1. No category

MANUAL TECNICO
Modelo Nº: 4-016
Libro 5 - Experiencia 10 - Página 1/12
AMPLIFICADOR
DE A
UDIO (MONO
AURAL)
AUDIO
(MONOA
DE 500 WA
TTS RMS
WATTS
SOBRE 4 OHMS
Prohibida la reproducción total o parcial del material publicado en este
volumen, sin importar el idioma, traducción y presentación. Los circuitos y
esquemas publicados por este Manual Técnico PLAQUETODO sólo pueden ser
utilizados para fines privados o científicos y como aplicación práctica del
aprendizaje de la técnica electrónica; por tal motivo, su uso comercial queda
expresamente prohibido.
MANUAL TECNICO
Modelo Nº: 4-016
Libro 5 - Experiencia 10 - Página 2/12
Características y aplicaciones
Esta unidad de potencia ha sido desarrollada procurando obtener
muy buena calidad de audio a su máximo rendimiento de potencia,
cuidando además, la relación potencia costo del equipo, haciendo a
este accesible a cualquier disk-jokey o audiófilo.
Es ideal para musicalización de grandes locales (discotecas, clubes,
salones de fiesta etc.).
Es apto como amplificador subwoofer o amplificador general.
El microcontrolador incorporado al modelo lo transforma en uno
de los equipos más sólido y robusto del mercado.
Además de poseer protección electrónica de compensación por
sobretemperatura, tiene:
*
*
*
Retardo de conexión de encendido.
Sistema anti-boom para protección de bafles.
Encendido digital mediante pulsador soft touch .
Robusto, económico y confiable, estas son las metas que nos
propusimos y logramos con este modelo, que incluso en las pruebas
de laboratorio superó los 500 W R.M.S. aunque preferimos
comercializarlo como 500 W para no disminuir los márgenes de
seguridad.
POTENCIA RMS SOBRE 4 OHMS
POTENCIA RMS SOBRE 8 OHMS
IMPEDANCIA DE ENTRADA A 1 KHz
SENSIBILIDAD
ANCHO DE BANDA TOTAL
RESPUESTA EN FRECUENCIA
DISTORSIÓN ARMÓNICA TOTAL
ATENUACIÓN DE RUIDOS
500W
360W
20 Kohms
2,5 Vpap
5Hz A 75Khz
5 Hz A 20 Khz (MÁXIMA POT.)
.1% a 80% DE POTENCIA
80 dB A MÁXIMA POTENCIA
MANUAL TECNICO
RESISTENCIAS:
R1=270 Ohms
R2=R10=R11=R12=10 Kohms
R3=R4=R6=82 Kohms
R5=R7=100 Kohms
R8=Preset 10 Kohms
R9=R13 a R17=1,8 Kohms
R18 a R21=330 Ohms
R22=22 Kohms
R23=4,7 Kohms
R24=560 Ohms
R25=27 Kohms
R26=56 Kohms
R27=33 Kohms
R28=390 Ohms
R29=R35 a R40=68 Ohms
R30=820 Ohms
R31=1,5 Kohms
R32=Preset 1 Kohm
R33=R34=1 Kohm 1 W
R41 a R46=0,47 Ohms 10 W
R47=R48=27 Ohms 1 W
R49=R50=120 Ohms
R51=10 Ohms
R52=R53=680 Ohms
R54=10 Ohms 1 W
R55 a R58=1 Kohm
R59=R60=22 Kohms
Modelo Nº: 4-016
Libro 5 - Experiencia 10 - Página 3/12
CAPACITORES
C1=1000 µF 25 V (Electrolítico)
C2=C3=C4=C15=100 nF (Cerámico)
C5=C6=22 pF (Cerámico)
C7=C8=100 nF 100 V (Poliester)
C9 a C12=22 nF (Cerámico)
C13=C14=1 nF (Cerámico)
C16=47 µF 25 V (Electrolítico)
C17=220 pF (Cerámico)
C18=1 µF 50 V (Electrolítico)
C19=68 pF (Cerámico)
C20=56 nF (Cerámico)
SEMICONDUCTORES
L1 a L4=LED 5mm
L5 a L10=LED 3mm
D1 a D11=1N4007
D12=D13=1N4148
Z1=Zener 5,1 V ; 1 W
T1=T2=T7=T8=BC548
T3 a T6=BC337
T9=T10=T23=2N5401
T11=TIP41
T12=TIP32
T13=TIP31
T14=TIP42
T15=BC337
T16=BC327
T17=T18=T19=MJ15015
T20=T21=T22=MJ15016
IC1=PIC16F84
IC2=LM7805
IC3 a IC6=4N26
VARIOS
RE1=RE2=RE3=RE4=Relé 12V ; 10A (paso Schrack)
X1=Cristal 4 Mhz
4 casquillos portafusible para circ. impreso
2 fusibles de 5A
1 Pulsador NA
BOB1=20 vueltas de alambre de 1mm sobre núcleo de ferrite de 4mm de diámetro.
