Create project Need help?
Show more (4)
Juan.Canton

Cris Audio Amp

Status: Proposal
4988
6
votes
June 7, 2014
HPIM2151.JPG

This is a modest power multichanel audio amp build whith common parts, written in Spanish . 

 

CRIS-AMP SISTEMA DE AUDIO PARA PC O SMARTPHONE

El aparato que les presento está compuesto por 7 amplificadores de audio, de diferentes potencias para formar un reproductor de alta calidad para PC con sistema de audio 7.1. Consta de dos amplificadores frontales de 15 watts cada uno, dos laterales de 15 watts cada uno, dos amplificadores traseros de 4 watts cada uno y un subwoofer o canal central de 30 watts. La particularidad de este diseño, es que está compuesto de solo 4 circuitos que se repiten para lograr las potencias, que cito en el párrafo anterior, está alimentado por fuentes de poder de laptop, que adquirí por nada en una tienda de reciclaje, obviamente también se puede alimentar con una fuente a base de transformador.

Condiciones de diseño

  1. Sonorizar una habitación de 4 x 5 metros.
  2. Usar el la medida de lo posible componentes comunes de uso general y fácilmente disponibles en el mercado.
  3. No se dispone de de fuentes de poder bipolares y se usaran fuentes de los voltajes mas comunes 12V. Y 24V.

Descripción de los circuitos

1.- Amplificador de 15 W.

Es un amplificador a base de transistores como se muestra en la figura 1 y su funcionamiento es el siguiente: El transistor Q1 amplifica y en combinación con R11 controla el punto de operación de todo el circuito y aísla el amplificador diferencial formado por Q2 y Q3 de la entrada. Como se mencionó Q2 y Q3 forman un amplificador diferencial con una alta impedancia en la unión de sus emisores, producto de la fuente de corriente formada por Q4, R8, C5, C9, D2, D3 y R13 que combina la señal de entrada con la retroalimentación, esto nos asegura un amplio ancho de banda y minimiza el efecto del condensador de acoplamiento C6, que normalmente bloquearía las frecuencias bajas, de ahí la señal es pasada al transistor Q5, que tiene la función de amplificar y alimentar la etapa de salida, este transistor tiene conectada la otra fuente de corriente formada por Q6, R14 y comparte D2, D3, C5, C9 y R13 con la fuente de corriente del amplificador diferencial, es de notar que la corriente del colector pasa por R19, R10 Y D1, los cuales dan la corriente de reposo a la etapa de salida para evitar distorsión de cruce. La presencia de R4, aparentemente en corto, es por las características del circuito impreso que en muchos de los casos un mal diseño puede causar mallas de tierra y la presencia del llamado hum, sobre todo, cuando se usan fuentes de alimentación a base de transformador. Todos los componentes especialmente los transistores, deliberadamente, se escogieron con capacidad mucho mayor a la necesaria con el fin de usar disipadores de calor de menor tamaño. Este amplificador puede trabajar con altavoces hasta de 4 Ohms, obviamente la potencia de salida y el consumo de corriente se elevarían considerablemente además que se deben usar disipadores de calor considerablemente más grandes. No se recomienda usar altavoces de 2 Ohms, ya que el condensador de salida estaría sometido a manejar demasiada energía. Como lo abran notado, en resumen, es un amplificador clase AB muy simple, siéntanse libres de sustituir los transistores por cualquier equivalente, por esto les recomiendo, en especial, para la conexión en puente, del cual les explicaré más adelante; consideren que todos los transistores de pequeña señal tengan la misma ganancia de corriente y que los transistores de salida sean complementarios.

2.- Amplificador de 4 W.

Para este amplificador propongo dos opciones: la primera usar el mismo amplificador de 15 W. recalculado, para alimentarlo, con una fuente de 12 Volts. Los componentes que se modifican son las resistencias que muestro en la tabla siguiente.

omponente 15 W. 24 Volts 5 W. 12 Volts

R1 18K 12K

R2 82K 18K

R3 18K 27K

R6 5.6K 3.9K

R7 560 1.5K

R11 3.3K 1.5K

R12 3.3K 1.5K

R14 39 56

Por supuesto el funcionamiento es el mismo, que para el amplificador de 15 W. La segunda opción se muestra en la figura 2, es un amplificador basado en el venerable amplificador de audio TDA2003, este circuito no permite grandes opciones solo se modificó el ancho de banda y tiene presets a su entrada, debido a que lo vamos a alimentar con señal muy alta y le provocaríamos que se sature, por lo demás está construido exactamente como lo propone su nota de aplicación, por lo que no veo la razón para explicar su funcionamiento.

