Circuitos Electrónicos II - Facultad de Ingenieríaweb.fi.uba.ar/~jcuomo/pdf/Amplificador.pdf ·...

Circuitos Electrónicos II

FACULTAD DE INGENIERÍA

UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES

Amplificador de Audio

Integrantes: Moguilevsky, Damian (90174)

Lesser, Ignacio (90942)

Cuomo, Joaquin (90453)

Sanca, Gabriel (93869)

Docentes: Ing. Alberto Bertuccio

Ing. FabiánAcquaticci

Ing. Pablo Gamez

Ing. Edgardo Marchi

Ing. Romeo César

Sr. Enrique D’Onofrio

Sr. PatricioBos

3 Amplificador de Audio _____________________________________________________________________

Índice de Contenidos

AMPLIFICADOR DE AUDIO ................................................................................................................................................ 1

INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................................................... 6

Definiciones y Terminología .................................................................................................................................. 6 Amplificadores ................................................................................................................................................................... 6 Justificación del proyecto ................................................................................................................................................... 7

OBJETIVOS .................................................................................................................................................................... 8 Finalidad del proyecto ........................................................................................................................................... 8

DEFINICIÓN ................................................................................................................................................................... 8 INGENIERÍA BÁSICA GENERAL DEL PROYECTO ........................................................................................................................ 9

Diagramas en bloques .......................................................................................................................................... 9 Descripción detallada de cada bloque .................................................................................................................. 9 Planificación ........................................................................................................................................................ 10

AMPLIFICADOR .................................................................................................................................................... 12

INGENIERÍA BÁSICA ....................................................................................................................................................... 12 Relevamiento de soluciones existentes a problemas similares ........................................................................... 12 Propuestas de alternativas de diseño y solución adoptada ................................................................................ 13 Diagramas en bloques ........................................................................................................................................ 14

INGENIERÍA DE DETALLE ................................................................................................................................................. 15 Circuitos eléctricos .............................................................................................................................................. 15 Descripción del circuito ....................................................................................................................................... 15 Detalles de selección y cálculo de los elementos circuitales de cada bloque ...................................................... 17

Primera etapa ................................................................................................................................................................... 17 Segunda etapa .................................................................................................................................................................. 18 Terceraetapa .................................................................................................................................................................... 18 Ganancia de lazo cerrado ................................................................................................................................................. 18 Cálculo del disipador ........................................................................................................................................................ 18

Simulaciones ....................................................................................................................................................... 19 CONSTRUCCIÓN DEL PROTOTIPO ...................................................................................................................................... 25

Diseño de los circuitos impresos ......................................................................................................................... 25 Guía de localización de Componentes................................................................................................................. 27

Descripción ....................................................................................................................................................................... 27 Ubicación de los componentes en el gabinete ................................................................................................................. 28

Listado de componentes ..................................................................................................................................... 29 Diseño mecánico y Dimensionamiento del cableado .......................................................................................... 30 Detalles de construcción y montaje .................................................................................................................... 30 Ajustes y Verificaciones ....................................................................................................................................... 31

Objetivo ............................................................................................................................................................................ 31 Instrumentos .................................................................................................................................................................... 31 Inspección visual y de armado ......................................................................................................................................... 31 Procedimiento de verificación .......................................................................................................................................... 31

VALIDACIÓN DEL PROTOTIPO .......................................................................................................................................... 32 Objetivo ............................................................................................................................................................... 32 Instrumentos ....................................................................................................................................................... 32 Procedimiento de validación de la fuente ........................................................................................................... 32 Resultados ........................................................................................................................................................... 35


Polarización ...................................................................................................................................................................... 35 Sensibilidad ...................................................................................................................................................................... 36 Ganancia de tensión ......................................................................................................................................................... 36 Respuesta en frecuencia .................................................................................................................................................. 37 Slew Rate .......................................................................................................................................................................... 39 Impedancia de entrada .................................................................................................................................................... 39 Impedancia de salida ........................................................................................................................................................ 40 Distorsión armónica (THD) ............................................................................................................................................... 40

Discusión ............................................................................................................................................................... 3

FUENTES DE ALIMENTACIÓN ................................................................................................................................. 4

DESCRIPCIÓN ................................................................................................................................................................. 4

FUENTE LINEAL ...................................................................................................................................................... 5

INGENIERÍA BÁSICA ......................................................................................................................................................... 5 Relevamiento de soluciones existentes a problemas similares ............................................................................. 5 Elección de la solución .......................................................................................................................................... 5 Diagramas en bloques .......................................................................................................................................... 6 Descripción detallada de cada bloque .................................................................................................................. 6

INGENIERÍA DE DETALLE ................................................................................................................................................... 7 Circuitos eléctricos ................................................................................................................................................ 7 Descripción del circuito ......................................................................................................................................... 7 Detalles de selección y cálculo de los elementos circuitales de cada bloque ........................................................ 8 Simulaciones ......................................................................................................................................................... 9

CONSTRUCCIÓN DEL PROTOTIPO ...................................................................................................................................... 11 Diseño de los circuitos impresos ......................................................................................................................... 11 Listado de componentes ..................................................................................................................................... 12 Diseño mecánico y dimensionamiento del cableado .......................................................................................... 12 Detalles de construcción y montaje .................................................................................................................... 12 Ajustes y Verificaciones ....................................................................................................................................... 13

FUENTES CONMUTADAS ...................................................................................................................................... 14

INGENIERÍA BÁSICA ....................................................................................................................................................... 14 Relevamiento de soluciones existentes a problemas similares ........................................................................... 14 Propuestas de alternativas de diseño ................................................................................................................. 15 Elección de la solución ........................................................................................................................................ 15 Diagramas en bloques ........................................................................................................................................ 16 Descripción detallada de cada bloque ................................................................................................................ 16

INGENIERÍA DE DETALLE ................................................................................................................................................. 17 Circuitos eléctricos .............................................................................................................................................. 17 Descripción del circuito ....................................................................................................................................... 17 Detalles de selección y cálculo de los elementos circuitales de cada bloque ...................................................... 18 Simulaciones ....................................................................................................................................................... 19

CONSTRUCCIÓN DEL PROTOTIPO ...................................................................................................................................... 20 Diseño de los circuitos impresos ......................................................................................................................... 20 Guía de localización de Componentes................................................................................................................. 20 Listado de componentes ..................................................................................................................................... 21 Diseño mecánico y Dimensionamiento del cableado .......................................................................................... 22 Detalles de construcción y montaje .................................................................................................................... 22 Ajustes y Verificaciones ....................................................................................................................................... 23

Objetivo ............................................................................................................................................................................ 23 Instrumentos .................................................................................................................................................................... 23 Inspección visual y de armado ......................................................................................................................................... 23 Procedimiento de verificación .......................................................................................................................................... 23


VALIDACIÓN DEL PROTOTIPO .......................................................................................................................................... 24 Objetivo ............................................................................................................................................................... 24 Instrumentos ....................................................................................................................................................... 24 Procedimiento de validación de la fuente ........................................................................................................... 24 Resultados ........................................................................................................................................................... 25 Discusión ............................................................................................................................................................. 28

INCONVENIENTES DURANTE EL DESARROLLO DEL PROTOTIPO ................................................................................................. 29 CONCLUSIONES ............................................................................................................................................................ 29 BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................................................. 30


Introducción

Definiciones y Terminología

Amplificadores Existen distintas topologías que describen la conexión entre transistores y elementos

discretos para dar como resultado la etapa de salida de un amplificador de potencia. Entre las más utilizadas podemos destacar las siguientes:

Clase A Son amplificadores que consumen corrientes continuas altas de su fuente de alimentación,

independientemente de la existencia de señal en la entrada. Esta amplificación presenta el inconveniente de generar una fuerte y constante cantidad de calor que ha de ser disipada. Esto provoca un rendimiento muy reducido al perderse una parte importante de la energía que entra en él. Es frecuente en circuitos de audio y en equipos domésticos de gama alta, ya que proporcionan gran calidad de sonido al ser muy lineal y con poca distorsión.

Tiene una corriente de polarización en relación con la máxima corriente de salida que pueden entregar. Los amplificadores de clase A a menudo consisten en un solo transistor de salida conectado directamente un terminal a la fuente de alimentación y el otro a la carga. Cuando no hay señal de entrada la corriente fluye directamente del positivo al negativo de la fuente de alimentación, consumiéndose potencia sin resultar útil.

Clase B Los amplificadores de clase B se caracterizan por tener intensidad casi nula a través de sus

transistores cuando no hay señal en la entrada del circuito. Ésta es la que polariza los transistores para que entren en zona de conducción, por lo que el consumo es menor que en la clase A, aunque la calidad es algo menor debido a la forma en que se transmite la onda. Se usa en sistemas telefónicos, transmisores de seguridad portátiles y sistemas de aviso, aunque no en audio.

Los amplificadores de clase B tienen etapas de salida con corriente de polarización nula. Tienen una distorsión notable con señales pequeñas, denominada distorsión de cruce por cero, porque sucede en el punto que la señal de salida cruza por su nivel de cero volt AC y se debe justamente a la falta de polarización, ya que en ausencia de esta, mientras la señal no supere el nivel de umbral de conducción de los transistores estos no conducen.

Clase C Los amplificadores de clase C son conceptualmente similares a los de clase B,ya que se ubica su

punto de trabajo en un extremo de la recta de carga, con corriente de polarización cero. Sin embargo, su estado de reposo se sitúa en la zona de saturación con alta corriente, o sea, en el otro extremo de la recta de carga.

El amplificador clase "C" es exclusivo de "RF". Utiliza como "carga" un circuito tanque. La característica principal de este amplificador es que el elemento activo conduce menos de 180º de una señal senoidal aplicada a su entrada. Es decir, amplifica solo una porción de la señal. Su otra característica, no menos importante, es la de su alto rendimiento en potencia.


Clase AB Los amplificadores de clase AB reciben una pequeña polarización constante en su entrada

independiente de la existencia de señal. Es la clase más común en audio, al tener alto rendimiento y calidad. Estos amplificadores reciben su nombre porque con señales grandes se comportan como un clase B, pero con señales pequeñas no presentan la distorsión de cruce por cero de la clase B.

Tienen dos transistores de salida, como los de clase B, pero a diferencia de estos tienen una pequeña corriente de polarización fluyendo entre los terminales de base y la fuente de alimentación, que sin embargo no es tan elevada como en los de clase A. Esta corriente libre se limita al mínimo valor necesario para corregir la falta de linealidad asociada con la distorsión de cruce, con apenas el nivel justo para situar a los transistores al borde de la conducción. Este recurso obliga a ubicar el punto Q en el límite entre la zona de corte y de conducción.

Según algunas bibliografías, esta topología no es más que un caso particular de la clase B.

Clase D Los amplificadores de clase D tienen un elevado rendimiento, superior en algunos casos al 95%,

lo que reduce la superficie necesaria de los disipadores de calor y por tanto el tamaño y peso general del circuito.

Con anterioridad, se limitaban a dispositivos donde la distorsión o el ancho de banda no eran factores determinantes, pero con las tecnologías actuales, existen amplificadores de clase D para toda la banda de frecuencias, con niveles de distorsión similares a los de clase AB.

Estos amplificadores se basan en la conmutación entre dos estados, con lo que los dispositivos de salida siempre se encuentran en zonas de corte o de saturación, casos en los que la potencia disipada en los mismos es prácticamente nula salvo, en los estados de transición, cuya duración debe ser minimizada a fin de maximizar el rendimiento.

Esta señal conmutada puede ser generada de diversas formas, aunque la más común es la modulación por ancho de pulso. Ésta debe ser filtrada posteriormente para recuperar la información de la señal, para lo que la frecuencia de conmutación debe ser superior al ancho de banda de la señal al menos diez veces.

Los amplificadores de clase D requieren un minucioso diseño para minimizar la radiación electromagnética que emiten y evitar así que interfieran en equipos cercanos, típicamente en la banda de FM.

Clase G Esta topología fue introducida por Hitachi en los 70’, con la idea de reducir la disipación

de potencia en amplificadores. Su funcionamiento se basa en que las señales de audio tienen picos de amplitud mucho mayores al promedio, con lo cual el mayor tiempo de reproducción, la misma se mantiene en niveles bajos, con lo cual la disipación se mantiene a un mínimo nivel mientras la potencia es entregada por la alimentación baja, ya que consta de dos alimentaciones distintas.

Justificación del proyecto El proyecto encarado demanda el cumplimiento de especificaciones de alto rendimiento y alta

calidad de audio. En este punto, aparecen relaciones de compromiso que contrastan rendimiento y calidad, y es por ello que se debe establecer límites para ambas características.

