Esta montaje de audio es un amplificador que puede tener dos versiones: una versión estéreo con un solo integrado y potencia de 20 watts por canal, y una segunda versión estéreo con dos integrados y 20 watts por canal. Puede usar este amplificador para reforzar el sonido de su auto o cualquier aparato convencional de audio de uso doméstico.
Los integrados de potencia para aplicaciones de audio ya son relativamente comunes en el mercado. Al unir la simplicidad al bajo costo, estos integrados permiten construir excelentes sistemas de sonido, como el que proponemos.
El integrado TDA2005 puede proporcionar 10 watts por canal en una aplicación simple ya que posee dos amplificadores independientes y su alimentación permite el uso directo en el automóvil.
Por otra parte, los dos amplificadores pueden conectarse en puente de modo que con el uso de dos integrados formamos un excelente sistema de 20 watts por canal como el de la figura 1.
También tenemos una tercera posibilidad que consiste en el uso de un solo integrado en puente, obteniéndose así un amplificador monofónico de 20 watts. Esta es una opción excelente para sistemas de altavoces.
Con un pequeño preamplificador podemos excitar fácilmente el amplificador a plena potencia.
A continuación damos las características principales del TDA2005 para que el lector tenga una idea de lo que puede proporcionar en materia de sonido:
Características
Banda de tensión de operación: 8 a 18V;
Corriente para 14,4V: 150mA (máx.);
Distorsión (15W/4Ω): 1% máx.;
Sensibilidad de entrada: 70k (mín.);
Potencia de salida (14,4 Ω): 20 watts.
Las características dadas se refieren ala aplicación en puente.
EL CIRCUITO
Se necesitan pocos componentes externos en las dos aplicaciones, lo que simplifica bastante el montaje. El integrado está dotado de recursos para disipar el calor, del orden de los 30 watts a plena potencia, lo que debe preverse en el proyecto.
Como verá el lector, proyectamos la placa de manera que el integrado pueda montarse sobre un disipador de buen tamaño, o quedar fijo en la caja del aparato.
Tenemos las dos modalidades de operación descriptas en la introducción.
En la modalidad estereofónica simple, con un integrado solo, cada amplificador interno del integrado funciona por separado, amplificando la serial de un canal. En esta modalidad, con carga de 2 Ω y alimentación de 14,4V obtenemos una potencia, por canal, de 10 watts. Con carga de 4 Ω la potencia cae a 6,5 watts y con 3,2 Ω será de 8 watts.
Esa será la potencia que se obtiene por canal en una aplicación en el auto, donde la tensión de la batería es del orden de 13,6V.
Según observamos en el diagrama, los componentes básicos externos al integrado son capacitores electrolíticos cuya tensión de trabajo debe ser de 16V o más.
La ganancia del amplificador está dada por la relación entre el resistor conectado entre los pinos 3 y 9 y el resistor conectado al pin 8 del integrado.
Para una aplicación típica, la ganancia será de 50 dB y la resistencia de entrada será de 200k (tip).
En la utilización en puente, tenemos una conexión hecha como indica la figura 2.
Los amplificadores internos del integrado funcionan en oposición de fase, de modo que en un semiciclo, en cuanto una salida se encuentra con una tensión positiva, la otra se encuentra negativa. Con este recurso se puede eliminar el capacitor de alto valor de acoplamiento al altoparlante y se obtiene mayor potencia de salida.
Como los amplificadores internos del integrado ya poseen entradas inversoras y no inversoras accesibles, la conexión en puente es muy simple, lo que facilita la elaboración del proyecto. No se necesitan entonces inversores externos.
Las características del amplificador en esta configuración están dadas en la introducción.
Para alimentar el circuito se puede usar una batería, la del auto, si ésa fuera la aplicación deseada. Para una aplicación doméstica debemos tener una fuente adecuada. La corriente media para cada amplificador en puente a plena potencia es de 3,5A, lo que significa unos 7A por lo menos para la versión de 40 watts.
Para la versión estéreo de 20 watts, la corriente será de 3,5A.
En la figura 3 damos un circuito de fuente que sirve para las dos versiones: sólo se cambiará el transformador en función dela corriente que necesite cada una.
Es importante que en estas fuentes los capacitores electrolíticos sean de valor grande para garantizar un filtrado perfecto y también la estabilidad de la tensión de salida. Sólo de este modo no tendremos ruidos, distorsiones ni pérdida de potencia. Los electrolíticos deben ser para una tensión de trabajo de 25V o más.
