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Amplificador de 70 vatios por canal transistorizado

Antes de entrar en detalles sobre este amplificador, quiero mencionar que se debe su publicación a Pablo(Argentina) que cuenta con 15 años de edad y ya está incursionando en la electrónica. Cuando recibí su E-mail solicitando un amplificador transistorizado de 50W.(aunque este es de mayor potencia), me alegró muchísimo que personas de esta edad estén interesados en esta ciencia. También quiero mencionar que por personas como Pablo, de distintas edades, que en algún momento me han escrito es que este sitio ha ido creciendo, porque han solicitado un circuito X y en la medida de lo posible se ha publicado.

DESCRIPCIÓN: Este amplificador entrega 70 vatios r.m.s.(raíz cuadrada de la medida de los cuadrados), si se ensambla en versión estereofónica, se contará con un amplificador de 140 varios r.ms.(si esta potencia la calculamos con la fórmula utilizada por los fabricantes: vatios r.m.s. x 2 = 280 vatios). Este amplificador produce una calidad de sonido en todos los niveles de volúmen, la distorsión armónica total es de 0.25% á 1%, la frecuencia de respuesta es uniforme dentro de los límites de 1 decibel más o menos, desde 5 Hz. hasta 25 Khz, descendiendo únicamente 3 decibles a 50 Khz.

Ha quedado desmostrado que los amplificadores con frecuencia plana responden bien más alla del límite máximo del oido(15,000 á 20,000 Hz) y tienen un mínimo total de distorsión de fase dentro del alcance audible. Con este amplificador se evita otro tipo de distorsión, ya que se utiliza un sistema de operación clase AB en lugar de clase B, en el e utilizan semiconductores de silicio de alta calidad. El circuito está directamente acoplado, sin el uso de transformador, casi en configuración complementaria con un sistema de realimentación negativa integrante de 35 decibeles, también cuenta con un aditamento a prueba de cortocircuitos que igualmente protege a las etapas de paso y de salida de altas corrientes y excesiva disipación de fuerza, el uso de semiconductores de silicio hace a los amplificadores más tolerantes al calor, su estabilidad se mantiene en 71 grados de temperatura ambiente, además, lla construcción mecánica, con el auxilio de 2 diodos provee un enlace de realimentación térmica, con lo cual se mejora la estabilidad.

FUNCIONAMIENTO: Con únicamente una señal de 0.8 en la entrada lleva al amplificador a entregar en su salida 70 vatios, esta señal puede provenir de un deck, un sintonizador, un preamlificador u otra fuente, misma que se acopla en J1, y por capacidad al Q1, el trabajo de R1 es aumentar la impedancia de entrada del amplificador a 100K, el capacitor C1 sirve como un retardador de c.c. y como ya se dijo, acoplador de señales. La polarización negativa de Q1 esta encargada al control R13 de ajuste a cero y de R2, R3 y r$, así como de los voltajes que se aplican.El control R13 se ajusta para obtener cero voltios en el punto F cuando no existen las condiciones que producen una señal, también se puede notar que existe una realimentación de c.c. de R13 a Q1. La corriente que se aplica a R13 afecta al voltaje que se aplica al emisor de Q1, mismo que a su vez afecta a la cantidad de corriente en todos los transistores y R13(todas las etapas están directamente acopladas). El voltaje estático en el punto F es mantenido en más o menos 0.1 voltio.

El capacitor C3 y el resistor R1 proveen un paso de realimentación negatica a Q1 del orden de 35 decibeles y dan al amplificador su respuesta de frecuencia uniforme. El capacitor C4 sobrepasa algunas de las más altas frecuencias a través de C3 y R5 y previene la excesiva disipación de los preimpulsores. La señal de Q1 se acopla directamente a la etapa de preimpulsores en configuración darlington de Q2 y Q3(los circuitos darligton son excelentes por su alta ganancia y alta impedancia), tiene un efecto de carga mínima sobre la etapa de entrada y, con Q1, provee toda la amplificación de voltaje para el aplificador. Las etapas siguientes no proveen ganancia alguna de voltaje, funcionan como amplificadores de corriente y rebajan la impedancia para acomodar una bocina individual de 8 ohmios o bien, un sistema de bocinas. Desde Q3, la señal se acopla directamente a 2 transistores complementarios(Q4 y Q5) , estos se usan para impulsar directamente a los transistores de potencia(Q6 y Q7).