En cuanto a la calidad de audio, los amplificadores con etapa de potencia clase A poseen la mejor performance, en comparación con un clase B, ya que los primeros no tienen problemas de distorsión por cruce, como así sucede con los segundos. En contraposición, los amplificadores clase A tienen una eficiencia máxima teórica de 25%, la cual no cumple con la especificaciones.


Por otro lado, los amplificadores clase D, tienen una eficiencia muy alta, pero su complejidad es

extrema, al punto tal de no ser justificable su aplicación para la especificación demandada.

Por eso, se afirma que la mejor relación rendimiento/calidad se puede obtener con un amplificador clase B. Además, puede mejorarse aún más el rendimiento, sin afectar la calidad, con una etapa de potencia clase G, la cual tiene un rendimiento teórico igual que la clase B, pero en la práctica, y con señales de audio, es mayor.

Objetivos

Finalidad del proyecto Se propone el diseño de un amplificador de audio con una etapa de potencia clase G, el cual

debe cumplir con todas las especificaciones definidas posteriormente.

Definición Al momento de definir un producto es importante conocer tanto las necesidades que se deben

satisfacer de los usuarios así como también desde el punto de vista técnicas. Para el primer punto es posible realizar análisis de mercado, de la competencia y encuestas de marketing para conocer en profundidad lo que necesita el usuario y la mejor manera de cumplir con ello. Este punto es de suma importancia, pues determinará si se podrá comercializar o no el producto en desarrollo.

Por otro lado, tenemos el aspecto técnico y tecnológico, donde el objetivo consistirá en acercarse en la mayor medida posible a los productos de alta gama pero teniendo un costo menor. De esta manera, será posible contar con importantes funcionalidades y especificaciones tales como las que serán presentadas a continuación y con una posibilidad neta de obtener un producto comercializable.

Características Valor Condiciones Potencia de salida 25W RMS 8Ohm

THD <0,002% 1KHz (baja tensión)


THD <0,003% 1KHz (alta tensión)


Ancho de banda 10Hz - 30KHz ±0,1dB

SNR <-85dB 20Hz - 20kHz

Offset <25mV

Zin 10kOhm

Sensibilidad 1V RMS

Protección contra cortocircuito

Protección contra sobre carga

Alimentación 220V AC ±20% 50Hz

Eficiencia >70%


Ingeniería básica general del proyecto

Diagramas en bloques

Descripción detallada de cada bloque

Alimentación

El bloque de alimentación consiste de dos fuentes partidas una lineal sin regular y otra switching. Los valores de las mismas serán detallados posteriormente en relación con las especificaciones del dispositivo. Vale mencionar, que no es necesario contar con todas las fuentes reguladas puesto que la misma realimentación presente en las etapas de amplificación ayudan a reducir el impacto de las variaciones de la alimentación en la salida.

Amplificación de señal

La amplificación es uno de los factores fundamentales del desarrollo dado que tal como lo indica su nombre, es el sector donde la señal de la entrada es aumentada con una magnitud suficiente como para permitir el funcionamiento correcto de la etapa de salida que logrará generar la energía suficiente para la activación de un parlante standard.

Por estos motivos, se utilizarán dos etapas en cascada las cuales presentan cada una de ellas ciertas características particulares. En primera instancia, se tiene un par diferencial el cual ayuda a reducir en gran medida el rechazo al modo común, así también tiene otras características particulares que serán analizadas más adelante.

En segundo lugar, se presenta una etapa emisor común la cual tiene una alta ganancia generando los niveles de señal acordes para el funcionamiento de la etapa de potencia. Sin embargo, existen otras opciones como por ejemplo, podría haberse optado por la utilización de un segundo par diferencial.

Control de volumen

El control de volumen es un aditivo importante en todo desarrollo de un amplificador de audio con fines comerciales, puesto que permitirá al usuario la modificación de la amplitud de la señal de salida de acuerdo a las características físicas del ambiente donde sea instalado. Vale mencionar, que se


implementará una solución simple que cumple correctamente la función. Sin embargo, existen soluciones de una alta complejidad las cuales presentan cada una sus propias características particulares que ayudan a obtener un mejor estado de la señal en la entrada de la etapa amplificadora.

Etapa de potencia

Si bien en este caso se puede utilizar cualquiera de todas las etapas típicas y conocidas, en particular siendo la clase B una de las de mejor rendimiento entre las más sencillas, se optó por un diseño de una mayor complejidad que permitirá obtener una mayor eficiencia y menor consumo de potencia en los casos que se trabaje con señales de audio. Por este motivo, se optó por el diseño de una etapa clase G la cual requiere de dos niveles de tensión de alimentación. De aquí surge la necesidad de contar con una fuente lineal y la otra switching.

Planificación

Análisis de cada bloque

Desarrollo en detalle del circuito electrónico que da solución a cada uno de los bloques.

Diseño del circuito electrónico

Se unen todos los circuitos anteriormente diseñados en uno único.

Selección de componentes

Estudio de las distintas variantes de componentes electrónicos disponibles que satisfagan las necesidades del proyecto, y selección teniendo en cuenta el precio, la disponibilidad en el país y características técnicas.

Compra de elementos

Se realiza una compra de todos los elementos necesarios para la construcción total del dispositivo. Esto incluye componentes electrónicos, materiales para la carcasa exterior y herramientas de ensamblado.

Diseño del circuito impreso

Se realiza el diseño del diagrama esquemático en base al circuito electrónico y a las dimensiones de los componentes seleccionados.

Construcción del circuito impreso


Realización física del circuito impreso.

Ensamblado del prototipo

Colocación de los componentes en el circuito.

Ensayo del prototipo

Se realizan pruebas al dispositivo para comprobar su correcto funcionamiento.

Optimización del circuito

Realización de cambios necesarios para el correcto funcionamiento del amplificador. De vuelta a “Diseño del circuito impreso” hasta que se cumplan las especificaciones.

Determinación de las especificaciones

Una vez que el dispositivo se encuentre funcionando de manera deseada, se pueden establecer las especificaciones finales del prototipo con un nivel de detalle mayor que las especificaciones iniciales.

Construcción de la carcasa

Se modifica la carcasa a medida de los PCB’s diseñados.

Armado final

Se arma todo el amplificador en el gabinete.

Documentación

Se elabora toda la documentación que debe acompañar el producto, como ser la guía de usuario, guía de reparaciones y manual técnico.


Amplificador

Ingeniería básica

Un amplificador es un dispositivo cuyo objetivo es incrementar una cierta magnitud de la señal que obtiene a su entrada, en este caso se centrará el trabajo en el desarrollo de un amplificador de audio con las características mencionadas anteriormente. Por este motivo a continuación se presentan las líneas de base sobre las que se llevó a cabo el trabajo. El amplificador consiste en un par diferencial a la entrada que permite restar dos señales esto ayuda al aumento del rechazo a las señales de modo común. Por otra parte, esta es una etapa que convierte tensión a corriente y aprovechando el gran factor de amplificación de trasconductancia que presentan permite obtener una amplificación importante en esta primera etapa. Vale mencionar, que como se observará en el detalle de la ingeniería seleccionada y en la descripción de cada componente, existen elementos seleccionados específicamente para funcionar como realimentaciones locales que ayudan a estabilizar el sistema en su totalidad e incluso mantener en bajos niveles la distorsión.

A continuación se requiere una conversión de corriente a tensión para poder excitar la segunda

etapa. Esto se realiza utilizando una salida simple del par diferencial. Estas dos conversiones (V-->I-->V) conforma la primera etapa de ganancia de tensión. La segunda etapa consiste en una Etapa de Amplificación de Tensión (VAS, por sus siglas en inglés) concluyendo a continuación con la etapa de potencia que será la encargada de entregar la energía necesaria al parlante.

Relevamiento de soluciones existentes a problemas similares

Para obtener el resultado deseado es posible encontrar una gran cantidad de soluciones disponibles en la actualidad. Algunos de los diseños más sencillos para el diseño de amplificadores son aquellos que se basan en la implementación con integrados comerciales, por ejemplo, aquellos que implementan con el TDA2003. En segundo lugar, se podría mencionar aquellos que se encuentran basados en transistores.

Dentro de este grupo, es donde mayor diversificación se puede encontrar, dado que

dependiendo de las especificaciones, considerando entre otros factores a la:

Ganancia

Potencia de salida

Impedancia de entrada

Márgenes de fase y de ganancia

Consumo y eficiencia

Distorsión

Se determinará el tipo de transistores a utilizar y las configuraciones y adaptaciones necesarias. Un ejemplo claro de esto puede ser la impedancia de entrada donde para lograr una muy alta impedancia será imperativo no optar por TBJ en el par diferencial. Así también, si se deseara una eficiencia muy alta será necesario optar por configuraciones en la etapa de salida que logren los


mayores límites, tal es el caso de la configuración clase D. De esta manera se puede analizar cada elemento que compone el diseño para determinar la solución más eficiente, en cuanto a costo, creatividad y espacio para lograr alcanzar las especificaciones planteadas desde un comienzo.

Por este motivo tenemos entre nuestras opciones una infinidad de opciones para cada etapa

entre las que podemos para cada una de ellas entre las más usuales:

Etapa de entrada: o Par diferencial: Alto CMRR, reduce distorsión, ganancia moderada o Entrada simple: Bajo CMRR, distorsión mayor, ganancia mayor

Espejo de corriente: o Espejo simple o Fuente de Widlar o Fuente de Wilson o Espejo utilizado: Cuenta con un tercer transistor que ayuda

Etapa de amplificación: o Base Común o Emisor Común o Source Común o Mixtos

Etapa de potencia (Clase G por definición): o Único transistor en cada rama o Múltiples transistores o Aumento o disminución de Re o Modificación y ajuste del VbeMultiplier o Corriente de polarización

Propuestas de alternativas de diseño y solución adoptada

Algunas de las opciones que se tuvieron en cuenta al momento de diseñar el amplificador:

Etapa de entrada: o Par diferencial simple vs. Par diferencial con doble transistor

En este caso se optó por la segunda opción puesta que ayuda a disminuir el ruido y permite obtener una ganancia mayor. Vale mencionar, que se debería haber realimentado cada emisor por separado para obtener el mejor resultado. Así también, esta implementación requiere de una mayor concentración sobre el análisis de apareamiento de los transistores. La degeneración delos emisores aumenta la linealidad del amplificador.

o Salida single-end o diferencial de la etapa de entrada: Esta determinación es importante puesto que determina el formato que deberá tener la

segunda etapa, donde se realizará la amplificación de mayor importancia. Se optó por la salida single-end considerando que esto permite la utilización de una etapa emisor común a posteriori y además realiza la trasducción de corriente a tensión.

o Espejo de corriente: Se utilizó un diseño de los más simples el cual cuenta simplemente de tres transistores.

Lo que ayuda a reducir la diferencia en las corrientes entre las ramas. o Etapa de amplificación:


Para la VAS se eligió un emisor común a un base común ya que posee una impedancia de entrada mayor y se requiere un gran ancho de banda para una aplicación de audio.

o Etapa de potencia (Clase G por definición): Se optó por utilizar un único transistor en cada rama puesto que resultaba suficiente y el

consumo no era sumamente elevado. Se realizaron los cálculos para determinar la resistencia mínima de degeneración en los

emisores de los transistores para evitar el embalamiento térmico. La corriente de polarización se ajustó alrededor de los 100mA de tal manera que se

obtenía un resultado acorde para los requerimientos de distorsión y de potencia.


Par diferencial Etapa clase GVAS (Amplificador de Tensión) por Emisor

Común

Diferencial a carga en salida simple (Espejo

de corriente)

Realimentación

Gráfico 1. Diagrama de Bloques Amplificador


Ingeniería de detalle

Circuitos eléctricos

Ilustración 1: Esquemático del amplificador

Descripción del circuito

Par diferencial

Q1 y Q2: transistores de entrada BJT debido a la gran linearidad (al degenerar), bajo offset por Vbemismatches y mejor performance de ruido.

Q101 y Q102: al estar en paralelo la ganancia se suma pero el ruido como esta descorrelacionado resulta la suma en rms (siendo 3db menor)

Q3 y Q4: espejos de corrientes que mantienen un balance entre las corrientes de las dos ramas (hay una diferencia de 2Ib)

Q401: mejora la copia de corriente.

R5 y R7: realimentación local principalmente para mejorar la linealidad. Degeneración de gm-constante (duplicando la corriente de polarización y agregando las resistencias) mantiene la transconductancia y reduce la distorsión.

R6 y R8: realimentación local para evitar desbalances.

Q5: fuente de corriente para el par diferencial. Mejora el CMRR, la distorsión, la ganancia.


R10: realimentación local para mantener más estable la corriente de polarización.

R11: acomoda la tensión para el par diferencial-

VAS

Q11: transistor de ganancia en etapa source común.