MONTAJE
Comenzamos por dar el diagrama completo de la versión estéreo de 10 + 10 watts con un integrado, en la figura 4.
La placa del circuito impreso para esta versión se muestra en la figura 5.
Observe que el integrado debe estar firmemente fijado al disipador de calor grande.
Se muestra en la figura 6 uno de los canales de la versión de 20 + 20W con dos integrados.
Será interesante montar las dos unidades en una caja de metal con el negativo a tierra. Así el disipador de calor del integrado quedará aislado.
Los cables de entrada deben ser blindados. Los resistores para las dos versiones pueden ser de 1 /8 ó 1/4W con 10% a 20% de tolerancia.
Los capacitores electrolíticos deben tener tensiones de trabajo de 25V por lo menos.
Los cables de entrada deben ser blindados y las mallas puestas a tierra. Los cables de salida para los altoparlantes deben ser gruesos dada la baja impedancia. Con eso se evitan pérdidas de potencia u oscilaciones.
En la alimentación en el auto conviene proteger la entrada del circuito con un fusible de 10A.
PRUEBA Y USO
Para obtener el sistema completo debemos montar dos placas iguales a ésta y conectarlas a la misma fuente de alimentación. La placa del circuito impreso aparece en la figura 7.
La obtención de 2 Ω de impedancia con el alto-parlante de 4 u 8 Ω es simple y se muestra en la figura 8.
Los altoparlantes en conjunto deben sumar una potencia mayor que la del amplificador para que no sufran danos al abrirse todo el volumen. Si tenemos 20W por canal, todos los altoparlantes deben ser iguales; si hay 2, cada uno debe soportar 10W por lo menos.
Si el amplificador se usara como reforzador para un pasa-cintas o una radio de FM, debemos usar una carga de salida para el aparato fuente de serial, como muestra la figura 9.
Sin esa carga, se producen distorsiones.
En esta aplicación, el volumen se controla en el propio aparato excitador. En una aplicación doméstica debe usarse un preamplificador que controle tono y volumen.
Procúrese que un circuito de preamplificador que se alimente con la misma tensión del amplificador y tenga una salida de hasta 1Vpp. Cualquier preamplificador que proporcione por lo menos 100 mV (0,1V) excitará la entrada de este amplificador a toda potencia, sin problemas.
Si usa altoparlantes para graves y agudos, no deje de usar capacitores en serie con el tweeter para no sobrecargar el circuito.
CIRCUITO DE LA FIGURA 4
CI-1- TDA 2005
R1 – 120 k X 1/8W – resistor (marrón, rojo, amarillo)
R2, R4 – 1k2 x 1/8W – resistores (marrón, rojo, rojo)
R3, R5 - 33R x 1/8W – resistores (naranja, naranja, negro)
R6, R7 - 1R x 1/8W – resistores (marrón, negro, oro)
C1, C2 - 2, 2uF x 16 ó 25V- capacitores electrolíticos
C3 - 10 µF x 16 ó 25 V- capacitor electrolítico
C4, C5, C6, C7- 100 µF x 25V capacitores electrolíticos
C8, C9, C12 - 100 nF – capacitores cerâmicos
C10, C11 - 2200 µFx 16 ó 25V - capacitores electrolíticos
Varios: altoparlantes, alambres, soldadura, placas de circuito impresa, enchufes macho y hembra, etc.
CIRCUITO DE LA FIGURA 6 (1 canal)
CI-1 - TDA2005
R1 – 120 K x 1/8W – resistor (marrón, rojo, amarillo
R2 – 1k x 1/8W- resistor (marrón, negro, rojo)
R3 – 2k2 x 1/8W - resistor (rojo, rojo, rojo)
R4, R5 - 12R x 1/8W – resistor (marrón, rojo, negro)
R6 - IR x I/8W- resistor (marrón, negro, oro)
C1, C2 - 2,2uF x 16 á 25V- capacitores electrolíticos
C3, C9 - 100 nF – capacitores cerâmicos
C4 - 10 µF 16 ó 25V – capacitor electrolítico
C5, C7 - 100 µF x 16 ó 25V- capacitores electrolíticos
C6, C8 - 220 µF 16 ó 25V- capacitores electrolíticos
Varios: altoparlantes, alambres, soldadura, placa de circuito impreso, etc.
