Amplificador de Audio de 20W

AMPLIFICADOR DE SONIDO DE 20 W

UNIVERSIDAD DE CUENCA

FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES

ELECTRÓNICA ANALÓGICA

PROYECTO: AMPLIFICADOR DE SONIDO DE 20 W CON ECUALIZADOR DE 3 BANDAS

DOCENTE: ING. VINICIO IÑIGUEZ ALUMNOS: ERIKA MALDONADO JONNATHAN PERALTA GRUPO: 4 FECHA: 15 DE ENERO DEL 2014 ERIKA MALDONADO Y JONNATHAN PERALTA

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AMPLIFICADOR DE SONIDO DE 20 W

ERIKA MALDONADO Y JONNATHAN PERALTA

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AMPLIFICADOR DE SONIDO DE 20 W

Contenido 1.

Resumen ................................................................................................................................ 4

2.

Introducción .......................................................................................................................... 4

3.

Objetivos ............................................................................................................................... 5 3.1.

Objetivo General ........................................................................................................... 5

3.2.

Objetivos Específicos ..................................................................................................... 5

4.

Materiales ............................................................................................................................. 5

5.

Amplificadores de audio ....................................................................................................... 6 5.1.

Etapa de Ecualización .................................................................................................... 7

5.1.1.

Filtro Pasa-bajo ...................................................................................................... 7

5.1.2.

Filtro Pasa-alto ...................................................................................................... 8

5.1.3.

Filtro Pasa-banda................................................................................................... 9

6.

Conclusiones........................................................................................................................ 12

7.

Recomendaciones ............................................................................................................... 12

8.

Bibliografía .......................................................................................................................... 12

9.

Anexos ................................................................................................................................. 13

Tabla de Figuras Figura 1. Red de amplificación de sonido de 20W ........................................................................ 7 Figura 2. Diagrama de filtro pasa-bajo de segundo orden ............................................................ 8 Figura 4. Diagrama de filtro pasa-alto de segundo orden ............................................................ 9 Figura 5. Circuito ecualizador de 3 bandas con filtros de segundo orden .................................. 10 Figura 6. Circuito ecualizador de 3 bandas adicional .................................................................. 11 Figura 7. Diseño de un amplificador de audio de 20W con ecualizador de 3 bandas ................ 13

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AMPLIFICADOR DE SONIDO DE 20 W

1. Resumen El presente proyecto tiene como objetivo el diseño y construcción de un amplificador de sonido de 20W con ecualizador de 3 bandas, con el fin de poner en práctica los conocimientos adquiridos en la materia de Electrónica Analógica, la cual será implementada en el transcurso de nuestra carrera en prácticas de laboratorio siguientes. Este proyecto se divide en 2 etapas, descritas a continuación: Etapa de Amplificación, donde haremos uso del amplificador operacional TDA2003, el cual sirve para amplificar la salida de: PC, mp3, tv, celulares, etc. y finalmente la Etapa de Ecualización en la que mediante cálculos haremos uso de filtros pasa-bajo, pasa-banda y pasa-alto para poder variar los altos, medios y bajos cuando deseemos. En este informe se detallará paso a paso la construcción y montaje de los elementos que conforman el amplificador de sonido, así como las conexiones de los mismos mediante planos eléctricos diseñados con el objetivo de su fácil interpretación y lectura.

