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Módulo Amplificador de 8 Wrms (ART829S)

Los amplificadores de potencia de audio son el paso final de una gran cantidad de proyectos electrónicos. La posibilidad de contar con un módulo listo para aplicación o experimentación es algo que puede interesar a muchos lectores, principalmente los que hacen desarrollo de proyectos. El amplificador que describimos tiene una excelente potencia (8 Wrms o 30 Wpmpo), con alimentación de 8 a 18 V y utiliza poquísimos componentes. Se trata de una solución ideal para el desarrollo de proyectos.

Proyectos de intercomunicadores, receptores de diversos tipos, sirenas, sistemas de advertencia, cajas amplificadas para instrumentos musicales y ordenadores requieren amplificadores de audio de buena potencia. Una solución interesante es la que se basa en circuitos integrados específicos que requieren pocos componentes externos, poseen excelente rendimiento y características de potencia y distorsión de calidad. El TDA2002, también especificado como uPC2002, es uno de estos circuitos integrados.

El TDA2002 puede suministrar potencias que llegan a los 8 Wrms o 30 Wpmpo con muy pocos componentes externos y tiene una sensibilidad de sólo 50 mV para plena potencia. Muchos equipos comerciales utilizan este módulo tanto por su facilidad de obtención como por su bajo costo. El proyecto que damos es de un módulo amplificador básico con este amplificador y que puede ser utilizado como paso de salida de audio en proyectos como:

• Amplificadores para instrumentos musicales

• Amplificadores para ordenadores

• Caja de graves económica (Bass Booster)

• Intercomunicadores

• Las sirenas

• Sistemas de advertencia

• Receptores de comunicaciones y radio

Con dos módulos de este tipo el lector puede elaborar un sistema estéreo de 60 Wpmpo y con cuatro módulos, un sistema de 120 Wpmpo. Con el uso de filtros, módulos pueden ser usados para amplificar graves, medios y agudos en sistemas de sonido de diversos tipos.

 

El TDA2002

El circuito integrado TDA2002 es un amplificador de potencia, básicamente diseño para aplicaciones en tocadiscos y auto-radios. La figura 1 muestra la pinza de este circuito integrado.

 

 Figura 1 - Pinos del TDA2002
 Figura 1 - Pinos del TDA2002

 

Tensión de alimentación (Vs) ............... 8 a 18 V

Corriente quiescente (Is) ..................... 45 a 80 mA

Potencia de salida (Po)

         d = 1%, RL = 2 ohms ................. 4,8 W (min)

         Vs = 16 V, RL = 2 ohms ............. 10 W (tip)

sensibilidad:

        Po = 0,5 W, RL = 4 ohms .......... 15 mV

        Po = 6 W, RL = 2 ohms ............. 50 mV

Respuesta de frecuencia ............. 40 a 15 000 Hz

Ganancia de tensión (Gv) .................. 80 dB (open loop)

 

COMO FUNCIONA

El circuito integrado TDA2002 reúne en su interior todos los componentes básicos necesarios para la elaboración de un amplificador completo. Sólo los capacitores de mayor valor son externos y la red de resistores formada por R1 y R2 que determina su ganancia. La relación entre los valores de estos componentes determina la ganancia de tensión del circuito que en nuestro caso se ha fijado para 100 veces.

La red formada por C6 y R3 es un "bootstrap", es decir, una red que compensa las características inductivas del altavoz para mantener constante la impedancia de salida, y con ello las características del amplificador.

La corriente requerida por el circuito a plena potencia con alimentación máxima llega a los 3,5 A, lo que significa que, en este caso, una buena fuente debe ser utilizada en su alimentación. El filtrado de esta fuente también es muy importante. En la entrada de alimentación tenemos dos capacitores que deben montarse lo más cerca posible de la clavija de alimentación del circuito integrado.

El capacitor de mayor valor sirve como filtro para las variaciones de corriente cuando el amplificador opera con señales de audio. El capacitor de menor valor sirve para desacoplar los componentes de alta frecuencia del circuito evitando inestabilidad, ya que el capacitor electrolítico, por sus características inductivas no logra hacerlo. La impedancia de la carga influye en la potencia, sin embargo, no puede ser menor de 2 ohms.