Q7: fuente de corriente de la etapa source común. Mejora la distorsión, la ganancia y permite drivear la mitad superior del la etapa de salida.

Q10 y R25: buffer de tensión-

R18 y R26: resistencias de degeneración.

Clase G

Q19 y Q20: transistores de salida de la etapa de baja tensión

Q18 y Q21: transistores de salida de la etapa de alta tensión

Q16 y Q17: drivers de alta tensión

Q14 y Q15: drivers de baja tensión

R37 y R40: realimentación local. Evitan embalamiento térmico y sensan la corriente de salida.

R33 y R36: estabilización del darlington

R20 y R32: análogo a R33 y ·36.

R28 y R29: permiten drivear con corriente.

D12 y D5: permiten la conmutación entre las dos fuentes (alta y baja tensión).

Q8, R21 y R22: multiplicador de Vbe.

R23: independiza la tensión del multiplicador de Vbe de la corriente de polarización.

C12: debido a la alta impedancia que presenta el multiplicador de Vbe se utiliza una capacidad baja para correr el polo a altas frecuencias.

D8 y D9: al igual que el multiplicador de Vbe se utilizan para ajustar las tensiones de polarización de la etapa de salida.

Fuente de corriente

La fuente de corriente referenciada por la tension base-emisor, siendo independiente de la tensión de alimentación debido a que Iref es lineal con Vcc. Es dependiente de la temperatura.

Q6, R18: determinan la corriente ( I = Vbe/R18 ).

R17 y R12:

R13, R14: generan la corriente de referencia ((Vcc-2Vbe)/(R13+R14))

C5: boostrapea

C4; estabiliza la tension de la base de Q5.

Realimentación


Se utilizan valores bajos para reducir el ruido Johnson. Lo cual requiere un boostraping a la entrada para mantener una impedancia alta.

R16: realimentación.

R15: realimentación, teniendo en cuenta el paralelo de R9 y R4.

C3 boostrap

R3 y R4: iguala la impedancia vista en las entradas diferenciales (balance de DC). Esta boostrapeada para ver una baja resistencia de continua y una alta impedancia para alterna.

R9: evita posibles oscilaciones aislando la realimentación.

C8: debido a la baja impedancia de la realimentación es necesario aumentar la capacidad para mantener la respuesta a bajas frecuencias

D1, D2, D3, D4: diodos shunt de protección para C8 (al usarse de baja tensión) porque si falla el amplificador puede saturarse para ambos lados. Se utilizan 4 para mantener baja la distorsión.

No solamente se mejora el ruido con esta topología sino también el offset.

Protecciones

Q22 y Q23: limita la corriente de salida (definida por R37-R34 y R40-R35)

D6 y D7: previenen que la protección se active en el semiciclo negativo.

R30 y R31: fijan la corriente máxima y limitan la corriente en la base de Q22 y Q23 respectivamente.

R34 y R35: muestrean la tensión que cae en las resistencias de degeneración.

Q9: limitador de corriente del VAS.

R24: junto con R26 fijan el límite de corriente.

Filtros

R19 y C15: red Zobel para reducir los sobrepicos que ocasiona la inductancia.

C10. C11, R27, C18. C19 y R10: filtros para aislar la etapa de potencia con la de pequeña señal.

Otros

C9: compensación

C6, C7, C13, C14, C16 y C17: aumentan la impedancia de las fuentes en distintos rangos de frecuencias.

Detalles de selección y cálculo de los elementos circuitales de cada bloque

Primera etapa Corriente de polarización I1 = VbeON /R10 = 0.65V / 100 Ohm = 6.5mA Iq1 = I1 /2 = 3.25mA gm1 = Iq1 /Vth = 3.25mA / 26mV @ 25°C = 125mS


ro1 = Va/Iq1 = 100V/3.25mA = 30.76kohm ro3 = 30.76kOhm Ro = 15.38kOhm Gm = gm1/(1+gm1*R5) = 125mS /(1+125mS*100Ohm) = 123.45mS Av1 = - Gm*Ro = 1898.66V/V= 65.56db

Segunda etapa Iq10 = 321uA I2 = VbeON/R18 = 0.65V/68Ohm = 9.55mA Iq11 = I2 gm11 = Iq11/Vth = 9.55mA/26mV@25°C = 367.30mS Gm2= gm11 ro11 = Va/Iq11 = 100V/9.55mA = 10.47kOhm ro7=10.47kOhm Ro2= 5.23kOhm Av2 = - Gm*Ro= 1920.98 V/V = 65.67db

Terceraetapa Ajustando el Vbemultiplier se fija la corriente de polarización de la salida en 100mA I3=100mA gm3 = I3/Vth = 100mA/26mV@25ºC = 3846.1mS Re = 0.1Ohm +8Ohm Av3 = gm3*Re/(1+gm3*Re) = 0.969 V/V = -0.275db Av = Av1*Av2*Av3 = 130.955 db = 3529799 V/V

Ganancia de lazo cerrado Utilizan las resistencias R15 (110Ohm) y R16(2.2kOhm) para la red de feedback se puede aproximar la ganancia de lazo cerrado a f = R15/(R15+R16)=1/21 Acl = Av/(1+Av*f) = aprox= 1/f = 21

Cálculo del disipador De la hoja de datos se sacan los siguientes valores:

Rjc=0.7 Tj=150 Rcd=1.5 (con mica y silicona)

Para los cálculos se toma un margen de seguridad de Tj = 110 ºC.


4 transistores juntos (42W)

(disipadoradentro)

(disipador afuera)

2 transistores juntos (28W y 14W)

(disipador adentro) para los TBJ altos

(disipador adentro) para los TBJ bajos

(disipador afuera) para los TBJ altos

(disipador afuera) para los TBJ bajos

Debido a la disponibilidad de un disipador con las siguientes características:

Dimensiones: Base 136.50mm - Altura 33mm - Espesor núcleo central 8mm Resistencia térmica: 1.125º C/W para 100mm Superficie: 2141 mm²/mm Peso por Metro: 5,780 Kg.

se opta por la segunda opción: los cuatro bipolares de salida en el disipador, y este afuera del gabinete.

Las contribuciones de los demás transistores que se pondrán en el disipador son despreciables y entran dentro del margen de error tomado por precaución en las cuentas.

Simulaciones Para un correcto conocimiento de las características del amplificador diseñado y a futuro

permitir la verificación y validación del diseño elegido se debe simular una gran cantidad de situaciones diversas. En primera instancia se presenta el resultado de colocar una señal de 1Vpp de 1 KHz en la entrada (negro) y la señal esperada a la salida (azul). Tal como se observa, el factor de ganancia se encuentra alrededor de las 23 veces.


Figure 1 : Señal de entrada de 1V pap a 1kHz

En segundo lugar, otro factor importante a considerar es el ancho de banda del amplificador. Para ello se simula su funcionamiento con una señal alterna en la entrada, a la cual se le realiza un barrido en frecuencia, desde el orden menos de 1Hz hasta un límite máximo de 100MHz. Ambos límites son mayores a las especificaciones deseadas y permiten observar el resultado esperado tanto en módulo como en fase.

Figure 2 : Respuesta en frecuencia


Figure 3 : FFT de la entrada y la salida

Figure 4: Respuesta a un escalón


Figure 5 : SR en el flanco descendente

Figure 6 : SR en el flanco ascendente


Figure 7 : ICMR

Swing de salida= -27.3 a 27.3 Offset = 52uV

Figure 8 : CMRR

Offset


Figure 9 : PSRR

Figure 10 : Resistencia de salida


Construcción del prototipo

Diseño de los circuitos impresos

Uno de las características principales que hacen particular al diseño seleccionado es la separación realizada entre las etapas de baja y de alta potencia. Para ello se planteó desde un comienzo la necesidad de contar con dos placas interconectadas. Vale mencionar que esta elección permite la disposición de las placas dentro del gabinete de una manera tal que se reduce la cantidad de espacio necesario. A continuación observamos el diseño para las etapas de baja potencia.

Figure 11 : PCB etapa diferencial + VAS

Las consideraciones que se tuvieron en cuenta a la hora de diseñar este impreso fueron:

La pista de realimentación hacerla lo más directa posible, sin pistas que pasen por debajo de la resistencia de realimentación.

El par diferencial lo más junto posible para que se encuentre apareado térmicamente.

No se tienen áreas encerradas por una sola pista para reducir el efecto antena.

Las pistas que pasan por debajo de componentes, lo hacen de manera perpendicular para minimizar el apareamiento.

En segundo lugar, se diseño la placa de potencia donde las consideraciones son distintas.


Figure 12 : PCB etapa de potencia clase G. Primera versión.

Si bien el diseño anterior cumplía con las necesidades, se optó por un rediseño del mismo tomando en cuenta los siguientes factores de suma importancia:

Se prefijaron las posiciones de los transistores de salida para lograr una distribución del calor sobre el disipador lo mejor posible.

El multiplicador de Vbe se localizo en el medio de los cuatro transistores de salida, para lograr la mejor apareación térmica posible.

Las pistas se diseñaron lo más anchas posibles y luego se relleno los espacios vacíos a mano.

La salida de realimentación se la diseño lo más simétricamente posible respecto a los componentes de salida.

Este resulto el diseño final:


Ilustración 2. Diseño placa de circuito impreso de alta potencia

Guía de localización de Componentes

Descripción

El amplificador se montó en un gabinete metálico para evitar los fenómenos de emisión de ondas electromagnéticas. El tamaño fue reducido debido a que se compone de dos placas separadas y con los transistores de potencia montados en el disipador. Además, las fuentes se encuentran en un gabinete separado.

El gabinete, constructivamente, tiene forma de u, con ángulos rectos entre sus lados, con dos laterales fijos, y una tapa que posee la misma forma. Al ensamblarse, los laterales de la tapa se encastran en el piso y se colocan cuatro tornillos para cerrar. Sobre el techo se encuentra fijo el disipador.


Ilustración 3. Montaje del amplificador en el gabinete.

Ubicación de los componentes en el gabinete

La placa señalizada con una flecha verde es de pequeña señal, en la cual se encuentran las dos primeras etapas: el par diferencial y el VAS. Lógicamente allí se encuentra la entrada de señal del amplificador, en la cual se conectan dos cables provenientes de la ficha mini plug a una bornera.

La señal pasa a la etapa de potencia señalizada con una felcha mediante un conector de cinco cables, en los cuales se encuentran las alimentaciones y la realiamentación. En la segunda placa, se encuentran los diodos Schottky para la conmutación de ambas fuentes, las resistencias de emisor de los transistores de potencia de salida, los capacitores de filtrado de la fuente, los fusibles, las protecciones y el cableado hacia los transistores de salida y hacia el transistor del multiplicador de VBE. Estos cinco transistores requieren disipar potencia, y además, para el correcto funcionamiento del VBE, deben tener la misma temperatura.

El círculo negro identifica el interior de los conectores, tanto de alimentación como los de entrada/salida.

Sobre el frente, se encuentran la entrada, la salida y la conexión de alimentación. La entrada es mediante un conector mini plug mono, y la salida es mediante un conector RCA mono.

La placa de las primeras dos etapas se encuentra montada mecánicamente sobre un lateral, fijo, del gabinete, mientras que la placa de potencia se haya ensamblada sobre el suelo del gabinete. A su vez, el inductor de la salida se encuentra montado sobre el lateral posterior. Y en la parte superior se encuentra el disipador con los transistores de potencia y aquello que estén dentro de la misma malla circuital.


Listado de componentes

COMPONENTE VALOR CARACTERISTICA CANTIDAD

TRANSISTORES

Q1, Q2, Q101, Q102, Q5, Q6M Q7, Q22

TRANSISTORPNP

MPSA56 8

Q3, Q4, Q9, Q10, Q11, Q23

TRANSISTOR NPN

MPSA06 6

Q8, Q14, Q16 TRANSISTOR NPN

MJE340 3

Q15, Q17 TRANSISTOR PNP

MJE350 2

Q18, Q19 TRANSISTOR NPN

MJL21194 2


MJL21193 2

DIODOS

D1, D2, D3, D4, D6, D7, D10, D11

1N4148 8

D8, D9 3.3V Diodos Zener 2

D5, D12

MBR1645 Schottky

2

RESISTENCIAS

R30, R31 22kΩ Metal film 0.25W 2

R1 100kΩ Metal film 0.25W 1

R13, R14 10kΩ Metal film 0.25W 2

R11, R12, R17, R24, R25

2.2kΩ Metal film 0.25W 5

R3, R4 1.1kΩ Metal film 0.25W 2

R34, R35 270Ω Metal film 0.25W 2

R22 680Ω Metal film 0.25W 1


R5, R7, R9, R10, R28, R29

100Ω Metal film 0.25W 6

R6, R8, R18 68Ω Metal film 0.25W 3


R2, R26, R27, R38


R16 2,2kΩ Metal film 0.75W 1

R20, R32, R33, R36


R19 10Ω Wirewound 2.5W 1

R37, R40 0.1Ω Wirewound 5W 2

R21 10kΩ Presetmultivuelta 1


CAPACITORES

C10, C18 1000uF/35V Electrolítico 2

C13, C14, C16, C17

220uF/100V Electrolítico 4

C3, C4, C5, C12 47uF/25V Electrolítico 5

C7, C6, C11, C15, C19

100nF Poliéster 5

C2 1nF Poliéster 1

C9 100pF Cerámico 1

OTROS

DISIPADOR

1

FICHA

Mini plug 1

FICHA

RCA 3

BORNERAS

2

CONECTOR MOLEX 1

CONECTOR 6PIN 2

FUSIBLES

5A 4

Diseño mecánico y Dimensionamiento del cableado

Dentro del gabinete se deberán colocar varias placas de PCB e interconectarlas entre sí, con las entradas y salidas y con los componentes en el disipador. En primer lugar, las placas estarán montadas con tornillos y tuercas, aisladas del gabinete (metálico) en aquellos lugares donde se lo requiera por una capa de plástico de alto impacto. Asimismo las conexiones de los cables entre placas se realizan a través de borneras para facilitar el armado y desarmado del prototipo. Mientras que los componentes montados en el disipador se encuentran unidos con cables soldados directamente a la placa PCB correspondiente.