El capacitor C7 tiene 2 funciones: 1.- Desacopla la fuente de alimentación para eliminar las fluctuaciones(variaciones) de voltaje de la etapa del preimplusor y el impulsor, 2.- Provee un voltaje autoelevador para incrementar al que activa a Q4. La polarización del voltaje de ajuste para las etapas impulsoras complementarias es provista por los diodos D1, D2 y D3, además por el control de polarización R10, los diodos se conectan térmicamente a los disipadores de calor de los transistores de salida, para establecer un circuito de realimentación térmica, con esto se logra estabilizar la corriente estática de las etapas de salida a su prefijado valor en todo caso de 100 grados, protegiendo al impulsor y a los transistores de potencia. El control de polarización permite el ajuste para obtener corriente estática en el circujito colector de Q6. Puede conectarse un amperímetro en J2 para medir la corriente. El anterior voltaje desciende a través de 3 diodos(D1, D2 y D3) y el voltaje a través de R13 provee el voltaje de polarización necesario para mantener las etapas de salida dentro de operación clase AB. El control de polarización permite el ajuste para obtener variaciones de los componentes.

Otro beneficio de la compensación de alta temperatura provista por la realimentación termal es la habilidad para mantener la estabilidad aún con resistores de pequeño valor en las etapas de salida(mientras menor sea la resistencia, menor es la pérdida). En este caso esto se convierte en mayor salida. La protección contra cortocircuitos es proporcionada por un circuito limitador de corriente, para o cual se utiliza el diodo zener D5 en conjunto con el transistor, R15 y R16. Ambos, el impulsor(Q4 y Q5) y los transistores de salida( Q6 y Q7) están protegidos de la alta corriente y de una excesiva disipación de fuerza que podrían ser causados por una reducida resistencia de carga o bien, por un cortocircuito. Si se produce una situación que obligue a la corriente a superar 5 amperios a través de cada resistor(R15 ó R16) sucede lo siguiente: Durante el medio ciclo en que se está produciendo la salida negativa el pequeño aumento de voltaje a través de D5 obliga a éste a conducir hacia adelante; durante el medio ciclo en que se produce la slaida positiva, el voltaje del zener desciende al mínimo y el diodo vuelve a conducir impidiendo mayor incremento en el voltaje y mayor incremento en la corriente de salida.

FUENTE DE ALIMENTACIóN: Este amplificador no necesita una fuente regulada, la fuente que se indica está diseñada para alimentar tanto al amplificador monofónico como al estereofónico. El transformador deberá tener 60 voltios en su secundario de extremo a extremo y la derivación central será la tierra o voltaje "0", estamos hablando entonces de una fuente simétrica, los capacitores de 4000 uF. se encargan de filtrar la corriente rectificada por el puente de diodos.

AJUSTE: Solamente dos ajustes por canal deben hacerse después que la instalación ha sido completada. Será necesario un multímetro para hacer estos ajustes. Si ensamblas la versión estereofónica de dos canales, deberás ajustar cada canal independientemente.

PASO 1: Poner en cortocircuito el clavijero (Jack) J1, usando una grapa o falsa clavija (Plug). No conectar la bocina, u otro dispositivo pero si, conectar un voltímetro de c.c. a través de terminal de salida o sea, donde se conectará la bocina. Conectar el amplificador y ponerlo a funcionar. Deberá de haber poco o ningún voltaje en el voltímetro, el cual debe de conectarse a su mayor alcance. Si mide algún voltaje de c.c. , ajustar el control R13 a cero para reducir este voltaje tan cerca de cero como sea posible. Si con esto no se obtiene ninguna reducción de voltaje es que existe un error en las conexiones o uno de los componentes está defectuoso. Comprobar el circuito y/o reemplazar el componente defectuoso antes de seguir adelante.