2. Introducción En ingeniería, se conocen como filtros a los sistemas selectivos de frecuencias que permiten el paso de una banda específica, mientras bloquean, o por lo menos atenúan, los componentes espectrales que se encuentran por fuera de este intervalo. Los filtros pueden construirse a partir de la interconexión de resistencias, inductancias y condensadores, a los cuales se les conoce como pasivos; o a través de circuitos basados en amplificadores operacionales, en cuyo caso se denominan filtros activos. Una de las principales ventajas que ofrecen los filtros activos consiste en que son ideales para operar a bajas frecuencias, además de aprovechar el predecible comportamiento que poseen los amplificadores operacionales en las regiones inferiores del espectro. Esto hace que este tipo de sistemas sean sumamente versátiles a la hora de procesar señales cuyo ancho de banda se sitúa dentro de la audio frecuencia, región en la cual los filtros pasivos presentan algunas dificultades. El ecualizador de audio presentado en este documento se encuentra construido a partir de tres etapas de filtrado basadas en redes Sallen-Key. La primera de ellas consiste en un filtro activo pasa bajos de segundo orden diseñado para una frecuencia de corte de 250 Hz. De forma paralela, la señal de audio se hace pasar a través de un filtro paso alto configurado para permitir el paso de los componentes espectrales superiores a 4 kHz, y de un filtro pasa banda con un límite inferior situado en 500 Hz y superior en 2 kHz. Antes de ingresar a la etapa de filtrado, se utilizan seguidores de tensión como acopladores de impedancia, con el objetivo de reducir al mínimo cualquier riesgo de sobre tensión a la fuente, y ofrecer una impedancia de salida baja hacia la etapa de filtros. Las salidas de los tres selectores de frecuencias ingresan a un sumador de ganancia configurable en el cual es posible ajustar el valor de ganancia de la banda pasante de cada filtro. Posteriormente, la señal es amplificada en tensión por medio de una etapa no inversora con amplificador operacional. El amplificador de este proyecto presenta una potencia de salida de 20W y posee un ecualizador de 3 bandas que permite el control de tonos a gusto del operador. El circuito completo del amplificador ecualizador aparece en la Figura 6.

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AMPLIFICADOR DE SONIDO DE 20 W El amplificador de potencia está constituido por dos amplificadores en puente, siendo cada amplificador, a su vez, constituido básicamente por un circuito integrado TDA2003, tres capacitores y cuatro resistores. Como el disipador de calor, usado para los TDA2003, en este montaje, posee una superficie de disipación suficiente para evitar el calentamiento indebido de los mismos.

3. Objetivos 3.1.

Objetivo General Diseñar y construir un amplificador de sonido de 20W con ecualizador de 3 bandas, empleando amplificadores operacionales para filtrar las señales de entrada, calcular los parámetros de los elementos empleados en su construcción y comprobar su funcionamiento.

3.2.

Objetivos Específicos -

Analizar teóricamente y de forma práctica la aplicación de amplificadores operacionales en filtros pasa-bajo, pasa-banda y pasa-alto. Hacer uso de filtros de segundo orden y dimensionar sus parámetros para frecuencias de corte impuestas.

4. Materiales -

Multímetro. Osciloscopio. Protoboard. Cable multipar. 2 TDA2003 1 C4558 4 TL084 2 resistencias de 47 Ω 2 resistencias de 2.2 Ω 2 resistencias de 220 Ω 2 resistencias de 1 Ω 4 resistencias de 1K 2 resistencias de 10K 4 resistencias de 2.7K 2 resistencias de 100K 2 resistencias de 220K 1 resistencia de 2.2k 2 resistencias de 68kΩ 8 resistencias de 5.8 kΩ 4 resistencias de 15 kΩ 8 resistencias de 10 kΩ 2 resistencias de 3.9 kΩ 2 resistencias de 33 kΩ 2 resistencias de 8.2 kΩ

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AMPLIFICADOR DE SONIDO DE 20 W -

2 Condensadores de 1000 uF 2 Condensadores de 470 uF 2 Condensadores de 100 uF 6 Condensadores de 1 uF 2 Condensadores de 0.047 uF (473) poliéster 2 Condensadores de 0.1 uF (104) poliéster 8 Condensadores de 0.01uF (104) cerámico 1 Condensador de 10 uF 2 Condensadores de 0.0047 uF (472) poliéster 4 Condensadores de 470 pF (471) cerámico 4 potenciómetros dobles de 20KΩ 1 Disipador de aluminio conector RCA doble 2 bocinas de 8Ω Hojas características de amplificadores operacionales:TDA2003 y TL084

5. Amplificadores de audio Si observamos la Figura 1, podemos ver que el Condensador conectado a la patilla 5 sirve para aplanar el posible rizado de la fuente de alimentación. Junto con la resistencia interna de la FA, forma un filtro RC. Se toma un valor típico de 100uF. Los condensadores conectados a las patillas 1 y 4 son condensadores de desacoplo. Se calculan para que presenten una impedancia despreciable frente a las impedancias de entrada y salida. Se calcula tal que XC es 10