Las dimensiones del cableado se determinaron de manera que resulta sobre dimensionado, para evitar posibles inconvenientes. Por ello se utilizo el cableado y conectores de mayores dimensiones y resistencia para la conexión del parlante, de los transistores de potencia y de las líneas de alimentación. Por otra parte, para el transistor del Vbe, los puntos de corte entre las placas y las líneas de entrada y de interconexión con el VCA se utilizaron cables de dimensiones menores.

Detalles de construcción y montaje

Uno de los puntos y factores de mayor relevancia dentro del desarrollo de este prototipo fue la utilización y aprovechamiento máximo disponible. Desde el comienzo se planteó como una propuesta interesante e innovadora la posibilidad de separar las distintas etapas del amplificador, por un lado contar con una placa de baja potencia y otra de alta potencia. Esto fue un determinante tanto en el modo de ruteo de las placas así como la determinación de la ubicación de las mismas dentro del gabinete. Vale mencionar que el gabinete del amplificador se encuentra aislado del de la fuente. Realizando la conexión entre ambos a través de un cable de 5 hilos el cual transporta las cuatro tensiones de alimentación y tierra.


Por otra dentro del gabinete nos encontramos con las dos placas, ubicadas la de baja potencia sobre el frente del gabinete y la otra sobre la base. Adicionalmente, los transistores de alta potencia de la etapa de salida y el perteneciente al VbeMultiplier se encuentran montados sobre el disipador que se montó en el panel superior del gabinete. Por último, en este mismo gabinete se encuentra montado el VCA (Control de volumen), esta tercer placa se encuentra sobre el panel lateral derecho.

En cuanto al cableado interno, contamos con varios cables pero todos ellos se intentó mantenerlos de un largo mínimo. Enumerándolos nos encontramos con la conexión desde la ficha del plug a la entrada del VCA, de la salida del VCA, a la entrada de baja señal, de la placa de baja señal se sale con un conector de 6 pines que tiene las 3 tensiones necesarias, la realimentación y los 2 puntos donde se separó la etapa de potencia. Luego, la placa de la etapa de potencia presenta un conector de 7 pines donde tiene las 5 alimentaciones y los 2 puntos de separación. La salida de la realimentación se toma directamente desde la salida misma, eliminando posibles problemas. Finalmente, la salida se conecta a la red RL que se encuentra montada directamente sobre el gabinete y de allí a una ficha RCA para conectar un parlante.

Vale mencionar que los transistores que se encuentran montados sobre el disipador están conectados a la placa de alta potencia con cables, puesto que de esta manera se facilita el ensamble y desensamble del prototipo.

Ajustes y Verificaciones

Objetivo Una vez finalizado el armado del prototipo es necesario probar su correcto

funcionamiento y hacerle ajustes si hay variaciones del comportamiento esperado.

Instrumentos Destornillador

Ajustador de preset

Multímetro

Osciloscopio

Generador de señal

Cable RCA (salida) y Mini-plug (entrada)

Inspección visual y de armado Deben estar todos los componentes bien firmes en la plaqueta y estar bien ajustadas al

gabinete para que no sufran daños al ser trasladada. Se debe tener cuidado que los tornillos no hagan contacto con algún componente, especialmente metálico.

Procedimiento de verificación Para la verificación se debe primero medir la salida sin carga sin señal en la entrada.

Luego, colocar una señal a la entrada y detectar si se observa a la salida la misma señal amplificada. Finalmente, colocar una carga a la salida, que puede ser de hasta un mínimo de 8Ohm. En este último nuevamente se debe verificar tener una salida idéntica a la entrada de mayor amplitud.

Por último, para verificar las protecciones contra cortocicuito se puede reducir la carga hasta unos 2Ohm donde se observará el recorte de la señal inmediatamente.

Se deberá comprobar que los fusibles internos se encuentro en correcto estado. Al igual que los conectores, puesto que si llegasen a estar mal conectados podría generar fallas.

En caso de observar una señal con un notorio desfasaje en el cruce por cero, se deberá ajustar el valor del preset asociado al VbeMultiplier.


Validación del prototipo

Objetivo Una vez armado el amplificador es necesario realizar las mediciones pertinentes para

asegurar el correcto funcionamiento del mismo.

Instrumentos Osciloscopio

Generador de señales

Cargas de varios valores (2Ohm, 8Ohm, 16Ohm)

Multímetro

Fuentes (±34V y ±15V)

Procedimiento de validación de la fuente

Se procede a armar los siguientes bancos de medición para realizar las mediciones de:

Máxima excursión

Para esta medición se coloca un generador de funciones como señal en la entrada del amplificador y se aumenta la amplitud hasta que se observan los primeros signos de recorte a la salida. Esta medición se realiza con una carga infinita (sin carga) y con carga de 8Ohm. Los valores de tensión se obtienen con el osciloscopio.

Amplificador

Carga

Ilustración 4. Banco de medición típico


Sensibilidad

Para la sensibilidad se utiliza el mismo banco que en la Ilustración 2, en este caso controlando el valor RMS de señal de entrada aumentándolo hasta que se observa aquel valor que se corresponde con el de máxima excursión a la salida.

Ganancia de tensión

Nuevamente se utiliza el mismo banco. En este caso se controla las tensiones de entrada y salida para conocer la relación entre ambos.

Ancho de banda

Nuevamente se utiliza el mismo banco. En este caso se controla las tensiones de entrada y salida para conocer la relación entre ambos. Variando la frecuencia del oscilador.

Slew Rate

Nuevamente es el mismo banco donde la señal es una cuadrada de tal manera que permite medir el tiempo de crecimiento y decrecimiento.


Para esta medición se utilizó una aproximación que no es muy certera puesto que dependiendo de la frecuencia varía el resultado obtenido. Sin embargo, se puede obtener un resultado aproximado a partir de determinar el valor de la resistencia variable de la entrada tal que se reduce la señal de salida a la mitad. Por el motivo de la variación con la frecuencia, esta medición se realizó para 1KHz, 10KHz y 100KHz.

Amplificador

Carga

Ilustración 5. Banco de medición Impedancia de Entrada


Impedancia de salida

En este caso, el banco a utilizar es el siguiente. Donde el objetivo consiste en analizar la tensión de salida con y sin carga de esta manera y aplicando la relación:

Amplificador

Carga

VUd

Ilustración 6. Banco de medición impedancia de salida

THD

En este caso, se utilizó un banco diferente puesto que para poder obtener valores precisos es necesario contar con un dispositivo que permita inyectar y recibir audio con bajo nivel de ruido. Para ello, se utilizó una placa de audio que se detallará más adelante. Si bien se mantuvo el banco anterior, se agregó el atenuador a la salida para poder adaptar la señal de salida del equipo a los niveles de la placa de audio (máximo de 1VRMS).

Amplificador

Carga

Atenuador

Placa de Audio

Ilustración 7. Banco de medición THD e IMD


IMD

En el caso de la intermodulación el banco es idéntico al utilizado para la medición de THD. Sin embargo la diferencia es que por la necesidad de inyectar más de una señal en la entrada en simultáneo, se debió utilizar como generador a la placa de audio presente en la computadora.

Resultados

Polarización Se procedió a medir ciertos puntos importantes del circuito para verificar que los valores de

polarización sean los mismos que las simulaciones. Para medir las tensiones se utilizó un multímetro digital y se utilizaron fuentes variables para

obtener +-15V para alimentar la clase B del amplificador. La entrada se cortocircuitó a masa y no se utilizó carga a la salida. Se realizó una comparación entre las simulaciones y los valores obtenidos. Se puede observar en la imagen los valores de tensión de ciertos puntos del circuito. En azul se encuentran los valores simulados y en rojo los valores medidos.


Sensibilidad

Como señal de entrada se utiliza siempre una señal senoidal de 1Khz de amplitud variable y las fuentes lineales y conmutadas construidas (a menos que se especifique lo contrario).

Utilizando el osciloscopio se encuentran los valores de tensión para los cuales la salida recorta cuando el amplificador está cargado con 8Ohm. Una vez obtenida la máxima excursión posible se determina el valor de potencia nominal del amplificador.

En este caso se obtuvo que para una entrada de 663mVRMS la señal es recortada a 17.67VRMS, desarrollándose unos 39.06W de potencia en la carga. Se decidió entonces que la potencia nominal es de 35W (16.73VRMS). Para poder obtener dicha potencia se requiere excitar la entrada con 625mVRMS, quedando así definida la sensibilidad. Cabe destacar que luego de realizadas las mediciones se verificó que se estaban obteniendo 205VRMS@50hz de la línea, por lo que se podría lograr una mayor excursión en caso de obtener 220VRMS.

Ganancia de tensión

El procedimiento consiste en variar la tensión de entrada y registrar los valores de las tensiones de salida y entrada. Luego dividiendo la salida por la entrada se obtiene la ganancia del amplificador. Se realizaron mediciones con y sin carga (8 Ohm).

Sin carga

vin [vpp] vout [vpp] Ganancia (lineal) Ganancia [db] 2.2 50.4 22.91 27.20

2 47.6 23.80 27.53

1.76 43.2 24.55 27.80

1.56 37.6 24.10 27.64

1.4 33.6 24.00 27.60

1.2 28.6 23.83 27.54

1.04 24.4 23.46 27.41

0.88 20.4 23.18 27.30

0.68 15.8 23.24 27.32

0.46 11.3 24.57 27.81

0.3 7.4 24.67 27.84

0.272 6.48 23.82 27.54

0.24 5.76 24.00 27.60

0.22 5.4 24.55 27.80

0.208 5 24.04 27.62


Con carga

Vin [vpp] vout [vpp] Ganancia (lineal) Ganancia [db] 1.68 44.8 26.67 28.52

1.58 41.6 26.33 28.41

1.48 39.2 26.49 28.46

1.4 36.8 26.29 28.39

1.32 34.4 26.06 28.32

1.24 32.4 26.13 28.34

1.14 31.2 27.37 28.74

1.06 28.8 27.17 28.68

1.022 27.2 26.61 28.50

0.848 23.2 27.36 28.74

0.72 20 27.78 28.87

0.608 16.8 27.63 28.83

0.512 14 27.34 28.74

0.4 10.8 27.00 28.63

0.3 8.08 26.93 28.61

0.23 6.08 26.43 28.44

0.194 5.2 26.80 28.56

0.172 4.52 26.28 28.39

Podemos observar que las mediciones con carga dieron una ganancia mayor.

