ser usados en diversas aplicaciones domésticas como receptores, en la salida de, televisores y radios, en tocadiscos, o como reforzadores para radios pequeñas, grabadores, y hasta para instrumentos musicales. Describimos dos versiones que proporcionan potencias IHF de 20 watts en la versión monofónica y de 40 watts en la versión estereofónica. Los pocos elementos externos al integrado permiten la realización de proyectos económicos y compactos.
Reunir simplicidad, potencia y alta calidad en un proyecto no es tan simple como parece. La solución del circuito integrado monolítico para este tipo de proyecto tiene innumerables ventajas que pueden ser observadas en las características técnicas del TDA 1512.
Este integrado consiste en un amplificador de potencia que opera en clase B y que puede proporcionar potencias IHF de 20 watts o RMS de 12 watts.
Con uno de ellos, podemos obtener un excelente amplificador monofónico para instrumentos musicales, micrófonos, o reforzador de 20 watts IHF de potencia, y con dos, podemos proyectar un receptor, un amplificador estéreo para tocadiscos o "tape-deck", o un reforzador para walkman con 40 watts IHF de potencia.
Como la tensión que lo alimenta para la operación en régimen de mayor potencia está bien por arriba de 12 V, este circuito no se presta para ser usado en automóviles.
En la figura 1 damos algunos posibles sistemas que pueden tener como base el TDA1512.
Comenzamos por dar las características del integrado.
Características del TDA1512
EI TDA1512 viene con un envoltorio plástico SOT-131 B de 9 terminales que permite Ia fijación directa del disipador de calor.
Gama de tensiones de alimentación 10-33 V
Corriente máxima de salida: 3,2ª
Gama de temperaturas de operación -259 C a +1309C
Potencia máxima de disipación (Tamb = 90º C) 15 W
Gaño de tensión sin realimentación 74 dB
Resistencia de entrada en el pin 1 >100 k
EI TDA1512 puede ser usado con fuente simple como con fuente simétrica, y aún con configuraciones en puente.
Los circuitos que describimos usan fuentes simples (asimétricas).
EI amplificador
En la figura 2 tenemos el circuito equivalente al TDA1512, de donde partimos para el siguiente amplificador.
La ganancia AC puede ser fijada por las resistencias externas R4 y R5, según la relación:
R3 debe ser menor que 100k en vista de los problemas de corrientes de fuga. La tensión DC en el pin 8 (1/2 de la tensión de alimentación) debe ser aplicada al pin 1 por medio del resistor externo R2.
Para mejor simetría de funcionamiento, R2 debe ser igual a R3.
El rechazo de ripple de la alimentación es principalmente determinada por el divisor RA/RB interno al integrado y que tiene acceso en el pin 8, el valor de C2 y el circuito de entrada en el pin 1 (ver circuito equivalente).
Por problemas que pueden ocurrir en la conmutación de la fuente (conectar y desconectar) C2 tiene su valor limitado a 150 µF.
Si se desea un rechazo mayor que 50 dB, se puede usar un filtro RC doble entre el pin 1 y el pin 8. Con el circuito de la figura 3, por ejemplo, se obtiene un rechazo de 60 dB para una frecuencia de 100 Hz.
La aplicación de este filtro debe ser estudiada conforme a la aplicación del circuito.
Generalmente, las etapas de salida en simetría casi complementaria tienen una distorsión secundaria de crossover, mayor que las de las etapas complementarias puras. Para evitar problemas, se coloca un filtro serie formado por R6 y C6 en el pin 3.
La estabilidad A.C. se logra mediante el uso de un capacitor de desacoplamiento de 100 nF, que debe ser montado lo más próximo posible de los pinos 6 y 7 del integrado, además de un filtro Boucherot, formado por R7 y C7 en el pin 5 del integrado.
La inmunidad ala radiofrecuencia y limitación de la gama pasante se obtiene con los siguientes componentes externos: R1, R3, C3 y CS.
En el circuito externo existen diversas constantes de tiempo que deben ser tenidas en cuenta:
T1 = C5 x R3
T2 = C5 x [ (R4 x R5) / (R4 + R5) ]
T3 = C3 x R3
T4 = C3 x R1
Para una buena estabilidad de realimentación, las siguientes condiciones deben ser satisfechas:
T1 = T4 y T2 = T3
Para elegir la ganancia de tensión con realimentación, el valor de R3 y la frecuencia de respuesta R4, C5, T1 y T2, pueden ser determinadas con una cierta relación para:
R1/R5 = [ R3 / (R4/R5) ] = C5/C3
También pueden ser calculados T1, R3 y C3.
