Controler audio stereo

     Montaj ce se poate intercala într-un lanţ electroacustic, pentru prelucrarea semnalelor electrice ce se aplică amplificatorului de putere.
Orice lanţ electroacustic modern are  intercalat  şi   sistemul   de prelucrare a semnalului audio provenit de la sursele primare: microfoane, bandă magnetică, suport digital, etc.
Acestui scop de prelucrare îi corespund proprietăţile circuitelor integrat TDA 1524 şi TDA 1526.
Cu unul din aceste circuite se poate realiza destul de uşor, fiindcă nu necesită multe componente pasive, un controler care, în plus, este şi stereo.

      Funcţiile principale ale montajului, cu schema electrică în fig.1, sunt: stabilire volum, control balans, control frecvenţe joase şi control frecvenţe înalte.
Toate aceste funcţii sunt asigurate în curent continuu eliminându-se în felul acesta circuitele reactive sau RC. Astfel variaţia nivelului de ieşire se poate regla într-un domeniu de valori în raport de 100dB.
Curba de răspuns poate fi corectată la 16kHz cu ±15dB iar la frecvenţa de 40Hz cu +17 sau -19dB.
Cu toate aceste reglaje distorsiunile armonice nu depăşesc 0,5%. Variaţia tuturor efectelor de reglaj poate fi liniară sau să urmeze curba fiziologică a urechii, după cum sunt cuplate contactele K1 şi K2.
Construcţia acestui controler este simplă, ordinea de plantare fiind: pe primul loc. ştrapurile şi componentele pasive iar în final circuitul integrat.
Alimentarea montajului se poate face cu tensiuni între 8 şi 16V iar curentul absorbit este de aproximativ 35mA.
Identificarea componenielor este dată în desenul de echipare.

Amplificator audio de putere 2x15W

     Circuitul integrat TDA2005 este un amplificator audio de putere, stereo, ce funcţionează în clasa B, proiectat   special   pentru    aplicaţii    la    radio-casetofoanele auto: booster de putere. Circuitul are o capabilitate în curent de până la 3,5A şi poate funcţiona bine pe o sarcină a cărei impedanţă coboară până la 1,6Ω  (în   aplicaţiile  stereo)  obţinându-se  o  putere muzicală mai mare de 20W (configuraţia în punte). Se prezintă într-o capsulă MULTIWATT, configuraţia pinilor fiind oferită în figura 2.
TDA2005 dispune de un sistem de protecţie la scurtcircuit al ieşirilor la masă, la supratensiuni de scurtă durată, la sarcini preponderent inductive şi la supratemperatura cip-ului provocată fie de o suprasarcină la ieşire, fie de o răcire incorectă a acestuia. Tensiunea maximă până la care poate lucra circuitul integrat este 18V.
În diagrama din figura 3 este prezentat cum variază puterea disipată de circuit funcţie de modul de răcire - temperatură ambiantă, având ca parametru rezistenţa termică capsulă-radiator. Aceasta va ajuta la alegerea corectă a radiatorului de răcire.

 
Propunem spre realizare practică un amplificator stereo ce oferă o putere muzicală de 15W pe sarcină de 2Ω, cu distorsiuni maxime de 10%, realizat cu TDA2005. Schema electrică de principiu este prezentată în figura 1.
Principalele caracteristici tehnice ale amplificatorului sunt oferite în tabel. Banda de frecvenţă reprodusă la 3dB este situată în gama 50Hz...15kHz, iar curentul absorbit de la sursa de alimentare este tipic 2,2A.
Amplificatorul poate funcţiona şi cu putere redusă de 9W pe o sarcină de 4Ω/canal.
Intrările de semnal se regăsesc la pinii 5 şi, respectiv 1, semnalul de audiofrecvenţă aplicându-se prin intermediul condensatoarelor C1, respectiv C2 cu valoarea de 4,7µF. Ieşirile de semnal sunt la pinii 8 şi 10 (grupurile R6-C8 şi R7-C9 preîntâmpină oscilaţiile), difuzoarele cuplându-se la aceştia prin intermediul unor condensatoare de mare capacitate: 2200µF(C12 şi C10).

     Calea de reacţie negativă este realizată cu R2, R3 şi C5 pe un canal, respectiv R4, R5 şi C7 pe celălalt. Amplificarea în tensiune se poate modifica pe fiecare canal conform relaţiilor:
Au1 = 1 + R2/R3
Au2 = 1 + R4/R5
În cazul unei amplificări mari există pericolul de a apare oscilaţii care duc la distrugerea circuitului integrat TDA2005. De aceea se recomandă să nu se mărească exagerat valoarea amplificării.
La intrare semnalul audio trebuie să aibă valoarea de 120mVet pentru RL = 2Ω sau 140mVet pentru RL = 4Ω. Toate rezistoarele sunt de 0,25W cu excepţia lui R6 şi R7 care sunt de 0,5W.

