PROYECTO FINALAMPLIFICADOR DE SONIDO

Franklin Jancovick Varón Huertasvaron95_2011@hotmail.com

RESUMEN: Como es de esperarse en cada asignatura establece un trabajo final completo que de alguna manera involucre procedimental y analíticamente la estructuración del diseño. En el caso actual se lleva el diseño de un amplificador de sonido con el respaldo teórico proporcionado en los espacios respectivos. La amplificación involucra como es de esperarse múltiples implementos que dados su respectivo funcionamiento cumplen con una fase ir moldeando un funcionamiento colectivo hasta obtener el proceso a fin concluido.

MARCO TEORICO

INTEGRADO: Un circuito integrado (CI), también conocido como chip o microchip, es una pastilla pequeña de material cerámico, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o cerámica. El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre la pastilla y un circuito impreso.AMPLIFICADOR: Un amplificador es todo dispositivo que, mediante la utilización de energía, magnifica la amplitud de un fenómeno. Aunque el término se aplica principalmente al ámbito de los amplificadores electrónicos, también existen otros tipos de amplificadores, como los mecánicos, neumáticos, e hidráulicos, como los gatos mecánicos y los posters usados en los frenos de potencia de los automóviles. Amplificar es agrandar la intensidad de algo, por lo general sonido.AMPIFICADOR OPERACIONAL: Un amplificador operacional (comúnmente abreviado A.O., op-amp u OPAM), es un circuito electrónico (normalmente se presenta como circuito integrado) que tiene dos entradas y una salida. La salida es la diferencia de las dos entradas multiplicada por un factor (G) (ganancia):Vout = G·(V+ − V−).CONDENSADOR: Un condensador o (llamado en inglés capacitor, nombre por el cual también se le conoce frecuentemente dentro del ámbito de la electrónica y otras ramas de la física aplicada), es un dispositivo pasivo, utilizado en electricidad y electrónica, capaz de almacenar energía sustentando un campo eléctrico. Está formado por un par de superficies conductoras, generalmente en forma de láminas o placas, en situación de influencia total (esto es, que todas las líneas de campo eléctrico que parten de una

van a parar a la otra) separadas por un material dieléctrico o por el vacío. Las placas, sometidas a una diferencia de potencial, adquieren una determinada carga eléctrica, positiva en una de ellas y negativa en la otra, siendo nula la variación de carga total.ALTAVOZ: Un altavoz (también conocido como parlante en América del Sur, Costa Rica, El Salvador Irack) [1] es un transductor electroacústico utilizado para la reproducción de sonido. Uno o varios altavoces pueden formar una pantalla acústica.RESISTENCIA: Se denomina resistor al componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito. En el propio argot eléctrico y electrónico, son conocidos simplemente como resistencias. En otros casos, como en las planchas, calentadores, etc., se emplean resistencias para producir calor aprovechando el efecto Joule.SENAL ACUSTICA: Una señal acústica es una señal analógica eléctricamente exacta a una señal sonora; normalmente está acotada al rango de frecuencias audibles por los seres humanos que está entre los 20 y los 20.000 Hz, aproximadamente (el equivalente, casi exacto a 10 octavas).

Dado que el sonido es una onda de presión se requiere un transductor de presión (un micrófono) que convierte las ondas de presión de aire (ondas sonoras) en señales eléctricas (señales analógicas).

La conversión contraria se realiza mediante un altavoz —también llamado altoparlante en algunos países latinoamericanos, por traducción directa del inglés loudspeaker—, que convierte las señales eléctricas en ondas de presión de aire.POTENCIOMETRO: Un potenciómetro es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie.

Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente. Para circuitos de corrientes mayores, se utilizan los reostatos, que pueden disipar más potencia.

1 INTRODUCCION

En los procesos electrónicos actuales es ya casi indispensable el uso de señales en la transmisión de información, estas señales en la mayoría de los casos son señales análogas que varían su frecuencia, intensidad según el contexto de la misma, dado esto las señales que se transmiten poseen una escala e indicadores a su salida que en ocasiones es baja y defectuosa, se propuso como es obvio la implementación de un diseño en el cual las señales que se manipulan sean pulidas, refinadas y amplificadas, este proceso compete una sección prioritaria en la implementación de un diseño que involucre la manipulación de señales. Es entonces esto lo que se pretende llevar a cabo en el proyecto descrito anteriormente, en el cual recibimos una señal característica de entrada muy débil y la amplificamos con el uso de una serie de componentes electrónicos en una implementación conjunta hasta obtener una señal pulida y proporcional a los resultados propuestas para ser transductada electroacusticamente con una potencia de 12 vatios por el altavoz .

