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Amplificador de 100W - Parte 1 - Diagrama



Hola a todos y bienvenidos a este nuevo post..!!

Hoy vengo a presentarles la primera parte de un proyecto mayor, pero que es igualmente importante, se trata de una amplificador de audio estéreo, de 100 Watts por canal, ideal para escuchar música en ambientes grandes e inclusive al aire libre. Es muy fácil de ensamblar y relativamente económico.

Asique si les interesa saber cómo crear ustedes mismos su propio amplificador de audio casero los invito a leer este post y aprender a hacerlo. Comencemos...!!

El amplificador, para que sea sencillo y todos puedan montarlo, he decidido utilizar un circuito integrado. Si bien es muy posible que con transistores o integrados híbridos obtengamos un mejor desempeño, me parece una opción muy buena, económica y con una definición de sonido aceptable.

El integrado que emplearemos para nuestro proyecto será el TDA7294, creado por la empresa STMicroelectronics. En un amplificador de clase AB muy utilizado en el campo de la alta fidelidad (HiFi)

Como datos importantes podemos mencionar que se alimenta con una fuente dual o simétrica de hasta ±40V y puede entregar una Potencia Musical RMS de 100W en una carga de 8 Ohms con una alimentación de ±38V. Por cierto, el concepto de Potencia Musical describe la potencia máxima que el amplificador es capaz de producir sobre la resistencia de carga nominal (en este caso los altavoces o parlantes) pero sin tener en cuenta la NO Linealidad del mismo (los altavoces exhiben una impedancia diferente dependiendo la frecuencia que reproduce). Este valor se mide 1 segundo después de haber aplicado una señal de entrada sinusoidal de 1 kHz de frecuencia.



Veamos entonces el diagrama que estaremos utilizando. (Pueden hacer click y ampliarla para más detalles)


Tenemos primeramente tres conectores a la izquierda, el superior es la alimentación del circuito, con un voltaje positivo (+Vs), Masa (GND) y voltaje negativo (-Vs). El conector central es la entrada de señal (Input) y el inferior es para controlar los pines de MUTE y Stand By del amplificador (de este hablaremos mas adelante)

Comencemos pues a analizar el circuito, comencemos por la entrada de señal. Tenemos C1 y R1 en serie a la entrada, la función de C1 es impedir que cualquier componente de corriente continua que ingrese por la entrada llegue al amplificador pudiendo generar zumbidos y hasta distorsion. Por otra parte, R1 simplemente atenua un poco el nivel del audio ingresado.

Seguidamente tenemos C2 y R2 en paralelo a la entrada de señal. C2 atenua frecuencias muy altas para evitar exceso de brillos en el audio amplificado. R2 establece la impedancia de entrada.

OBSERVACIÓN: Noten que R1 y C2 se hayan conectado en una configuración conocida como pasa bajos, es por este motivo que C2 debe ser de una capacidad muy baja, si aumentan este valor pueden verse atenuadas las frecuencias altas.

En cuanto a la alimentación, tenemos los pines 7 y 13 conectados a la tensión positiva +Vs (unos +37v DC aproximadamente) y los pines 8 y 15 a la alimentación negativa -Vs (unos -37v DC aproximadamente) es por este motivo que se hace indispensable el uso de una fuente simétrica para alimentar este circuito.

Los capacitores C3 y C4 filtran cualquier componente de alterna o RF que pudiese proveer la fuente de alimentación.

Los invito a ver el siguiente video donde les enseñare cómo funciona y cómo montar la fuente dual o simétrica que necesitarán para alimentar este amplificador.


La resistencia R4 está conectada entre la salida del amplificador y su entrada inversora (pin 2), generando de esta forma una realimentación negativa, pero a su vez esta está asociada a la resistencia R3. R4 y R3 determinan la ganancia del amplificador. Con los valores propuestos la ganancia ronda los 47dB. Según el fabricante del integrado la ganancia debe ser mayor o igual a los 24dB.

En el caso de que no vayan a utilizar un preamplificador, pueden subir el valor de R4 para aumentar la ganancia del amplificador. pueden subirla hasta los 68K sin problemas. Repito, solo en el caso de que no usen preamplificador, de no ser asi, al tener más ganancia es posible que tengan distorsión cuando tengan el volumen a máximo.

Ahora veamos la aplicación de los pines MUTE y STANDBY. Por un lado, al aplicar un voltaje positivo en estos pines, activamos su uso. La función MUTE cancela la salida del amplificador, por lo cual no emite sonido alguno. Por otra parte, la función STANDBY hace que el amplificador entra en modo de reposo, consumiendo una minima corriente (corriente de standby). De esta forma, al encender el amplificador evitamos el molesto POP sobre los parlantes.

El conector de tres pines lo utilizaremos para conectar un conmutador, con el que posteriormente podremos controlar el encendido y apagado del amplificador


Gracias a R6, R7, C8 y C9 nos aseguramos un encendido suave y sin ruidos molestos. 


Y ya por último tenemos la salida del amplificador (pin 14) al cual, a través del conector de salida, le conectaremos nuestro altavoz o parlante. Solo queda comentar que R5 y C5 son necesarios, segun el datasheet, en el caso de que la alimentación sea de menos de ±26V. Pero yo he decidido incluirlo igualmente. 

Por último el condensador C6 se utiliza para la regulación de BIAS del amplificador. va conectado al pin 6, llamado BOOTSTRAP. Básicamente se utiliza para regular la impedancia de entrada del amplificador en función de la amplitud presente a la tensión de salida del mismo. De esta manera se consigue una mejor respuesta y una mejora en la eficiencia.



LISTA DE COMPONENTES:

RESISTENCIAS 1/4w

-R1 4.7K

-R2, R4 47K

-R3 1K

-R5 2.7 Ohms 1/2W

-R6 10K

-R7 22K

CONDENSADORES

-C1 0.47uF [474] Cerámico o Polyester

-C2 470pF [471] Cerámico

-C3, C4, C5 0.1uF [104] Cerámico o Polyester

-C6, C7 22uF/50v Electrolítico

-C8, C9 10uF/50V Electrolítico

VARIOS

-IC1 TDA7294

-Disipador

-Fuente Dual de ±37V


Como último punto importante quiero comentarles que el transformador ideal para este amplificador es de 29-0-29V con una corriente de 2A. Los invito a ver el post que les dejo a continuación, donde pueden aprender de una forma correcta y sencilla todos los cálculos necesarios para realizar su transformador de alimentación.






Y eso es todo por esta primera parte, próximamente veremos el diseño del circuito impreso, su ensamble, su interconexión, etc. Asique bueno, lo único que me resta es agradecerte por tomarte el tiempo de leer este post, pero en el caso de que quieras profundizar un poco el circuito, aqui te dejo el video que realicé para mi canal de Youtube KrissElectronics sobre este diagrama, espero que te guste... y que te suscribas si aun no lo has hecho




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