Para garantizar la estabilidad general para todas las especies de cargas complejas, es necesario conectar un circuito paralelo L-R, en serie con el terminal de salida (L aprox. 2 pH y R aprox. 2,2 Ω).
Radiador de calor
En la figura 4 damos las dimensiones del integrado para facilitar el proyecto de placa y de disipador de calor.
El fabricante (Philips) recomienda los siguientes cuidados en el montaje del integrado:
a) Usar tornillos de 5mm.
b) Utilizar arandelas entre las cabezas de los tomillos y los envoltorios del integrado.
c) No apretar excesivamente. Montaje
En la figura 5 damos el diagrama completo del amplificador.
La placa del circuito para el modulo correspondiente a un canal aparece en la figura 6, y la fuente de alimentación, en la figura 7.
Los capacitores electrolíticos son para 35 V o más. Los resistores son todos de 1/4 o 1/8 W, conforme a las disponibilidades.
EI transformador de la fuente debe proporcionar una corriente de por lo menos 3 A en la versión monofónica y 6 A en la versión estéreo.
Los capacitores no electrolíticos pueden ser cerámicos o de poliéster.
EI control del volumen puede ser un potenciômetro de 100 k, conectado como muestra la figura 8, o bien incorporado al circuito preamplificador, en las aplicaciones en que se use uno.
Características del amplificador:
Corriente en reposo (sin señal): 65mA
Tensión en el punto medio VA: 12,5V
Tensión de alimentación sin carga: 30 V
Tensión de alimentación a máxima potencia 27 V
Impedancia de entrada 25 k
Sensibilidad de entrada (para P =,10 W) 225 mV
Distorsión para Po == 6 W: 0,05%
En la figura 9 tenemos el gráfico que muestra la tensión del punto medio, en función de la tensión de alimentación.
En la figura 10 tenemos la curva que muestra la potencia de salida, en función de la tensión, de alimentación para cargas de 4 y 8 Ω.
En la figura 11 tenemos la respuesta de frecuencia del amplificador con el TDA1512.
Finalmente, en la figura 12 tenemos Ia curva de distorsión armónica, en función de la frecuencia.
Esta curva, fue trazada de 20 Hz, 1 kHz, 12,5 kHz y carga de 4 Ω.
Consideraciones finales
Recordamos que el buen desempeño de cualquier amplificador depende mucho de su montaje, principalmente en lo que se refiere la fuente de entrada de señales.
Estas entradas deben ser blindadas con puntos de tierra comunes.
Observaciones:
Los prototipos fueron montados y probados por nuestro laboratorio, conforme a la literatura técnica que nos proporcionó Philips (Report Nº 7902 - N.V. Philips Semiconductors Application Laboratory Nijmegen -The Netherlands).
(Para un módulo, sin fuente)
CI - 1 - TDA 1512 (Philips)
CI - 1 µF - capacitor electrolítico
CZ - 150 µF - capacitor electrolítico
C3 - 2n2 - capacitor cerámico o de poliéster
C4 - 10 µF –capacitor electrolítico
C5 - 180 pF - capacitor cerámico
C6 - 330 pF - capacitor cerámico
C7 - 100 nF - capacitor cerámico
C8 - 2.200 µF - capacitor electrolítico.
R1 - 1k5 - resistor (marron, verde, rojo)
R2 – 22 k - resistor (rojo, rojo, naranja)
R3 - 51 Ω - resistor (verde, blanco, negro)
R4 - 680 Ω - resistor (azul, gris, marron)
R5 – 22 k - resistor (rojo, rojo, naranja)
R6 - 3,3k - resistor (naranja, naranja, rojo)
R7 - 2,7 Ω - resistor (rojo, violeta, dorado)
C9 - 100 nF - capacitor cerámico
Varios: placa de circuito impreso, disipador de calor conforme diseño en la placa, alambres, soldadura, tornillos, tuercas, arandelas, etc.
MATERIAL PARA LA FUENTE
T1 - Transformador con primario de acuerdo con la red local, y secundario de 18 a 20 V x 3 A, si la versión fuera monofónica, y para 6 A (misma tensión), si la versión fuera estereofónica
C1 - 4.700 µF x 35 V - capacitor electrolítico
D1, D2 - Diodos para 100 V x 3 A Si la versión fuera monofónica y para 6 A si la versión fuera estereofónica.
F1 - Fusible de 2 A
Varios: cable de alimentación, interruptor general, etc.
Revisado 2016