2 PROCEDIMIENTO2.1-MODELO-ESQUEMA

FIGURA-1

2.2-COMPONENTES

- Condensador electrolítico 100uF/25V- Condensador electrolítico 1uF/25V- Condensador electrolítico 2200uF/16V- Condensador electrolítico 1000uF/16V- 2 Condensadores cerámicos 0.1uF (104)- Potenciómetro 100k- Resistencia 10k- Resistencia 270 (ohm)- Resistencia 15 (ohm)

- Circuito integrado TDA2002 Datasheet (Fuente: - Parlante de 4 ó 8 ohm

2.3-DESCRIPCION FUNCIONAL

De modo inicial se establece la funcionalidad de componentes de modo parcial para proceder a implementar. Es establecido una masa común del circuito. En la entrada de la señal encontramos según la FIGURA-1 un potenciómetro, este posee como se puede apreciar tres conectores, una conexione GND, en su extremo derecho, en su extremo izquierdo presenta recepción de la señal, esta que a su vez que conecta con el extremo izquierdo del potenciómetro también posee su conexión negativa al GND común del circuito. En la conexión de en medio se estará transmitiendo la señal al amplificador, el proceso que realiza el amplificador es una reducción u no de la señal de salida, es conocido que un potenciómetro funciona en realidad como una impedancia variable con lo cual se determina la intensidad de la señal que se transmite para posteriormente ser amplificada . El condensador que se incorpora al circuito visto de la figura-1 en la transmisión de la señal al integrado se hace con el fin de reducir de un modo muy diminuto ciertas sobras de la señal. La implementación general del amplificador posee como punto de referencia el integrado encargado precisamente de amplificar la señal, a continuación se realizara una descripción necesaria al respecto de su funcionamiento como amplificador. El integrado TDA2002 viene en un encapsulado Pentawatt V, de cinco terminales que requiere uso de disipador para prevenir daños físicos sobre el integrado. La parte metálica de la carcasa está conectada eléctricamente con el terminal 3 (tierra). Por esta razón el disipador no debe estar en contacto con otros elementos del circuito.

DATOS GENERALES:

Es circuitos integrados monolíticos diseñados para la clase B aplicaciones de poder audio que usa la impedancia baja carga (abajo a 1.6 ohm). Los dispositivos típicamente y proporcionan 8 W a 14.4v 2 ohm y 5.5 W a 16 v 4 hom. Se proporcionan el TDA2002 y TDA 2002A en un pockage de poder de 5-alfiler, pizca dos configuraciones del alfiler (H y V) para la facilidad montando horizontalmente o verticalmente en la tabla del pc. El TDA 2002 es el mismo eléctricamente como el TDA2002 excepto en no incluya el encima del voltaje (el vertedero de carga) el circuito protegido.

VERSIONES DE ACOPLE:

FIGURA-2

DIAGRAMA DE CONEXIONES:

FIGURA-3

ESPECIFICACONES DE TRABAJO:

FIGURA-4

ESQUEMA INTERNO DEL INTEGRADO:

FIGURA-5

2.4-DESCRIPCION DE LA AMPLIFICACION

2.4.1-TDA2002

2.4.1.1-LINEALIDAD

Durante el proceso de amplificación la señal solo es producto de un aumento en su tensión , la forma de la señal no presenta algún cambio extra que reestructure la señal como se muestra en la figura-6:

FIGURA-6

El amplificador puede realizar su función de manera pasiva, variando la relación entre la corriente y el voltaje, manteniendo constante la potencia (de manera similar a un transformador), o de forma activa, tomando potencia de una fuente de alimentación y aumentando la potencia de la señal a su salida del amplificador, habitualmente manteniendo la forma de la señal, pero dotándola de mayor amplitud.

La relación entre la entrada y la salida del amplificador puede expresarse en función de la frecuencia de la señal de entrada, lo cual se denomina función de transferencia, que indica la ganancia del mismo para cada frecuencia. Es habitual mantener a un amplificador trabajando dentro de un determinado rango de frecuencias en el que se comporta de forma lineal, lo cual

implica que su ganancia es constante para cualquier amplitud a su entrada.

2.4.1.2-TIPO DE AMPLIFICADOR

Respectivamente con el circuito integrado TDA 2002 centro de la amplificación de la señal corresponde a un amplificador de tipo B que cumple con las características que fortalecen o respaldan su implementación en los diferentes circuitos que involucran amplificación de una señal eléctrica.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, figura-7.

FIGURA-7

Los amplificadores de clase B tienen etapas de salida con corriente de polarización infinita. 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 voltaje a.c. 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.