Pá
Modelo Nº: 4-016
Libro 5 - Experiencia 10 - Página 4/12
MANUAL TECNICO
Principio de funcionamiento:
El circuito esta dividido en dos grandes bloques a saber:
* Circuito de control
* Unidad de potencia
Circuito de control : Se basa en el uso de un microcontrolador pic16F84 que
tiene grabado el programa de lógica de control en su memoria.
Entradas:
Detección de fusibles quemados (EFUS)
Detección de picos de audio (EPICO)
Detección de sobrecargas (ECOR)
PIC16F84
Pulsador de encendido (PENC)
Salidas:
1 relé para conexión de 220 Vca (RVCA)
2 relés para conexión de +/- 85 Vcc (RVCC)
1 relé para conexión de parlante (RPAR)
4 Leds indicadores (LENC,LFUS,LCOR,LPICO)
Transistor para anular audio (TRAUD)
Esquema de entradas y salidas del microcontrolador
Cuando se pulsa P1 (entrada PENC en nivel bajo) enciende en forma intermitente
el led L1 (LENC), la salida RVCA pasa a estado alto con lo que se activa el relé de
fuente de potencia (220 Vca) del amplificador. Luego de un pequeño retardo se
conecta el relé de Vcc (salida RVCC en estado alto) quedando la potencia alimentada
pero sin conectar aún el parlante. Esta función (antiboom), además de servir para
evitar que el parlante reciba un golpe de Vcc en el momento del arranque (que
puede incluso llegar a desconarlo) permite al micro, controlar previamente el estado
de fusibles. Una vez realizada esta verificación, se conecta el parlante. Se produce
entonces un retardo de unos 100 mSeg. Se testea el estado de la carga que
debe ser superior a 2 Ohms, caso contrario se polarizan los leds internos de IC5 e
IC6, limitando la corriente de base de T11 y T14 polarizando además los transistores
internos de los optoacopladores (IC5 e IC6). Con esto la entrada ECOR pasa a
estado bajo. Esto provoca que el amplificador se apague: se desconecta primero el
parlante, luego la alimentación de +/- 80 Vcc y por último la tensión de 220 Vca,
MANUAL TECNICO
Modelo Nº: 4-016
Libro 5 - Experiencia 10 - Página 5/12
indicando la falla mediante el encendido del led L3 (LCOR) en forma intermitente
durante la secuencia de apagado para luego quedar encendido en forma permanente
hasta que se intente encender nuevamente el amplificador mediante P1. .
Si durante la secuencia de encendido no se detectó ninguna falla, el equipo
esta listo para funcionar (L1 deja de titilar y permanece encendido).
El microcontrolador a partir de este momento testea permanentemente el
funcionamiento de todos los sensores tratando de así obtener el maximo rendimiento
de potencia del equipo.
Si la señal de audio de entrada es tal que la señal amplificada supera el máximo
que puede entregar el amplificador, se produce un recorte en la señal de salida (con
sus consecuencias: sonido desagradable, amplificación de armónicas inpares, mayor
disipación térmica) haciendo peligrar tanto los transistores de salida como los bafles.