Respuesta en frecuencia

Utilizando un generador de funciones se fija la tensión de entrada y se varía la frecuencia registrando los valores de la salida. Se eligió fijar la entrada para generar una potencia de aproximadamente 30W a 1Khz de manera de que si la ganancia varía no supere la potencia nominal. Una vez realizada la medición con carga se procedió a repetir el proceso para relevar la curva sin carga. Se obtuvieron los siguientes resultados:

27,00

27,50

28,00

28,50

29,00

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Ganancia (db) vs entrada (V)

Con carga

Sin carga


Con carga

Frecuencia [Hz] Vout [vpp] Ganancia (lineal) Ganancia [db] 10 41.6 25.37 28.08

20 42.4 25.85 28.25

50 43.2 26.34 28.41

70 43.2 26.34 28.41

100 43.2 26.34 28.41

200 43.6 26.59 28.49

500 43.6 26.59 28.49

700 43.2 26.34 28.41

1000 44 26.83 28.57

2000 45.2 27.56 28.81

5000 45.6 27.80 28.88

7000 46.4 28.29 29.03

10k 46.4 28.29 29.03

20k 46.8 28.54 29.11

50k 46 28.05 28.96

70k 44.8 27.32 28.73

100k 42 25.61 28.17

200k 30.8 18.78 25.47

500k 11.6 7.07 16.99

Sin carga

Frecuencia [Hz] Vout [vpp] Ganancia (lineal) Ganancia [db] 10 42 25.61 27.96

20 43.2 26.34 28.20

50 43.6 26.59 28.28

100 44 26.83 28.36

200 44.4 27.07 28.44

500 44 26.83 28.36

700 44.4 27.07 28.44

1000 44.4 27.07 28.44

2000 46 28.05 28.75

5000 46.4 28.29 28.82

7000 47.6 29.02 29.05

10000 47.6 29.02 29.05

20k 47.6 29.02 29.05

50k 47.6 29.02 29.05

70k 46.8 28.54 28.90

100k 42.4 25.85 28.04

200k 34 20.73 26.12

500k 16.2 9.88 19.68


Slew Rate

Con el generador de funciones se configuró para obtener una señal cuadrada de la mayor amplitud posible sin obtener un sobrepico mayor al 10% y variando la frecuencia. Luego con ayuda del osciloscopio se midieron tiempo de crecimiento y de decrecimiento.

Frec[Hz] Tensión pico-pico [V] Rise time [us] Fall time [us] SlewRate+ [V/us] SlewRate- [V/us]

100 40.8 1.9 1.6 17.17 20.4

1k 41.6 1.78 1.86 18.67 17.89

10k 41.6 1.65 1.85 20.16 17.89


Utilizando el banco mostrado se procedió a variar la resistencia en serie a la entrada hasta lograr que la señal caiga a la mitad. Luego se midió el potenciómetro obteniendo los siguientes valores.

Frecuencia [Hz] Potencióetro [kOhm]

1k 10.6

10k 8.5

100k 1.3

15,00

17,00

19,00

21,00

23,00

25,00

27,00

29,00

31,00

10 100 1000 10000 100000 1000000

Respuesta en frecuencia (db)

Con carga

Sin carga

Simulado


Impedancia de salida

Se ajustó la entrada hasta obtener la máxima excursión posible sin recortar cuando el amplificador no está cargado obteniéndose una salida de 50.4Vpp y luego se conectó la carga obteniéndose un valor de 48.8Vpp (17.25VRMS). Por lo tanto el valor de la impedancia de salida es Zo=32.78mOhm, suponiendo que sea puramente resistiva.

Distorsión armónica (THD)

Se realizaron pruebas de cuatro tipos tanto con el circuito cargado como sin carga, dando un total de ocho mediciones distintas. Las combinaciones posibles son utilizando solo los transistores de baja potencia, utilizando los transistores de alta potencia, con una señal de entrada de 1Khz y con una señal de entrada de 6.7Khz. Las mediciones estándares se realizar utilizando una señal excitadora de 300mVRMS y otra de 1VRMS, sin embargo como la sensibilidad del amplificador es de 625mVRMS se tuvo que utilizar una señal más chica, en este caso se usó una señal de 737mVRMS. La diferencia se debe a que se buscó tener la máxima potencia posible y no la potencia nominal. Medición con 0.7VRMS a 1Khz con carga Medición con 0.7VRMS a 6.7Khz con carga

De manera similar se procedió a hacer 4 mediciones de intermodulación utilizándose como

señales excitadoras señales de 100Hz y 5kHz con una relación de 4 a 1 primero con 0.3VRMS y luego con 0.7VRMS, repitiendo la medición con y sin carga.

Medición 4500-5500Hz 4:1 con 0.7VRMS con carga


Discusión

Si bien sería necesario analizar punto por punto para determinar el cumplimiento de las especificaciones deseadas y la concordancia entre las simulaciones y las mediciones realizadas. Se planteará desde un punto de vista general que permitirá comprender la situación completa del funcionamiento del amplificador.

Por este motivo, tomando las especificaciones planteadas en un primer momento, se puede considerar satisfactorios los resultados obtenidos en la simulación pues coinciden y validan con todo lo especificado. Sin embargo durante la verificación y validación de las mediciones realizadas no es posible afirmar lo mismo. Dado que si bien se cumple con casi todas las especificaciones, no se logró alcanzar en algunos casos los niveles de distorsión especificados.

Es probable que se hubiera podido obtener un mejor resultando con un rediseño de ciertos componentes, particularmente desde el punto de vista mecánico del dispositivo. Tomando en cuenta que se separó las etapas y la interconexión se realizó con cables, esto puede generar inconvenientes. Por otro lado, contamos con la conexión con cables de los transistores que también puede influenciar. Por último una predisposición de las placas dentro del gabinete podría ayudar para reducir el largo de los cables utilizados. Asimismo, no debe dejar de considerarse que el diseño del PCB podría ser optimizado ayudando a reducir los niveles de distorsión. De la misma manera la calidad de las soldaduras y de los conectores podría influir sobre el resultado obtenido finalmente.


Fuentes de Alimentación

Descripción La alimentación del amplificador, según las especificaciones, debe ser a partir de la tensión de

línea. Como se trata de un clase G se necesita de dos tensiones (positivas y negativas) que alimenten al amplificador de las cuales una será lineal y otra switching. Se utiliza una fuente lineal para las tensiones altas y una conmutada para las tensiones bajas. En esta elección se encuentran las siguientes ventajas y desventajas.

Ventajas

Las tensiones altas esta reguladas por el propio amplificador con lo cual no es crítico el ripple.

Las tensiones bajas no están reguladas por lo cual una fuente regulada es más apropiada para mantener el punto de operación y no afectar la distorsión por ripple.

Las tensiones altas consumen mayor potencia con lo cual el diseño de una fuente conmutada se complejiza y encarece.

Al utilizar fuentes conmutadas para las tensiones bajas el diseño resulta más simple y más eficiente debido a que una topología buck presente esas características frente a una boost.

Desventajas

Las tensiones altas consumen mayor potencia con lo cual el tamaño y peso de la fuente lineal aumenta.

Al no ser las fuentes conmutadas la alimentación principal del amplificador, el ruido de altas frecuencias que pueden generar no está rechazado por el alto CMRR que posee.

o Debido a que en la implementación se utilizaron dos fuentes independientes, esta desventaja no se aplica.


Fuente lineal

Ingeniería básica

Relevamiento de soluciones existentes a problemas similares

Una fuente lineal básica consta de solo tres bloques fundamentales: el transformador, el bloque rectificador y bloque de filtrado capacitivo. A partir de esa columna vertebral, uno puede complejizar la misma, ya sea para mejorar sus características de funcionamiento o agregando protecciones, tanto para la fuente como para la carga.

Por cuestiones constructivas, y de disponibilidad de materia prima, los productores de transformadores trabajan con potencias estándar de 100VA y 150VA. Los valores comerciales de relación de los transformadores en el mercado, en el margen de aplicación requerido, son de 220V a 24+24V y 220V a 30+30V.

Otra posibilidad, es la de elegir un transformador de núcleo toroidal, el cual reduce considerablemente el ruido, pero su precio es mayor para el mismo VA y además se dificulta su montaje en un gabinete.

El bloque rectificador se puede resolver de dos maneras distintas: primero, se podía utilizar dos diodos discretos (teniendo en cuenta que se tiene un transformador con punto medio, no es necesario utilizar los cuatro diodos tradicionales), o segundo, utilizar un puente.

Ilustración 8 : diferentes formas de rectificar

Además de los tres bloques básicos, una fuente lineal puede tener diversas protecciones, así como un regulador y distintos indicadores, como puede ser de encendido o de nivel de tensión.

Elección de la solución Cada bloque y componente de la fuente debe ser seleccionado con cuidado, pero el más crítico

es el transformador, el cual es el encargado de brindar la potencia límite que podrá entregar el amplificador. Teniendo en cuenta la potencia máxima que brinda la etapa de salida clase G, más las pérdidas en la fuente lineal, se calcula el producto volt-ampere que debe entregar el transformador.


A partir de la potencia máxima, que consume la carga, se debe sobredimensionar la misma por razones de seguridad, siempre teniendo en cuenta la relación de compromiso costo-funcionamiento, además de tener en cuenta la disponibilidad de tal producto en el mercado. Con ese valor del producto volt-amper, se obtiene el valor de potencia que debe asegurar el transformador.

Según los análisis realizados la fuente lineal debeentregar una potencia cercana a los 98W, es

decir, se requiere un transformador que asegure aproximadamente 110W.

Los fabricantes de transformadores trabajan con potencias estándar de 100VA y 150VA, lo cual implica rediseñar el amplificador para reducir el consumo o utilizar la alternativa de 150VA. Debido a que se está trabajando sobre los rangos inferiores de potencia requerida en las especificaciones se utiliza el de 150VA.

Siguiendo pautas de sobredimensionamiento, económicas y de disponibilidad en el mercado, se eligió un puente rectificador KBPC3510, el cual supera ampliamente las necesidades del proyecto, con lo cual se asegura no tener problemas, además que la caída de tensión en los diodos en conducción es mínima por las características propias del puente.

Se decidió no adicionar un bloque regulador a la fuente lineal. Esto se debe a varios motivos. Primeramente, la mayoría de los reguladores lineales no entregas más de 1.5A, con lo cual habría que adicionar transistores a la salida del regulador para poder entregar más corriente. Otro inconveniente es la disipación de potencia. Un regulador trabajando a 30V y entregando la corriente requerida consumiría mucha más potencia que el resto de la fuente lineal, y esto no tiene sentido, ya que además, el propio amplificador tiene un alto rechazo al ripple.


Ilustración 9 : diagrama en bloques de la fuente lineal


Transformador

Este bloque se encarga de reducir la tensión de línea de 220VRMS a 48VRMS (24+24V). Es un simple transformador inductivo.

Rectificador

Se encarga de rectificar (rectificador de onda completa) la corriente alterna.


Filtro

Se implementa un filtro capacitivo RC para disminuir el ripple de la señal pulsante rectificada, obteniéndose finalmente a la salida una corriente continua con un rizado que depende del filtro y la carga. Debe notarse que este filtro no es lineal, por la existencia de los diodos que cargan rápidamente los capacitores, los cuales a su vez, se descargan lentamente a través de la carga.



Descripción del circuito Transformador

Se utiliza un transformador de 220VRMS a 48VRMS y 150VA, el cual entrega la potencia, tensión y corrientes máximas requeridas. Rectificador

D1, D2, D3, D4: Representa al puente rectificador utilizado. Su función es justamente rectificar la corriente alterna. Es un rectificador de onda completa.


C15, C16, C17, C18: Filtros capacitivos para eliminar las componentes de alta frecuencia generadas en las conmutaciones de los diodos. Filtro capacitivo

C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7: Filtro capacitivo de la rama positiva.

C8, C8, C10, C11, C12, C13, C14: Filtro capacitivo de la rama negativa.

Todos estos capacitores son de 3300uF, totalizando 23.1mF por rama. Se utilizan varios capacitores en paralelo para aumentar la capacidad equivalente, al mismo tiempo que se reducen las pérdidas y los efectos inductivos, ya que las resistencias e inductancias equivalentes de un paralelo, es siempre menor que el menor valor.

R1, R2: Se utilizan para descargar los capacitores una vez desconectada la fuente. Esto asegura un camino seguro de descarga, y que no lo haga a través del amplificador, ni a través del parlante. Su valor es alto para evitar pérdidas, aunque tiene la desventaja de hacer lenta la descarga.

Detalles de selección y cálculo de los elementos circuitales de cada bloque El cálculo de mayor importancia de la fuente lineal es el de la capacidad requerida para un factor

de ripple máximo pretendido. En el proyecto se desea un ripple menor al 5%.

El factor de ripple se define como

El cálculo del factor de ripple se realiza en forma aproximada asumiendo:

Resistencia interna del transformador muy baja

Tiempo de carga del capacitor despreciable

Resistencia de carga constante

El capacitor se descarga linealmente sobre la resistencia de carga durante un semiperiodo del ciclo de la tensión de entrada

La forma de onda del ripple se puede aproximar a una onda diente de sierra

Aplicando

∫

Se obtiene

La tensión de salida media es

(

)

Le tensión eficaz de ripple es

√

√


El factor de ripple resulta

√

Lo que permite estimar el valor de c como

(

√

)

Teniendo en cuenta un factor de ripple máximo de 0.05, una carga de 8Ω y una frecuencia de ripple dobla a la de la alimentación de línea, es decir 100Hz, se tiene

(

√ )

El valor de capacitancia es un límite inferior para lograr un factor de ripple que no supere el 5%,

pero teniendo en cuenta las altas pérdidas de los capacitores electrolíticos, es conveniente asegurarnos una tolerancia del 20%, con lo cual el valor mínimo recomendable es de 18,82mF.