Con impedancias mayores del altavoz, el circuito funciona perfectamente, pero su potencia será un poco menor. El circuito incluye el potenciómetro de control de volumen pero, dependiendo de la aplicación, este control puede formar parte de los bloques anteriores del proyecto como un preamplificador con control de tono, etc.

 

MONTAJE

En la figura 2 tenemos el diagrama completo del módulo amplificador usando el TDA2002.

 


 

 

La placa de circuito impreso para el montaje de este amplificador se muestra en la figura 3.

 


 

 

Observe que las pistas de alimentación y tierra, por donde circulan las corrientes más intensas, así como la de la salida del altavoz, deben ser más anchas. El circuito integrado debe estar dotado de un buen radiador de calor.

En el montaje la polaridad de los capacitores electrolíticos debe ser observada. La tensión de trabajo de los capacitores electrolíticos debe ser de 16 V o más y los demás capacitores deben ser cerámicos de buena calidad. El altavoz externo debe tener al menos 10 cm de diámetro con impedancia de 2 ohmios a 16 ohms. Para 2 ohms es posible conectar dos altavoces de 4 ohms en paralelo, como se muestra en la figura 4.

 


 

 

El altavoz debe ser capaz de manejar la potencia del amplificador. Recordamos que de nada sirve gastar mucho en un altavoz de 100 W cuando el amplificador sólo puede suministrar 8 W. La fuente de alimentación para el circuito se muestra en la figura 5.

 


 

 

Para un módulo, operando con una tensión en torno a 12 V, el transformador puede tener una corriente de 3 A o más. Para más de un módulo la corriente del secundario del transformador debe ser aumentada proporcionalmente. El cable de conexión de la fuente al módulo debe ser corto y grueso para que no ocurran inestabilidades o la captación de zumbidos. El cable de entrada de las señales debe ser blindado por el mismo motivo.

 

PRUEBA Y USO

Compruebe todo el montaje antes de pasar a prueba. Para probar el amplificador basta con conectarlo a la fuente de alimentación. Observe si el circuito integrado no se calienta demasiado. Si esto ocurre inmediatamente al conectar, vuelva a comprobar el montaje.

Aplique una señal en la entrada y vea su reproducción. La señal se puede obtener de la salida de fuente de una radio AM / FM o un reproductor de CD. Para utilizar el amplificador con fuentes de baja intensidad como captadores de guitarra y de guitarra, micrófonos, etc. es necesario utilizar un circuito preamplificador.

 

Semiconductores:

CI-1 - TDA2002 o uPC2002 - circuito integrado, amplificador de potencia de audio

 

Resistores: (1/8 W, 5%)

R1 - 220 ohms - rojo, rojo, marrón

R2 - 2,2 ohms - rojo, rojo, dorado

R3 - 1 ohms - marrón, negro, de oro

P1 - 47 k ohms - potenciómetro de registro

 

Capacitores:

C1 - 10 uF - electrolítico

C2 - 470 uF - electrolítico

C3, C6 - 100 nF - cerámico

C4 - 100 uF - electrolítico

C5 - 1 000 uF - electrolítico

 

Varios:

FTE - Altavoz de 2 a 8 ohmios - ver texto

Placa de circuito impreso, radiador de calor para el circuito integrado, cable blindado, jack de entrada, hilos, soldadura.

 

Material para la fuente:

D1, D2 - 1N5404 - diodos rectificadores de silicio

LED1 - LED, rojo común

T1 - Transformador con primario según la red local y secundaria de 12 + 12 V x 3 A - ver texto

F1 - Fusible de 2 A

R1 - 1 k ohm x 1/8 W - resistor - marrón, negro, rojo

C1 - 4 700 uF x 25 V - capacitor electrolítico

 

Varios:

Placa de circuito impreso, cable de alimentación, soporte para el fusible, hilos, soldadura, etc.

 

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