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.

 

  

Amplificator audio de putere 100 W

Amplificatoarele audio de mare putere sunt montaje construite cu scopul de a crea o putere acustică corespunzătoare într-un spaţiu dat. De obicei aceste spaţii sunt săli de spectacol, spaţii de divertisment, săli de clasă în şcoli şi facultăţi unde numărul persoanelor este destul de mare şi unde propria lor prezenţă creează un fond sonor de o anumită intensitate.
Un amplificator destinat scopurilor enunţate poate fi realizat cu circuitul integrat TDA 7294, circuit în tehnologie DMOS, care poate debita o putere muzicală de 100W pe o incintă acustica de 4 sau 8 ohmi.
Circuitul integrat TDA 7294 este de tip mono deci pentru realizarea unui sistem de sonorizare stereo sau mai complex, vor fi folosite un număr corespunzător de amplificatoare.
Din datele de catalog se impune ca acest circuit să se alimenteze cu tensiune diferenţială la care se stabileşte ca valoare maximă 35V. Se va alimenta deci cu ±35 V atunci când sarcina are 8 ohmi, dar numai cu ±27V când sarcina are 4 ohmi.
În aceste situaţii se poate obţine puterea muzicală de 100W şt puterea medie în regim sinusoidal de 70W.
Curentul absorbit de la sursă este de 1,5A sau 2A funcţie de impedanţa sarcinii:   8   ohmi   sau   4   ohmi.   Acest amplificator este în zona montajelor de înaltă fidelitate,  notata  curent  HI-FI, fiindcă gama frecvenţelor reproduse este cuprinsă  între  20   Hz  şi  20   KHz cu distorsiuni sub 0,5% iar câştigul mediu W tensiune este de ordinul a 30 dB.
La amplificator se regăsesc şi funcţiile STAND-BY respectiv MUTE.
Aşa cum apare în schema electrică aceste funcţii se realizează automat la conectarea alimentării, deci practic nu se aud în difuzor zgomotele de tranziţie fiindcă constanta de timp decalează funcţionarea amplificatorului faţă de ajungerea la valoarea nominală a tensiunii de alimentare.
La oprire efectul muting este primul care acţionează fiindcă descărcarea condensatorului C3 se face prin D1 şi R5 iar în modul STAND-BY descarcă prin R6 condensatorul C4, iar R6 are valoarea mai mare ca R5.

 SCHEMA ELECTRICA AMPLIFICATOR AUDIO 100W

Din graficul alăturat unde sunt prezentate valoric şi în timp semnale pe diverse aplicaţii şi pini se poate urmări şi înţelege mai exact corelarea funcţiilor STAND-BY şi MUTE cu tensiunea de alimentare şi apoi deducerea timpului propriu-zis de funcţionare a amplificatorului în condiţiile puse.

Schema electrică cu nominalizarea valorică şi numerică a componentelor poate fi regăsită pe desenul de plantare.
Utilizatorul acestui amplificator de mare putere atunci când urmează să-l monteze într-o cutie, în incinta unor boxe sau în orice lanţ electroacustic va trebui să respecte recomandările din desenul de mai jos.
Oricum, nu folosiţi amplificatorul fără ca circuitul integrat sa fie plasat pe un radiator de căldură după cum nu se va conecta la sursa de alimentare fără ca aceasta să fie verificată dacă debitează o tensiune mai mică de ±35V.
Tensiuni mari de alimentare pot provoca distrugeri ireversibile acestui valoros montaj.
Aceste recomandări se regăsesc sintetic şi în tabelul caracteristicilor tehnice proprii ale amplificatorului.
Iubitorii de muzică simfonica pot găsi în acest montaj amplificatorul ce realizează dinamica unei audiţii HI-FI de la pianissimo la fortissimo.