Teniendo en cuenta la disponibilidad de mercado, el máximo valor comercial de capacitores en stock es de 3300uF. Para cubrir tal necesidad se requieren

De esta forma, se coloca un capacitor extra en cada rama, con el fin de asegurar un factor de

ripple menor al 5%.

Simulaciones

Ilustración 10: Tensión de salida de la fuente lineal partida


Ilustración11: Detalledel ripple.

En las simulaciones, se puede ver que el factor de ripple es menor del 5%, el cual era el límite deseado.

Ilustración 12: Corriente sobre los diodos.


Ilustración 13: Tensión sobre los diodos

Las simulaciones son importantes para verificar el factor de ripple, y además para conocer las

condiciones a las cuales serán forzados los diodos. Dadas los requerimientos, se necesita un puente capaz de soportar grandes tensiones en inversa y grandes sobre picos de conducción.


Diseño de los circuitos impresos Para diseñar el circuito impreso de la fuente lineal se tuvo en cuenta los siguientes ítems:

Pistas anchas para conducir altas corrientes (150 milis, capaz de soportar hasta 6A)

La tierra tiene un punto único

Los espacios sin cobre son mínimos

La distancia entre pistas es pequeña, en relación al ancho de las mismas, lo cual reduce la impedancia característica

Dada la alta capacidad propia de la fuente, tanto las capacidades como las inductancias parásitas son totalmente despreciables

Al no haber caminos de señal en la fuente el diseño del impreso no es.


Ilustración 14: Circuito impreso, con componentes, de la fuente lineal.


COMPONENTE VALOR CARACTERISTICA CANTIDAD

KBPC3510 Puente rectificador 1

Transformador 220V-24+24V (150VA) 1

C1-C14 3300uF/50V Capacitores electrolíticos

14

R1-R2 10kΩ 5W 2

C15-C18 100nF Capacitores cerámicos 4

Diseño mecánico y dimensionamiento del cableado

En el diseño de las fuentes todos los componentes están soldados sobre un circuito impreso de forma que el cableado existente simplemente se utiliza para conectar la fuente lineal con el transformador en la entrada y para conectar la fuente lineal con la fuente conmutada en la salida de la misma y con la salida hacia el amplificador. Los cables se dimensionaron según las corrientes requeridas (estimando un milímetro cuadrado por ampere).

Detalles de construcción y montaje Teniendo en cuenta el tamaño de los capacitores y el espacio que ocuparía la fuente dentro del

gabinte, se decidió distribuir los capacitores en disposición “U” para disminuir el largo del impreso, con el puente ubicado en el medio de los mismos.


Ilustración 15 : Planificación y dimensionamiento de los componentes de la fuente

Tanto las fuentes conmutadas, como la fuente lineal y el transformador se montaron en un gabinete separado del amplificador disminuyendo interferencias posiblesconservando el desempeño del amplificador.

El transformador se colocó en el medio del gabinete ya que este es un elemento de mucho peso, y su colocación fuera del centro de masa incomodaría el transporte.

Ilustración 16 : Fuente lineal en el gabinete. Ilustración 17: vista superior de la fuente


El circuito implementado no demanda ningún tipo de ajuste más allá de los cálculos generados en la etapa de diseño.


Fuentes conmutadas

Ingeniería básica

Relevamiento de soluciones existentes a problemas similares Para el diseño de las fuentes se hizo una búsqueda tanto de los integrados que pudiesen servir y

que estuviesen disponibles en el mercado local. Alguna de las alternativas estudiadas y hasta implementadas en prototipos fueron:

1. LM2595: es para configuración step-down de 1ª, con la opción de una configuración negativa reductora. La desventaja era que requería modificar el diseño del amplificador para que en baja tensión consuma menor potencia. Se realizaron los prototipos y se obtuvieron buenos resultados salvo que la fuente negativa al tener mayor caída de tensión (se alimentaba con 30V y salía con -10V, con lo cual caían 40V en el integrado reduciendo la corriente de salida frente a la fuente positiva que entraba con 30V y salida con 10V cayendo solo 20V).

2. MC33063: primera opción considerada e implementada. Al ser el integrado con switch integrado más económico fue ideal para realizar pruebas en el diseño de la configuración negativa. Desafortunadamente no se obtuvieron buenos resultados debido a las complicaciones mecanicas que acarrea utilizar montaje SMD para prototipos.

3. UC3846: integrado de control PWM sin switch integrado con dos salidas para configuración con dos llaves (eg. pushpull). Se realizaron algunas pruebas sobre el integrado sin llegar a armar una fuente debido a que al poseer una sola realimentación una fuente hubiese quedado sin regular, únicamente siguiendo a la otra.

4. LM2576: integrado con control PWM y con switch integrado con una capacidad de 3A a la salida y una entrada de hasta 40V. En modalidad step-downcon pocos componentes extra.

5. LM2577: análogo al LM2577 pero step-up, con la posibilidad de configurarlo como un

step-down negativo.


Propuestas de alternativas de diseño

Ilustración 18 : alternativa con topologiaflyback

Ilustración 19 : buckconverter con LM2676

Ilustración 20: buck negativo con LM2595

Elección de la solución

El diseño de la fuente conmutada se realizó con el objetivo de hacerla de bajo coste y tamaño para lo cual se consideraron topologías como buck, flyback y pushpull, resultando la optima dos buck independientes debido a la disponibilidad de integrados con la ‘llave’ de conmutación incluida (en rangos de potencias en que se trabaja (20W)).


Debido a disponibilidad en el mercado, precio y características de potencia se eligio utilizar el LM2576 y el LM2577, ambos en sus versiones ajustables.Para la tensión positiva se utilizo el LM2576-ADJ (regulador buck de 3A y 40V de alimentación) y para la tensión negativa el LM2577-ADJ (regulador boost análogo al LM2576).

La ventaja de la solución implementada con el LM2577 frente al LM2595 fue que al ser step-up en configuración step-down negativa la entrada es negativa habiendo una caída simétrica entre los integrados de ambas fuentes.


Ilustración 21 :diagrama en bloques fuentes conmutadas


Control PWM

Este bloque controla el DutyCyclede la conmutación permitiendo variar el valor medio acorde a la realimentación negativa que muestree. Al variar dicho valor, la tensión de salida puede mantenerse constante frente a variaciones de la tensión de entrada o exigencias de la carga a la salida.La lógica de control estáa cargo del LM2576/7.

Realimentación

Muestrea la salida y la mezcla en la entrada de forma tal de variar el ciclo de trabajo y por ende el valor de salida.

Circuito Step-Down

Se implementa la topología buckconverter, la cual consta de dos llaves de conmutación, un inductor y un capacitor. Las llaves conmutan entre dos estados, uno en que se carga el capacitor y en el otro, debido a la polaridad del inductor se produce la disminución de la tensión de salida.




Ilustración 22 : fuente de tension baja positiva

Ilustración 23: fuente de tension baja negativa

Descripción del circuito

Para la tensión positiva se utilizo el LM2576-ADJ (regulador buck de 3A y 40V de alimentación) y para la tensión negativa el LM2577-ADJ (regulador boost análogo al LM2576).

En la fuente de tensión positiva la realimentación consiste en un divisor resistivo que divide por 12 a la tensión de salida para que cuando haya 15V a la salida en la pata de realimentación del

integrado haya 1.24 (ya que esta generada la referencia de tensión con un band gap).

En la fuente negativa es necesario invertir la señal de realimentación para que esta no sea positiva. Para ello se utiliza un transistor bipolar entrando por el emisor y saliendo por el colector. La polarización se adecua de tal manera de generar una tensión igual a la salida sobre la resistencia de degeneración produciendo una corriente proporcional que será trasducida por la resistencia de carga en la tensión de realimentación.


Ambas fuentes

Integrado: LM2576-ADJ y LM2577-ADJ. Brindan una solución sencilla para una fuente buck ya que realizan la lógica PWM y poseen integrado la llave de conmutación. Tienen rangos de tensión y de corrientes adecuados a la fuente diseñada y se encuentran en disponibilidad actualmente.

L1: inductor propio de la topología buck. Se utilizó un núcleo toroidal de ferrite debido a que no tiene (despreciables) pérdidas de flujo magnético y es adecuado para las frecuencia de conmutación (52Khz).

D1: diodo catch de la topología buck, permite un camino para la corriente cuando la llave esta abierta. El 1N5822 es un schottky de baja tensión de forward para mantener alta la eficiencia de la fuente.

C2: capacitor necesario para almacenar la energía que transfiere el inductor durante el periodo ON y para proveer la corriente necesaria a la carga en el periodo OFF. Su alto valor reduce el ripple de salida.

R1: preset para ajustar la realimentación de las fuentes.

C1: estabiliza la tensión de entrada que no está regulada. Para proteger el integrado.

Fuente Positiva

R2: junto con R1 establecen el divisor resistivo para la realimentación.

Fuente Negativa

C3 y R5: estabilizan la respuesta en frecuencia del integrado.

R6: protege a Q1 de quemarse si se lleva R1 a 0Ohm.

D2, D3, D4 y R3: polarizan el transistor Q1.

R4: establece la tensión de realimentación según la corriente que trasdujo R1.

Detalles de selección y cálculo de los elementos circuitales de cada bloque

A continuación se muestran algunos cálculos utilizados en la elección de los componentes de la fuente.

( √ )

( √ )

⁄

∑


Simulaciones

Ilustración 24 : transitorio de la fuente positiva cargada con 8Ohm

Ilustración 25: ripple de la fuente positiva cargada con 8Ohm



Diseño de los circuitos impresos

En ambos diseños se tuvo en cuenta las altas frecuencias que se manejan y la importancia de la realimentación. Por lo cual se hicieron caminos cortos, anchos, curvos y sin espiras.

Guía de localización de Componentes



COMPONENTE VALOR CARACTERISTICA

Ambas fuentes

LM2576-ADJ

LM2577-ADJ

L1 200uH Totoideferrite; 3A

D1 1N5822 3A 40V

R1 1kOhm 1/4W

C1 100uF 50V

C2 1000uF 35V

Fuente Positiva

R2 10kOhm

Fuente Negativa

Q1 BC327 PNP 800mA


C3 0,33uF Poliester metalizado

D2 1N4148

D3 1N4148

D4 1N4148

R2 3,9kOhm 1/4W

R3 1kOhm 1/4W

R4 4,3kOhm 1/4W

R5 600Ohm 1/4W

R6 5kOhm 1/4W

Total 8,44

Diseño mecánico y Dimensionamiento del cableado

Las fuentes son de dimensiones reducidas frente al resto del equipo y se construyeron para que cupiese en el espacio designado. Debido a la distancia entre las fuentes switching y la salida del gabinete se utilizaron cables de mayor longitud para disminuir perdidas.

Ilustración 26 : plaqueta armada de la fuente switching negativa

Detalles de construcción y montaje

El montaje se planeó de tal manera de no necesitar desmontar ningún otro componente para poder retirar hasta una posición cómoda para reparar/medir en caso de ser necesario. Se encuentran en posición vertical y separadas de la pared del gabinete mediante cuatro pilares en cada tornillo.


Ilustración 27 : montaje de las fuentesiwtching en el gabinete


Objetivo Una vez finalizado el armado del prototipo es necesario probar su correcto

funcionamiento y hacerle ajustes si hay variaciones del comportamiento esperado.

Instrumentos Destornillador

Ajustador de preset

Multímetro

Inspección visual y de armado Deben estar todos los componentes bien firmes en la plaqueta y estar bien

ajustadas al gabinete para que no sufran daños al ser trasladada. Se debe tener cuidado que los tornillos no hagan contacto con algún componente, especialmente metálico.

Procedimiento de verificación Para la verificación deber medirse la tensión de entrada (cable azul o pata 5 del

LM2576/7) que debe ser de ±32V. Y la tensión de salida en el cable rojo que debe ser de ±15V. De obtener una salida diferente de los ±15V se debe ajustar el preset ubicado de forma

accesible en la pared izquierda del gabinete. Para la medición de la fuente negativa es necesario cargarla con una resistencia de entre 1k y 8Ohms.


Validación del prototipo

Objetivo Una vez armada la fuente es necesario realizar las mediciones pertinentes para

asegurar el correcto funcionamiento de la fuente.

Instrumentos Osciloscopio

Variac

Cargas de varios valores (4Ohm, 8Ohm, 16Ohm)

Multímetro

Procedimiento de validación de la fuente

Se procede a armar los siguientes bancos de medición para realizar las mediciones de:

Regulación de línea

Regulación de carga

Ripple


Ilustración 28 : banco de medición para regulación de linea


Ilustración 29 : banco de medición para regulación de carga

Ripple


Ilustración 30 : banco de medición para ripple

Resultados


Se midió la tensión de salida en vacío variando la tensión de alimentación según el banco de medición de la Ilustración 28 : banco de medición para regulación de linea.