     Desenul circuitului imprimat este prezentat în figura 4, iar cel de amplasare a componentelor în figura 5.
Montajul se alimentează cu tensiune continuă (obligatoriu foarte bine filtrată) curpinsă în intervalul 12...18V, condensatorul C11 eliminând perturbaţiile de mare frecvenţă. Grupul R1-C3, conectat la pinul 3 al circuitului integrat, filtrează suplimentar tensiunea de alimentare a etajelor de semnal mic (a preamplificatoarelor de la intrare).

Amplificator audio de putere 75 W

 

Un amplificator audio, in structura monofonică, cu mare capabllltate de curent la ieşire se poate realiza cu circuitul integrat TDA1514 produs de firma Philips. Acesta face parte din categoria Hi-Fi, fiind prezent In majoritalea blocurilor electronice din aparatele radio, TV sau alte montaje audio. Caracteristicile sale tehnice il recomandă si in echipamente cu prelucrare digitală a sunetului (echipamente Compact Disc).
Circuitul integrat beneficiază de protecţie electrică totală şi funcţiile Stand-by şi  Mute, activate de componente externe corect montate în circuit. TDA1514 funcţionează fie cu sursă de alimentare diferenţială, simetrică, fie cu sursă asimetrică.
Amplificatorul audio prezentat (figura 1) are următoarele caracteristici tehnice:
• Putere de ieşire (RMS) P0: 50W pe o sarcină de 4Ω sau 30W pe o sarcină de 8Ω;
• Putere de ieşire muzicală: 75W pe o sarcină de 4Ω sau 45W pe o sarcină de 8Ω;
• Sensibilitate la intrare: 285mV/22kΩ;
• Alimentare: ±28V, consum maxim 2A;
•  Se poate cupla în punte cu un alt amplificator de acelaşi tip: 100W/ minim 8Ω,
Modul de cuplare în punte a două amplificatoare cu TDA1514 este oferit în figura 3, alimentarea se face de la o sursă diferenţială simetrică faţă de masă.

     Schema bloc internă a circuitului integrat TDA1514 este prezentată în figura 4, iar principalii săi parametrii electrici în tabel si diagrama din figura 2.
Banda la -3dB cu THD = -60dB este B = 20...25000Hz, iar rejecţia riplului tensiunii de alimentare (SVRR) este de 64dB,
În funcţionare normală tensiunea între pinii 3 şi 4 trebuie să fie cuprinsă între 6...7,25V, în regim de Muting 2...4,5V, iar în regim de Stand-by 0...0,9V. Tensiunea minimă de alimentare pentru a obţine regim de Stand-by trebuie să fie Vp = ±5...7V.
În ce priveşte alegerea radiatorului de căldură, se fac următoarele precizări.
Teoretic, puterea maxim disipată pentru P0 = 40W este:

 unde Vp = ±27,5V, RL = 8Ω. Considerând, de exemplu, o temperatură ambiantă de 50°C şi o temperatură maximă a joncţiunii de 150°C, rezistenţa termică joncţiune - capsulă {ambază) trebuie să fie:

 

     Deoarece rezistenţa termică a capsulei SOT131A, în care se prezintă TDA1514, este Rth < 1°C/W rezistenţa termică a radiatorului va fi < 4,3°C/W.
Revenind la schema electrică a amplificatorului, prezentată în figura 1, se observă că acesta dispune de pornire lentă - soft start - la conectarea tensiunii de alimentare, realizată cu componentele C7 şi R4. Circuitul intră întâi în regim de Stand-by pentru o scurtă perioadă, apoi în regim de Muting după care trece în funcţionare normală. Astfel, se realizează protecţia incintelor acustice la punerea sub tensiune a montajului şi în acelaşi timp se elimină şi "pocniturile" caracteristice care sunt supărătoare.
Grupul R5 - C5 preîntâmpină oscilaţiile care pot apărea pe ieşire, iar absenţa lor duce, deseori, la defectarea lui TDA1514. Amplificarea în tensiune se poate modifica conform relaţiei:

     În cazul în care se utilizează două amplificatoare în punte modificarea amplificării trebuie făcută identic pentru ambele module. Borna B este utilizată la configuraţia în punte, conform cu figura 3.
Condensatoarele electrolitice trebuie să aibă tensiunea nominală de lucru mai mare de 35V cu excepţia lui C6 la care aceasta trebuie să fie mai mare de 63V.

 

     Toate rezistoarele sunt de 0,25W cu excepţia lui R5 care este de 0,5W.
Montajul se realizează conform cu desenele circuitului imprimat şi cel de amplasare a componentelor prezentate în figurile 5 şi 6, ambele date la scara 1:1.

     Montarea circuitului integrat se va face izolat electric faţă de radiator.