PASO 2: Desconectar la fuente de energía, descargar los capacitores del filtro y conectar las líneas de la base y del emisor de los transistores de salida Q6 y Q7. Conectar un miliamperímetro a una clavija (plug) de audifono y conectarla al clavijero (jack) J2 para medir la corriente del colector Q6. Conectar el amplificador. Ajustar el control de tensión R10 para una lectura de 20 mA. Finalmente, el control de ajuste a cero, o sea, R10 dejarlo en o resistencia.

Algo muy importante: asegurárse de que el sistema de altoparlantes es capaz de resistir 70 vatios por canal. Es recomendable que el amplificador este colocado donde haya circulación de aire, pero no de aire caliente, obviamente.

Fuente de alimentación para Amplificador de 70W estéreo CARACTERíSTICAS:
Potencia de salida: 70 vatios(por canal)
Clase: AB
Incremento de fuerza: 68 decibeles
Zumbido y ruido: menos de 60 decibeles de 1W.
Distorsión armónico total: menos de 0.25% a 1 Khz. y 70W.
de salida, menos de 0.08% a 20 Hz. o 25 Khz. de 0 á 70W.
Respuesta de frecuencia: 5 Hz. a 25 Khz. +1 dB., abajo 3 dB
en 90 Khz.
Impedancia de entrada: 100,000 ohmios
Impedancia de salida: 8 ohmios
Sensibilidad: 0.8 V. de entrada por 70 W. de salida.
Otros: a prueba de cortocircuitos y circuito abierto,
series conectados directamente acoplados a la etapa de salida;
no usa transformadores de impulsión o salida, circuito de entrada
sólido, todo de silicio.
Amplificador de 140W estéreo Lista de componentes
Capacitores:
C1: 5 uF. 15V.
C2: 1000 uF. 3V.
C3: 2 uF. 6V.
C4: 100 pF. 50V. 5% de tol.
C5: 0.01 uF.
C6: 300 uF. 6V.
C7: 100 uF. 50V
C8: 0.1 uF. 100V.
Diodos:
D1, D2, D3: Diodo 1N3754
D4: Diodo 1N1612
D5: Diodo zener 1 W. 4.7V.
Transistores(de silicio):
Q1: Transistor pnp 40406 (NTE129)
Q2: Transistor npn 40407 (NTE128)
Q3: Transistor npn 40408 (NTE16005)
Q4: Transistor npn 40409 (NTE128)(con escape térmico)
Q5: Transistor pnp 40410 (NTE129)(con escape térmico)
Q6, Q7: Transistores de potencia npn 40411 (NTE181)
Resistores( 1/2W.):
R1: 82K
R2: 18K
R3: 180 ohmios
R4, R6: 10K
R5: 33K
R7: 100K
R8: 4.7K
R9: 270 ohmios
R10: Potenciómetro 250 ohmios 1/4 vatio
R11: 5.6K
R12: 3.9K
R13: Potenciómetro 100 ohmios 1/4 vatio
R14: 100 ohmios
R15: 0.33 ohmios 10 vatios
R16: 0.27 ohmios 10 vatios
R17: 20 ohmios
OBSERVACIóN: Los transistores de potencia(Q6 y Q7) se deben de montar en disipadores de calor, por lo mismo no van en la tableta de circuito impreso.
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De interés

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Electrónica molecular: A partir de la fecha ( 26/04/2008), hemos creado la sección, para tenerte al tanto sobre las noticias de esta rama de la ciencia electrónica.

NOTA: Los circuitos aquí publicados, en su mayoría no han sido probados físicamente, el buen funcionamiento o no de los mismos, es responsabilidad del ensamblador.

Robótica

Robótica, la robótica en su forma más simple
Robótica: Es la rama de la tecnología en la cual se diseñan máquinas que intentan emular las acciones ejecutadas por el ser humano. De hecho, los robots ya son usados para llevar a cabo tareas extremedamente pesadas para una persona, un ejemplo es el montaje de partes de automóviles, camiones, etc.

Circuitos Impresos

Todo circuito electrónico necesita un medio para ensamblarlo, esta es la función de los circuitos impresos ( PCB ). Originalmente vienen en placas vírgenes de baquelita o fibra de vidrio y una capa delgada de cobre en el cual se plasma o diseña el circuito basado en el diagrama o esquema del circuito.