Tensión de línea

Alta tensión positiva

Baja tensión positiva

Baja tensión negativa

Alta tensión negativa

190V 29,6V 15,1V - 29,6V

198V 30,8V 15,1V - 30,7V

220V 34,3V 15,1V - 34,3V

244V 38,1V 15,1V - 38,1V

250V 39,1V 15,1V - 39,1V

Ilustración 31: regulación de linea en vacío

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

190 198 220 244 250

Var

iaci

ón

po

rce

ntu

al d

e la

te

nsi

ón

de

sa

lida

(%)

Tensión de linea(V)

Regulación de linea (En vacío)

Alta tension positiva

Baja tension positiva

Baja tension negativa

Alta tension negativa


Se midió la tensión de salida con 8Ohms de carga variando la tensión de alimentación.

Tensión de línea

Alta tensión positiva

Baja tensión positiva

Baja tensión negativa

Alta tensión negativa

190V 21,9V 14,94V 15,67V 21,9V

198V 23,15V 14,95V 15,67V 23,15V

220V 25,72V 14,96V 15,65V 25,72V

244V 28,86V 14,87V 15,66V 28,86V

250V 29,71V 14,94V 15,66V 29,71V

Ilustración 32: regulación de línea con carga

: V o l t a j e d e s a l i d a c u a n d o e l v o l t a j e A C p i c o a l a e n t r a d a

e s m á x i m o .

: V o l t a j e d e s a l i d a c u a n d o e l v o l t a j e A C p i c o a l a e n t r a d a

e s m í n i m o

Carga Alta tensión

positiva Baja tensión


negativa Alta tensión

negativa

En vacío 32,09% 0,00% - 32,09%

8Ohm 35,66% 0,00% -0,06% 35,66%

Al no tener un regulador a la salida de las fuentes lineales se observa que la tensión de

salida depende directamente de la entrada. En cambio, las fuentes conmutadas, al poseer realimentación para regular la salida mantienen con precisión la tensión de salida.

-20

-15

-10

-5

0

5

10

15

20

190 198 220 244 250

Po

rce

nta

je d

e v

aria

ció

n d

e la

te

nsi

ón

de

e

ntr

ada

(%)

Tensión de linea (V)

Regulación de linea (Carga 8 Ohm)



Baja tension negativa




Se midió la tensión de salida variando la carga según el banco de medición de la Ilustración 29 : banco de medición para regulación de carga.

Carga Alta tensión




negativa

En vacío 34,3V 15,1V 31V 34,3V

8Ohm 27,18V 15,95V 15,65V 28,4V

16Ohm 29,48V 15,98V 15,7V 29,5V

Ilustración 33: regulación de carga

: V o l t a j e d e s a l i d a a m á x i m a c a r g a .

: V o l t a j e d e s a l i d a s i n c a r g a ( c o r r i e n t e c e r o ) .

Alta tensión positiva Baja tensión positiva Baja tensión negativa Alta tensión negativa

16,35% -5,51% 0,32% 16,27%

Análogamente a lo que ocurre con la regulación de línea se encuentra una mejor

performance de las fuentes conmutadas debido a la realimentación que estabiliza la tensión de salida.

Ripple

Se midió el ripple en la tensión de salida según el banco de medición de la Ilustración 30 : banco de medición para ripple

Carga Alta tensión




negativa

En vacío 97mV (0,30%) 83mV (0,55%) 148mV (0,9%) 95mV (0,30%)

8Ohm 3,28mV 880uV 960uV 2,96mV

0

10

20

30

40

En vacío 8Ohm 16Ohm

Ten

sió

n d

e s

alid

a (V

)

Carga




Baja tensionnegativa



El ripple de todas las fuentes da por debajo del 1% en particular cuando se le aplica

carga que es el caso de mayor interés.

Discusión

Dada las características del diseño del amplificador, en el cual no es crítica la tensión de las fuentes de alta tensión (debido a que son reguladas por el mismo amplificador) y que las fuentes de baja tensión tienen una regulación adecuada se acepta el prototipo de la fuente sin la necesidad de realizarle algún tipo de mejora.

Al comparar las simulaciones realizadas en el proceso de diseño se puede ver que el comportamiento es aproximado al esperado.

Se puede analizar que la cantidad de capacitores podría haberse reducido debido al trade off entre la dimensión que tienen y el bajo ripple alcanzado.


Inconvenientes durante el desarrollo del prototipo

Si bien la gran mayoría de los traspiés ocurridos durante el desarrollo del diseño del equipo pueden ser considerados errores humanos, por ejemplo un mal contacto de algún cable o conector, también se presentan otros inconvenientes que vale la pena mencionar para ser tenidos en cuenta en futuros desarrollos:

Identificación CLARA y notoria de cada una de las tensiones de alimentación. La mala conexión de una fuente provocó la destrucción completa de la etapa de salida.

Diseño mecánico simple, pues de lo contrario es probable incurrir en arreglos temporales insatisfactorios. La disposición incomoda de ciertos componentes provocó rupturas mínimas de patas de transistores que generaron un mal funcionamiento del equipo.

Falta o escasez de componentes en el mercado local, hoy en día este puede llegar a ser considerado uno de los mayores limitantes al momento de comenzar un nuevo desarrollo en el país. Ejemplo: el LM3576 pasó de 5$ a 50$ en una semana. Otro ejemplo, resulta muy difícil adquirir inductores.

Falta de instrumental. El instrumental no siempre se encontraba disponible para su utilización por la alta demanda.

Soldaduras correctas y a temperatura adecuada. El hecho de colocar y quitar componentes genera daños irreversibles en el circuito impreso. Asimismo una soldadura sucia, fría o incorrecta puede provocar que el equipo no funcione, se destruya o que luego de un tiempo presente fallas.

Protecciones. La utilización de diversas protecciones es recomendable puesto que cada una cumple un rol distinto y particular dentro del equipo. Tanto para el usuario como para los componentes.

Conclusiones En el desarrollo de este proyecto pusimos en práctica técnicas de diseño circuital tanto

a nivel esquemático como nivel físico, sin embargo creemos que es novedoso al introducirnos a un aspecto constructivo. Mientras armábamos el prototipo nos fuimos dando cuenta de pequeños detalles que tienen muchísimo peso a la hora de ensamblar físicamente las partes y que no pueden verse en los esquemáticos. Un buen layout tiene casi tanta importancia como un buen esquemático, por eso deben aplicarse técnicas de planeamiento a la hora de diseñar el aspecto físico. La creación de un prototipo no termina en lo circuital, este es tan sólo un paso que debe cumplirse, y tal vez el que conlleva una mayor carga teórica. Los demás pasos requieren la capacidad de anticiparse a los problemas, cosa que no pudimos lograr. Tuvimos muchos problemas en lo que respecta al armado del gabinete porque realizamos el diseño enfocándonos en reducir el tamaño lo más posible y desestimamos la reparabilidad o la gran necesidad de ajustes que requiere un prototipo. Finalmente terminamos por desechar la idea original y caímos en una solución no tan elegante como la primera pero si mucho más practica a la hora de hacer modificaciones o reparaciones o simples ajustes.

En general pudimos aplicar bien las técnicas aprendidas y lograr un prototipo dentro de las especificaciones, tuvimos varios problemas con la construcción pero aprendimos a pensar por adelantado esos detalles de la misma manera que se piensa por adelantado en el diseño circuital.


Bibliografía 1. Meyer, G. &. (2008). Analisis and Design of Analog Integrated Circuits (5º ed.). Wiley,

John & Sons, Incorporated.

2. Rashid, M. H. (2011). Microelectronic Circuits Analysis and Deign (2º ed.). Stamford: CENGAGE Learning.

3. Self, D. (2009). Audio Power Amplifier Design Handbook (5º ed.). Oxford: Focal Press.

4. Self, D. (2002). Self On Audio (2ª ed.). Oxford: Newnes.

5. Self, D. (2010). Small Signal Audio Design. Oxford: Focal Press.

1 Anexos

Anexos


Fuentes conmutadas

COMPONENTE VALOR CARACTERISTICA PRECIO (U$S)

Ambas fuentes

LM2576-ADJ 2,5

LM2577-ADJ 4,9

L1 200uH Totoideferrite; 3A

D1 1N5822 3A 40V 0,08

R1 1kOhm 1/4W 0,014

C1 100uF 50V 0,22

C2 1000uF 35V 0,3

Fuente Positiva

R2 10kOhm 0,2

Fuente Negativa

Q1 BC327 PNP 800mA 0,06

C3 0,33uF Poliester metalizado 0,06

D2 1N4148 0,014

D3 1N4148 0,014

D4 1N4148 0,014

R2 3,9kOhm 1/4W 0,014

R3 1kOhm 1/4W 0,014

R4 4,3kOhm 1/4W 0,014

R5 600Ohm 1/4W 0,014

R6 5kOhm 1/4W 0,014

Total 8,44

2 Anexos

Fuente lineal

COMPONENTE VALOR CARACTERISTICA CANTIDAD PRECIO (U$S)

KBPC3510 Puente rectificador 1 3,10549451 Transformador 220V-24+24V (150VA) 1 63,7362637 C1-C14 3300uF/50V Capacitores electrolíticos 14 2,37736264 R1-R2 10kΩ 5W 2 0,44254945 C15-C18 100nF Capacitores cerámicos 4 0,03648352

Total 69,69

Amplificador

COMPONENTE VALOR CARACTERISTICA CANTIDAD PRECIO (U$S)

TRANSISTORES

Q1, Q2, Q101, Q102, Q5, Q6M

Q7, Q22

TRANSISTORPNP

MPSA56 8

1,81098901 Q3, Q4, Q9,


MPSA06 6 1,35824176


MJE340 3 3,06593407


MJE350 2 2,04395604

Q18, Q19 TRANSISTOR NPN

MJL21194 2 24,9978022


MJL21193 2 24,9978022

DIODOS

D1, D2, D3, D4, D6, D7, D10, D11

1N4148 8 0,28131868

D8, D9 3.3V Diodos Zener 2 0,45274725 D5, D12 MBR1645

Schottky 2

4,7956044 RESISTENCIAS

R30, R31 22kΩ Metal film 0.25W 2 0,04298901 R1 100kΩ Metal film 0.25W 1 0,02149451

R13, R14 10kΩ Metal film 0.25W 2 0,04298901 R11, R12, R17,

R24, R25 2.2kΩ Metal film 0.25W 5

0,10747253 R3, R4 1.1kΩ Metal film 0.25W 2 0,04298901

R34, R35 270Ω Metal film 0.25W 2 0,04298901 R22 680Ω Metal film 0.25W 1 0,02149451

3 Anexos

R15 110Ω Metal film 0.25W 1 0,02149451 R5, R7, R9, R10,

R28, R29 100Ω Metal film 0.25W 6

0,12896703 R6, R8, R18 68Ω Metal film 0.25W 3 0,06448352

R23 16Ω Metal film 0.25W 1 0,02149451 R2, R26, R27,


0,08597802 R16 2,2kΩ Metal film 0.75W 1 0,02857143

R20, R32, R33, R36

100Ω Metal film 0.75W 4 0,11428571

R19 10Ω Wirewound 2.5W 1 0,21978022 R37, R40 0.1Ω Wirewound 5W 2 0,8850989

R21 10kΩ Presetmultivuelta 1 0,23076923 CAPACITORES

C10, C18 1000uF/35V Electrolítico 2 0,74835165 C13, C14, C16,

C17 220uF/100V Electrolítico 4

2,64017582 C3, C4, C5, C12 47uF/25V Electrolítico 5 0,25032967

C7, C6, C11, C15, C19

100nF Poliéster 5 0,29879121

C2 1nF Poliéster 1 0,04085714 C9 100pF Cerámico 1 0,0312967

OTROS

DISIPADOR 1 10,989011 FICHA Mini plug 1 0,32967033 FICHA RCA 3 1,97802198

BORNERAS 2 0,43956044 CONECTOR MOLEX 1 3,95604396 CONECTOR 6PIN 2 2,1978022 FUSIBLES 5A 4 0,28659341

Total 90,11

La suma del proyecto da U$S168 (aproximadamente $765).