Egalizor audio 7 benzi (schema si montaj)

 

     Prezentăm un egalizor audio mono, cu 7 benzi realizat cu circuitul integrat specializat {pentru corectarea caracteristicii de frecvenţă al semnalelor dintr-un lanţ electroacustic) LA3607. Datele tehnice ale montajului sunt:
-  frecvenţe centrale: 60,  150, 400, 1000, 2500, 6000 şi 15000Hz;
- eficacitate reglaj: ±12dB;
- nivelul semnalului de intrare: 250mVet / 20kΩ pentru  THD  = 0,02% la ieşire;
- impedanţa de ieşire: 1kΩ;
- tensiune de alimentare: 12V;
- consum: 10mA.
Schema electrică de principiu a egalizorului este prezentată în figura 1. Semnalul audio este preluat de la sursa de semnal prin intermediul grupului serie R3 - C19. Atenuarea sau accentuarea în jurul fiecărei frecvenţe centrale se face cu potenţiometre corespunzătoare fiecărui filtru de tip RC. Cele şapte frecvenţe centrale ale filtrelor se pot modifica conform relaţiei: 

unde Ca este C1, C2, C3, C4, C5, C11, sau C12, iar Cb, respectiv C6, C7, C8, C9, C10, C14 sau C13. Ra si Rb fac parte din structura internă a circuitului integrat LA3607 şi au valorile de 1,2kΩ, respectiv 68kΩ.

 

     Cele şapte potenţiometre au toate valoarea de 100kΩ şi sunt cu variaţie liniară, în tabel sunt trecute valorile capacităţilor din filtre. Acestea sunt formate din două condensatoare conectate în paralel, de exemplu C1 - 47nF în paralel cu 22nF.

Atragem atenţia că la schimbarea frecvenţelor centrale, prin modificarea valorii componentelor Ca şi Cb, se va modifica şi valoarea factorului de calitate al filtrelor RC conform relaţiei următoare:

Atunci când factorul de calitate Q creşte, banda de frecvenţă alocată unui filtru se îngustează determinând o neuniformitate accentuată în banda audio prelucrată (vezi figura 2) fie la accentuare maximă, fie la atenuare maximă.

In figurile 3 şi 4 sunt prezentate desenul circuitului imprimat şi desenul de amplasare a pieselor.

 

Amplificator auto de putere 2x22W

 

     Amplificatorul de putere prezentat poate fi realizat pe acelaşi cablaj cu trei tipuri de circuite integrate produse de Philips: TDA1552Q, TDA1553Q Şl TDA15S7Q.
Schema electrică de principiu a montajului este prezentată în figura 1. Acesta asigură o putere muzicală maximă de 22W per canal pe o sarcină de 4Ω, fiind destinat în special utilizării în autoturism.
     Principalele date tehnice ale amplificatorului sunt oferite în tabelul de mai jos. Sensibilitatea la intrare este de 40mV pentru montajul cu circuitul integrat TDA1557Q, respectiv 400mV pentru montajele realizate cu TDA1552Q şi TDA1553Q. Alimentarea se face cu tensiune cuprinsă în intervalul 12...18V. În nici un caz nu se va depăşi valoarea de 18V deoarece se produce defectarea circuitului integrat. Aceste circuite integrate au etajele de ieşire configurate în punte, ceea ce permite dezvoltarea unei puteri mari pe sarcină în condiţiile alimentării de la un acumulator auto. Schema internă simplificată a lui TDA1553Q este prezentată în figura 2. Acesta are în plus, fată de celelalte două modele, un circuit care la apariţia unei componente continuie pe sarcină blochează funcţionarea circuitului cu o întârziere dictată de C4. Circuitele integrate dispun de protecţie la scurtcircuit pe oricare dintre ieşiri, fie spre masă sau plusul alimentării, fie de-a lungul sarcinii, la supraîncălzirea cip-ului şi la conectarea inversă a tensiunii de alimentare; aceste situaţii accidentale duc la blocarea funcţionării până la eliminarea cauzei care le produc.

 

     După cum este arătat in tabel şi din analiza schemei, câştigul în tensiune al amplificatoarelor integrate este fix. În funcţie de nivelul tensiunii de alimentare, măsurată la pinul 11, circuitele integrate realizează funcţia de stand-by, mute şi funcţionare normală. Acest pin este conectat la polul pozitiv al sursei de alimentare printr-un circuit de integrare care realizează o pornire lentă a amplificatorului, eliminându-se astfel, în parte, efectele nedorite ale regimului tranzitoriu manifestat la punerea sub tensiune.
Condensatorul C4 se montează numai în cazul utilizării circuitului TDA1553Q; cu ajutorul său se realizează timpul de întârziere pentru protecţia boxelor, la componenta continuă care poate apare accidental la ieşire. Pentru o întârziere de 0,5s producătorul recomandă, în notele sale de aplicaţii, valoarea de 4,7µF.

 

     Condensatoarele C3 şi C6 îmbunătăţesc filtrajul tensiunii de alimentare, iar prin C1 şi C2 se preia semnalul audio, supus prelucrării, pe ambele canale.

Amplificatorul descris este de o mare simplitate, putându-se realiza uşor şi rapid, deoarece necesită un număr minim de componente pasive.
Desenele circuitului imprimat, văzut dinspre faţa cu lipituri şi cel de amplasare a componentelor sunt prezentate în figurile 3, respectiv 4.