3.- Control de volumen y balance

Su funcionamiento es muy simple; R1, R2 Y C1 acondicionan la señal y cortan las altas frecuencias en la gama inaudible, esto evitará posibles oscilaciones en los amplificadores de potencia. La combinación del control de volumen y balance, nos da una respuesta cuasi logarítmica, se recomienda usar potenciómetros lineales que son más fáciles de conseguir. Si fuera necesario para evitar la saturación de los amplificadores de potencia debido a señales de alimentación muy intensas se puede cambiar el valor de R1 Y R4 sin ningún problema.

4.- Inversor de señal

La función de este circuito es tomar la señal del canal central de la computadora y convertirla en una señal igual a la que se alimenta mas el inverso de esta en general, su funcionamiento es parecido a un amplificador final de audio. La señal de audio es alimentada a una etapa diferencial compuesta por Q1 Y Q2 pasando por el control de volumen Q1, amplifica y alimenta a Q4 y este retroalimenta negativamente al amplificador diferencial, con esto prácticamente cancela la ganancia, pero tenemos la ventaja que se aumenta el ancho de banda del amplificador en su conjunto, mediante R14 se puede controlar el nivel de retroalimentación negativa y con esto se controla la ganancia total. Q3 es un divisor de fase y en su emisor aparece la señal con la misma fase que la que alimentamos, en su colector aparece la señal con la fase invertida y las dos tienen la misma impedancia. Se podría pensar que con solo el transistor Q3 se lograría los mismos resultados, pero no es así porque el efecto del condensador de acoplamiento nos cancelaría las frecuencias mas bajas que son las que mas nos interesan en este caso. Este circuito se usa para configurar en puente dos amplificadores de 15 W. y así lograr duplicar la potencia de salida a 30 W.

Integración del sistema.

1.- Altavoces frontales, laterales y traseras.

Usando un conector de 3.5mm estereo, alimentar el circuito de control de volumen, tomar en cuenta que la punta del conector es el canal izquierdo, las salidas del control de volumen conectarlas a los amplificadores usando de preferencia cable blindado, conectar la fuente de alimentación, como medida preventiva antes de conectar los altavoces medir el voltaje en el punto de unión de R15 y R16 a tierra y debe medir la mitad del voltaje de alimentación mas o menos dos volts, si este voltaje no esta dentro de lo tolerable checar errores al ensamblar o falla de algún componente, otra señal de mal funcionamiento es si se calientan en exceso o disparejos los transistores de salida sin señal a la entrada. Todos los amplificadores se pueden probar sin haberlos instalado en los disipadores de calor, siempre y cuando no se operen por periodos largos o a toda su capacidad, con esto no quiero decir que no necesiten disipadores. Para el caso de que se quiera usar el amplificador con TDA2003 se deben poner los presets al mínimo, para luego con el control de volumen al máximo girar los presets hasta el punto donde se note distorsión, es recomendable que finalmente queden en la misma posición.

2.- Altavoz central.

Como precaución recomiendo que en la construcción de los amplificadores se usen transistores igualados en su ganancia, existen muchos métodos simples para igualarlos, no es necesario que todos los MPSA06 o el que se use sean iguales, al decir igualar en este caso, es que el que se use en el amplificador uno sea parecido al del amplificador dos, esto para evitar diferencias en las salidas. Además de lo anterior como se muestra en la figura 5, es necesario sustituir el condensador de salida C13 por un puente de alambre en los dos amplificadores y antes de conectar el altavoz checar los voltajes entre los puntos A y B, deben tener cuando mucho una diferencia de 500 mV. Si no es así y suponiendo que todos los transistores son iguales se puede variar el valor de R1 para lograr estar dentro de lo tolerable, la mejor manera es conectar en serie una resistencia de 15k con un preset de 5k, esto nos daría control en los dos sentidos. Control de encendido: Debido a que frecuentemente apagamos la computadora y olvidamos apagar los accesorios diseñe el control de relevador que les muestro en la figura 6, su funcionamiento es muy simple al encender la computadora tendremos 5V. en los puertos USB, C1 estará descargado y provocará la saturación de Q1 que aplicara los 5V. al relevador, una ves anclado el relevador se le puede disminuir el voltaje, esto se logra en el momento que R2 carga el condensador C1,con esto estresamos menos el voltaje que estamos tomando del puerto. Este circuito controla una tira de contactos de línea y con ello al apagar la computadora apagamos todos los accesorios.

 

Read the full post
Show less
Images
4 watts stereo amp
4 watts plus usb control assembly
mono bridge connection
Schematics
PCBs
Other

Loading comments...