4 Anexos

Mediciones

Fuente

Ripple

Ilustración 1: ripple alta tensión positiva sin carga

Ilustración 2: ripple baja tensión positiva sin carga

5 Anexos

Ilustración 3: ripple baja tensión negativa sin carga

Ilustración 4 : ripple alta tensión negativa sin carga

6 Anexos

Ilustración 5: ripple alta tensión positiva con 8Ohm

Ilustración 6: ripple baja tensión positiva con 8Ohm

7 Anexos

Ilustración 7: ripple baja tensión negativa con 8Ohm

Ilustración 8: ripple alta tensión negativa con 8Ohm

8 Anexos

Distorsión

Ilustración 9 : IMD- 0.3v -con carga

Ilustración 10 : IMD- 0.3v -con carga (detalle)

9 Anexos

Ilustración 11:IMD-0.3v-sin car

Ilustración 12:IMD-0.3v-sin carga (detalle )

10 Anexos

Ilustración 13 : IMD-0.7v-con carga

Ilustración 14: IMD- 0.7v -con carga (detalle)

11 Anexos

Ilustración 15: IMD-0.7v-sin carga

Ilustración 16:IMD- 0.7v -sin carga (detalle)

12 Anexos

Ilustración 17: THD-1k-0.3v-con carga

Ilustración 18: THD-1k-0.3v-sin carga

13 Anexos

Ilustración 19: THD-1k-0.737v-con carga

Ilustración 20 : THD-1k-0.737v-sin carga

14 Anexos

Ilustración 21 : THD-6.7k-0.3v-con carga

Ilustración 22 : THD-6.7k-0.3v-sin carga

15 Anexos

Ilustración 23: THD-6.7k-0.737v-con carga

Ilustración 24: THD-6.7k-0.737v-sin carga

16 Anexos

Instrumentos utilizados

Ilustración 26 : Multimetro APPA

82R-TRUE RMS

Ilustración 27 :multimetro UNIT-T UT33A

Ilustración 28: osciloscopio digital Tektronix TDS1012

Ilustración 25 :generador de audio MCP

LG1100

Ilustración 29: Variac General RadoCompany

Ilustración 30 :placa de sonido Audiophile 2496

17 Anexos

Fotos del Amplificador y partes que lo componen

18 Anexos

Amplificador

19 Anexos

Fuente

1

MANUAL DE USUARIO

AMPLIFICADOR DE AUDIO

2

CONTENTS

AMPLIFICADOR DE AUDIO .................................................................................................................................... 1

SÍMBOLOS DE SEGURIDAD ........................................................................................................................................ 3

Alimentación eléctrica .............................................................................................................................................. 4

Conexión Externa .............................................................................................................................................. 4

INSTRUCCIONES SOBRE TOMA DE TIERRA ......................................................................................................... 4

No retire las cubiertas ....................................................................................................................................... 4

FusibleS ............................................................................................................................................................ 4

INSTRUCCIONES DE SEGURIDAD IMPORTANTES ....................................................................................................... 5

Introducción ............................................................................................................................................................. 6

Lista de Características ............................................................................................................................................. 6

CONTROLES .............................................................................................................................................................. 7

Panel POSTERIOR DE LA FUENTE DE ALIMENTACION ............................................................................................ 7

panel DELANTERO DE LA FUENTE DE ALIMENTACION ........................................................................................... 8

panel POSTERIOR DEL AMPLIFICADOR .................................................................................................................. 9

panel DELANTERO DEL AMPLIFICADOR ................................................................................................................. 9

FUNCIONAMIENTO ................................................................................................................................................. 10

Conexion deL PARLANTE ..................................................................................................................................... 10

Conexiones de alimentación ............................................................................................................................... 10

CARACTERISTICAS DEL EQUIPO ............................................................................................................................... 11

IDENTIFICACION Y SOLUCION DE PROBLEMAS ........................................................................................................ 12

Avisos ..................................................................................................................................................................... 13

3

SÍMBOLOS DE SEGURIDAD

El símbolo del rayo significa que existen voltajes peligrosos sin aislar en el interior de la

unidad, que pueden ser de magnitud suficiente para constituir un riesgo de electrocución.

El signo de admiración indica al usuario que existen instrucciones de funcionamiento y

mantenimiento importantes en el manual que acompaña al producto.

ON: indica que el aparato está encendido.

OFF: indica que el aparato está apagado. Debido al tipo de interruptor utilizado, por

favor desconecte elenchufe de red cuando desee eliminar toda alimentación eléctrica al mismo.

AVISOS (WARNING): Describe las precauciones que hay que tomar para prevenir peligro

deaccidente o muerte al usuario.

PRECAUCIÓN (CAUTION): Describe las precauciones que hay que tomar para prevenir

dañosal aparato.

4

ALIMENTACIÓN ELÉCTRICA

Asegúrese de que el voltaje de red es correcto para el aparato antes de encenderlo. Apague

el aparato durante tormentas o cuando no lo vaya a usar durante mucho tiempo.

CONEXIÓN EXTERNA

Utilizar un cable interlock con conexión a tierra.

INSTRUCCIONES SOBRE TOMA DE TIERRA

Este producto debe estar conectado a tierra. Si se produjera un fallo, la toma de tierra

proporciona la ruta de menor resistencia para la corriente eléctrica, reduciéndose el riesgo de

electrocución. Este producto está equipado con un enchufe con toma de tierra. El enchufe debe

insertarse en un enchufe de red apropiado que disponga de toma de tierra de acuerdo con la

legislación y la normativa local.

NO RETIRE LAS CUBIERTAS

En el interior hay voltajes peligrosos sin aislar en el interior de la unidad, que pueden ser de

magnitud suficiente para constituir un riesgo de electrocución.

FUSIBLES

Para prevenir un riesgo de fuego, use siempre fusibles del mismo tipo que los especificados.

NO use otro tipo de fusible ni realice un cortocircuito.

Antes de reemplazar el fusible, apague la unidad y desenchufe el cable de alimentación.

5

INSTRUCCIONES DE SEGURIDAD IMPORTANTES

ATENCIÓN: Al usar productos eléctricos, deben observarse unas precauciones

básicas,incluyendo las siguientes:

1. Lea todas las instrucciones antes de utilizar el producto. 2. No utilice este producto cerca del agua; por ejemplo, cerca de una bañera, lavadero, o

cerca de una pileta o similar. 3. Este producto sólo debe ser utilizado en el soporte recomendado por el fabricante. 4. Este producto, ya sea solo o en combinación con un amplificador y auriculares o

altavoces puede causar pérdida auditiva permanente. No lo utilice durante largo tiempo a gran volumen, o a un volumen que resulte incómodo. Si nota alguna pérdida de audición, consulte con un especialista.

5. El producto debe ser colocado en tal forma que no se interfiera con su adecuada

ventilación. 6. El producto debe ser situado lejos de fuentes de calor, como radiadores, calefactores u

otros aparatos que produzcan calor. 7. El producto debe ser conectado a una fuente de corriente eléctrica del tipo descrito en

las instrucciones de funcionamiento o tal como esté marcado en el producto. 8. El cable de alimentación debe ser desenchufado cuando no se vaya a utilizar el aparato

durante largo tiempo. 9. Debe ponerse especial cuidado en que no caigan objetos o líquidos en el interior por las

aberturas. 10. El producto debe ser revisado por personal cualificado cuando:

A. El cable de alimentación o el enchufe se haya dañado

B. Hayan caído objetos o líquidos en el producto

C. El producto haya sido expuesto a la lluvia D. El producto no funcione normalmente o exhiba un cambio importante de

prestaciones

6

INTRODUCCIÓN

El amplificador se usa en situaciones y aplicaciones profesionales para una salida mono

proporcionando unas excelentes prestaciones.

Antes de conectar la unidad a su sistema de sonido por favor compruebe que todos los

volúmenes están al mínimo para evitar cualquier sonido no deseado. También debe asegurarse

de que antes de conectar la unidad a la alimentación eléctrica ésta deberá estar apagada.

LISTA DE CARACTERÍSTICAS

· Controles del panel frontal de funcionamiento sencillo

· Circuitos de protección sofisticados para evitar posibles daños a la unidad y al equipo

conectado.

· Excelente compatibilidad de nivel de entrada para su conexión siempre fiable con

cualquier preamplificador de alta fidelidad y bajo ruido.

· Conectores de salida RCA para permitir unas conexiones fiables y sin problemas.

· Diseñosólido y duradero.

7

CONTROLES

PANEL POSTERIOR DE LA FUENTE DE ALIMENTACION

1. Conector de alimentación AC.

2. Power LED: Este indicador se ilumina cuando la unidad está encendida

3. Interruptor de alimentación principal: Esta llave enciende y apaga la

unidad.

8

PANEL DELANTERO DE LA FUENTE DE ALIMENTACION

4. Porta fusibles

5,6,7,8,9Cable de alimentación al amplificador:Suministra las tensiones necesarias

para el amplificador.

PRECAUCION: apague la unidad antes de conectar las salidas para evitar riesgo de

electrocución.

9

PANEL POSTERIOR DEL AMPLIFICADOR

10. Salida del amplificador:Conector RCA para salir hacia un parlante.

11. Entrada del amplificador: Conector mini plug para la entrada de audio del

amplificador.

12. Disipador: Disipador de calor.

PRECAUCIÓN: no obstaculizar el disipador. Requiere buena ventilación.

PANEL DELANTERO DEL AMPLIFICADOR

13. Control de volumen

10

FUNCIONAMIENTO

CONEXION DEL PARLANTE

Compruebe que el parlante adquirido es de 8 Ohm (puede utilizarse de 6Ohm o de 16 Ohm

pero la calidad del sonido empeorará a la vez que el rendimiento y duración del equipo).

Utilizar un conectorRCA para salir de los conectores del panel frontal del amplificador al

parlante.

Si debe utilizar un cable muy largo utilice uno tan grueso como sea posible para evitar el

deterioro del factor de atenuación debido a la pérdida de potencia que se produce en el

interior del cable.

CONEXIONES DE ALIMENTACIÓN

Conectar a la fuente de alimentación (con la llave de encendido en OFF) un cable interlock a

220 VAC-50Hz. Luego conectar ambos gabinetes mediante el cable del panel frontal de la

fuente. Comprobar que el volumen del amplificador esta al mínimo y esté conectado a un

parlante de 8Ohm. Una vez asegurado todos los pasos proceder a encender la llave de la

fuente.

PRECAUCION- Una conexión inadecuada del conductor de toma de tierra puede dar

comoresultado un riesgo de electrocución. Si tiene duda sobre la conexión a tierra del producto

consulte con un electricista o técnico cualificado. No modifique el enchufe que se proporciona

con este producto, si no entra en el enchufe, haga que le instalen uno adecuado

11

CARACTERISTICAS DEL EQUIPO

Especificaciones Generales PROTECCIONES Contra corto circuito

CONTROLES Encendido (On/Off)

Volumen (Logarítmico)

INDICADORES Encendido

CONNECTORES INPUT

OUTPUT:

ALIMENTACIÓN 220V AC 50Hz

DIMENSIONES 12cmx15cm (amplificador) y 15cmx20cm(fuente)

PESO 4,2kg

Especificaciones Técnicas

Valor Condiciones Potencia de salida 25W RMS 8Ohm





Ancho de banda 10Hz - 30KHz ±0,1dB

SNR <-85dB 20Hz - 20kHz

Offset <25mV

Zin 10kOhm

Sensibilidad 1V RMS

Protección contra cortocircuito

Protección contra sobre carga

Alimentación 220V AC ±20% 50Hz

Eficiencia >70%

12

IDENTIFICACION Y SOLUCION DE PROBLEMAS

SÍNTOMA CAUSA Diagnosticar/Solucionar

No hay audio (el indicador

luminoso de encendido está

apagado)

No llega la tensión a la fuente.

Revisarconexiones.

Revisarfusibles*

Medir las tensiones en el cable de la fuente con un multímetro.

Daño en la fuente Llevar a servicio técnico

No hay audio (el indicador

luminoso de encendido

estáencendido)

Falla de alguna tensión en particular de la fuente.

Medir las tensiones en el cable de la fuente con un multímetro.

Revisarfusibles*

Falla en el amplificador Asegurar que la impedancia

del parlante sea adecuada.

*Use la siguiente fórmula para determinar la capacidad de fusible de acuerdo con la

capacidad de entrada de los altavoces.

𝐼 = 𝑃𝑅

P[W] : capacidad de entrada continua de los altavoces R[Ω] : impedancia nominal de los altavoces I[A] : capacidad requerida de fusible

PRECAUCION: No intente realizar mantenimiento de este producto más que como se

describe en las instrucciones de mantenimiento por parte del usuario. Todas las demás tareas

deben ser llevadas a cabo por personal cualificado.

13

AVISOS

· Debido a mejoras en el producto, es posible que algunas características o funciones

descritas en este manual sean distintas de las de su instrumento.

· Especificaciones, apariencia y opciones sujetas a cambio sin previo aviso.

· Las representaciones de pantallas, figuras, valores de Parámetros, ejemplos de

procedimientos, etc., descritas en este manual son meros ejemplos, y no tienen porqué

coincidir exactamente con las de su instrumento.

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