Cuando esto ocurre, se activa la protección contra picos de señal. Se enciende
en forma intermitente el led L4 (LPICO) que es indicador de picos de señal. El Led
indica que se debe bajar el nivel de audio de entrada. Si esta operación no se
realiza y el problema persiste por mas de 30 Seg., se entrecortara el audio por 10
seg (polariza el transistor T2 en forma intermitente ). Si durante este tiempo no
disminuye el nivel de entrada el modulo se apaga , quedando el led indicador de
pico encendido en forma intermitente. La secuencia de apagado es similar a la
descripta para la protección contra carga baja. Pulsando P1 se enciende nuevamente
el amplificador, repitiendose el ciclo de arranque .
Si durante el funcionamiento se corta un fusible ,el equipo se apaga ,ya que se
polariza el diodo interno de IC3 o IC4 según el fusible quemado , indicando un
estado logico 0 en la entrada EFUS del micro.
La secuencia de apagado es similar al caso anterior (en este caso queda
encendido L2).
X1 junto con C5 y C6 forman la etapa externa del oscilador del micro ( 4 MHZ) ,
C3 , IC2 , C 1 ,C2 y D1 forman el regulador a 5 Vcc y filtro de ruidos espureos de
alimentacion .
Unidad de potencia : En la etapa preamplificadora se utilizan transistores de
bajo nivel de ruido (T9 y T10) en configuración de amplificador diferencial, así se
logra una alta realimentación tanto de alterna como de continua, la distorsión y el
MANUAL TECNICO
Modelo Nº: 4-016
Libro 5 - Experiencia 10 - Página 6/12
ruido de fondo son despreciables. Como puede ser conectado a la etapa siguiente
sin utilizar ningun capacitor de acoplamiento podremos amplificar sin distorsión
incluso las frecuencias super bajas y además eliminaremos cualquier desfase de la
señal .
Al usar un diferencial podremos determinar fácilmente la ganancia de todo el
amplificador de potencia modificando el valor de solo dos resistencias . Este valor
en nuestro modulo esta dado por R25 / R24 + 1. El resultado se expresa en veces
(es del orden de 49 veces en nuestro caso). Una vez determinado, este valor no
cambia aunque varíe la temperatura o la tensión de alimentación. Para hacer que
el amplificador diferencial sea perfectamente simetrico y menos sensible a las
variaciones de temperatura, se aplica a los emisores de T9 y T10 un generador de
corriente continua formado por T2 ,T12 y sus componentes asociados (R26, R29,
R28, L5 y L6, utilizándose en este caso leds en lugar de zeners por ser menos
ruidosos) logrando que la corriente de los emisores sea estable, de este modo el
ruido y la distorsión descenderán a niveles muy bajos permitiendo el uso para el par
diferencial de transistores no seleccionados (mismo hfe ) o resistencias con elevada
tolerancia sin afectar la calidad del equipo .
La salida del par diferencial es amplificada por el primer transistor excitador
(T13) que amplifica la señal a un nivel suficiente como para excitar los drivers T11
y T14 Estos transistores están polarizados con una tensión continua constante (Vce
de T8 ) que se ajusta con R32. Esta tensión se utiliza para polarizar los transistores
excitadores y así entregar la corriente de reposo a los transistores de salida .
La etapa de salida se encuentra en simetría complementaria (debido a que está
formada por 3 transistores PNP y 3 transistores NPN) recibiendo excitación directa
de T11 y T14 y otorgando un gran ancho de banda y linealidad a la etapa (del orden
de los 5 Hz a 100 KHz). C13 y C14 evitan que los excitadores oscilen en alta
frecuencia.
El circuito de proteccion contra cortos en la salida esta compuesto por T15 y
T16, los cuales toman una muestra de la caída de tensión de la salida sobre las
resistensias R35, R36, R37, R38, R39 y R40 con lo que detectan cuando se presenta
una impedancia muy baja o cortocicuito en la salida.
MANUAL TECNICO
Modelo Nº: 4-016
Libro 5 - Experiencia 10 - Página 7/12
Consideraciones para el montaje
Fuente de alimentación de la potencia:
El correcto funcionamiento de este módulo depende en gran medida del
rendimiento de la fuente de alimentación.
El transformador debe ser de buena calidad (preferentemente con núcleo de
grano orientado) y tener baja resistencia en sus arrollamientos.