2.4.2 CONDENSADOR

La incorporación de los condensadores al circuito respectivo de la amplificación se debe a la gran capacidad respectiva de los amplificadores inicialmente de almacenar carga según sea su capacidad y con lo cual sirven a su vez de filtros con tendencia a aplanar el rizado durante el proceso de amplificación de la señal.

2.4.3-RESISTENCIAS

Por su parte hablaremos ahora de la utilidad de las resistencias en el proceso de amplificación. Las resistencias como es conocido son implementadas en un circuito

con el fin de poseer el control sobre la cantidad de potencia que llega a una entrada específica y optimizar el funcionamiento y prevenir fallos en los componentes.

2.4.3-ALTAVOZ

Es pertinente como resultado del proceso de la amplificación obtener una señal refinada, concreta sin rizos al terminar el circuito o proceso de amplificación, de modo que luego de realizar la amplificación de la señal encontramos la incorporación al circuito de un altavoz de 8 ohm a 20 vatios. Este altavoz cumple con la función concluyente de transformar la señal eléctrica en una señal acústica con la que podamos percibir los resultado premeditados y considerar la efectividad del trabajo. Este altavoz es conocido en un ámbito más técnico como transductor electroacústico. La transducción sigue un doble procedimiento: eléctrico-mecánico-acústico. En la primera etapa convierte las ondas eléctricas en energía mecánica, y en la segunda convierte la energía mecánica en ondas de frecuencia acústica. Es por tanto la puerta por donde sale el sonido al exterior desde los aparatos que posibilitaron su amplificación, su transmisión por medios telefónicos o radioeléctricos, o su tratamiento.

2.5- IMPLEMENTACION

A-De modo inicial se incorpora al circuito TDA2002 al montaje, y seguidamente sus resistencias respectivas, quedando de esta manera; este proceso de implementación compete la sección de proface con la cual se se pretende hacer una mayor incidencia en la impedancia de salida y entrada ,con una impedancia de entrada alta y baja a la salida.

FIGURA-8

B- ahora procedemos a incorporar los condensadores cerámicos; cabe recalcar que la incorporación de los elementos están según las especificaciones del modelo-esquema.

FIGURA-9

C-ahora incorporamos los condensadores sobrantes, electrolíticos según corresponde y a razón ya descrita anteriormente en las especificaciones de amplificación:

FIGURA-10

Los condensadores en el montaje de amplificación cumplen la vital función de operadores de desacoplo, con el fin de reducir en lo mayor posible la presencia de ruidos y rizados en el circuito.

D-hemos llegado ya casi a la parte terminal de la implementación, con la incorporación del potenciómetro y algunas conexiones finales llegamos a una estructura como la siguiente:

FIGURA-11

E- es imprescindible la incorporación de un altavoz al montaje como transductor electroacustico como instancia de emisión de la señal.

FIGURA-12

El montaje realizado anteriormente es orientado a la implementación de prueba del circuito, de modo oficial del funcionamiento del circuito se implementa en una baquela universal, concluyendo con una estructura final como la siguiente:

FIGURA-13

Como descripción final las cualidades y características del amplificador desarrollado presentan las siguientes características; vcc=3.0v;p=6w

3 SIMULACION

4 CONCLUSIONES

-La implementación de circuitos operacionales funciona con la variación de voltaje dentro de un amplificador de audio en conjunto con resistores que tengan una capacidad de tolerancia mayor como los cerámicos, además del uso del potenciómetro para la variación de los decibeles en el ecualizador donde se puede apreciar el aumento de volumen.-la eficacia en la implementación de un circuito determina en gran manera la calidad de los posibles resultados obtenidos.-aunque se tome las más altas precauciones en el cableado, por más eficiente que se realice el desacoplo de alimentación y la disposición de los anillos de guarda y/o blindaje adecuado, puede seguir existiendo ruido entremezclado con la señal eléctrica , en estos casos se debe hacer uso de otras técnicas como filtrado, modulación entre otras, que corrijan lo mayor posible estas imperfecciones.-la estructura electrónica moderna presenta una composición funcional basada en la incorporación de su componentes que al trabajar colectivamente caracterizan una funcionalidad . mas descritamente tenemos que los transistores están compuestos de diodos un semico0nductor con un ánodo y un cátodo capaz de conducir corriente en un sentido, luego a su vez los amplificadores que son la base de este proceso descrito durante el proyecto están compuestos por amplificadores.

5 REFERENCIAS

http://www.monografias.com/trabajos89/proyecto-amplificador-audio/proyecto-amplificador-audio.shtml

http://electronicsclub.info/blockdiagrams.htm

Electrónica__Teoria_de_Circuitos_y_Dispositivos_ROBERT L. BOYLESTAD