Para lograr una adecuada respuesta, sobre todo a bajas frecuencias, es necesario
colocar capacitores electrolíticos para filtrado de un valor igual o superior al indicado.
En el siguiente gráfico se muestra el circuito eléctrico de la fuente y los
componentes necesarios.
Para un sistema estereo, se utilizará el mismo circuito. En este caso,el amperaje
del transformador será de 12A por rama.
Circuito de la fuente de alimentación de la etapa de potencia
Componentes:
C1=C2= 20000 µF 100 V (Electrolítico)
TR1= Transformador 220 Vca / 57+57 Vca; 6 A por rama.
PU= Puente rectificador integrado de 15 A, 300 V
* El puente rectificador va atornillado a un disipador tipo ZD-1 de 10 cm.
* Soldar un cable que una el punto Px con el chasis del gabinete.
MANUAL TECNICO
Modelo Nº: 4-016
Libro 5 - Experiencia 10 - Página 8/12
* En caso de no disponer de capacitores de 20000 µF 100V, se podrán utilizar 2
de 10000 µF 100V o 4 de 4700 µF 100V. Estos se conectan en paralelo.
* En caso de no disponer de capacitores electrolíticos por 100V, se pueden utilizar
capacitores en serie de menor tensión (50 ó 63V).
En este caso, la capacidad total será la mitad por lo que será necesario colocar
otros capacitores en paralelo como indica la siguiente figura.
Si no consigue capacitores de 20000µF 63V, se podrán utilizar 8 de 100000 µF
63V ó 16 de 4700 µF, 63V para reemplazar cada capacitor siguiendo el mismo
esquema de conexionado.
Importante: respete la polaridad de los capacitores. Un capacitor de este tipo
conectado al revés puede explotar, con riesgo de causar daño físico a una persona.
* El disipador provisto en el módulo se debe atornillar a uno de mayor tamaño
(del tipo ZD-27 del largo de la plaqueta).
Tener la previsión de colocar abundante grasa siliconada en la unión de ambos.
Mediante tornillos ajustar ambos disipadores firmemente.
Colocar una turbina refrigerante para aumentar la capacidad de disipasión.
En el caso del uso de una sola plaqueta (mono) la turbina puede estar ubicada al
medio del disipador ingresando aire (con agujeros de ventilación en la parte superior del gabinete).
En caso de un montaje stereo (2 placas) es conveniente utilizar dos turbinas.
Una para la entrada de aire y otra para la salida.
En el siguiente gráfico se muestra un ejemplo de montaje para ambos casos.
MANUAL TECNICO
montaje stereo
Modelo Nº: 4-016
Libro 5 - Experiencia 10 - Página 9/12
montaje mono
* Las flechas indican el sentido de circulación del aire.
Control de volumen
* Se debe utilizar un potenciómetro de 50 Kohms que se conectará de acuerdo
al diagrama de conexiones (utilizar cable mallado para las conexiones)
Notas sobre el montaje eléctrico del amplificador
* Colocar borneras de entrada y salida aisladas del chasis.
* Conectar un terminal de masa (puede ser una bornera a rosca) para unir a los
gabinetes de las etapas previas. Gracias a esta conexión (que debe estar soldada a
chasis) se disminuye los niveles de ruido.
* Sólo dos puntos deben estar conectados (de ser posibles soldados) al chasis
del gabinete. Estos son: El punto 0V de la fuente de alimentación y el punto 0V del
módulo 4-016.
* Si se monta un sistema stereo (2 placas 4-016), se puede utilizar un sólo
pulsador para encender ambas plaquetas. sólo tiene que retirar uno de los pulsadores,
conectarle la alimentación de 12 Vcc a ese módulo y medir con un tester en Vcc los
terminales del pulsador conectando el de 5Vcc con el de 5Vcc de la otra placa.
MANUAL TECNICO
Modelo Nº: 4-016
Libro 5 - Experiencia 10 - Página 10/12
MANUAL TECNICO
Modelo Nº: 4-016
Libro 5 - Experiencia 10 - Página 11/12
MANUAL TECNICO
Modelo Nº: 4-016
Libro 5 - Experiencia 10 - Página 12/12