Amplificatore stereo economico realizzato con il TDA1004
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Amplificatore stereo economico realizzato con il TDA1004
Amplificatore stereo economico realizzato con il TDA 1004 Viene descritto un amplificatore stereo economico realizzato con il circuito integrato TDA 1004. Il circuito richiede un numero limitato di componenti periferici e possiede eccellente stabilità e sensibilità. Il circuito prevede le regolazioni separate del volume, del bilanciamento e del controllo dei toni bassi e alti. Il circuito i n t e g r a t o TDA 1004 c o m p r e n d e un preamplificatore ed u n amplificatore di potenza ( P = 6 W su 4fì). L'anello di c o n t r o r e a z i o n e t r a questi d u e sistemi di amplificazione n o n si trova all'interno del circuito i n t e g r a t o bensì deve essere s i s t e m a t o all'esterno del m e d e s i m o ; ciò p e r m e t t e al p r o g e t t i s t a u n a c e r t a flessibilità nella realizzazione delle regolazioni dei toni alti e bassi, del v o l u m e e del b i l a n c i a m e n t o senza pericolo di i n c o r r e r e in fenomeni di instabilità Siccome n e s s u n a delle s u d d e t t e regolazioni è collegata direttamente al relativo ingresso del circuito integrato, il valore della resistenza della sorgente può essere scelto dal progettista, . 0 INPUT .TAPE O p.U.C j SEIECTOR [_ SWITCH EMIITER FOLLOWER & VCL- C O N T R O L L'amplificatore stereo realizzato con il circuito int e g r a t o TDA 1004 che p r e s e n t i a m o qui di seguito, si distingue p e r le r i d o t t e d i m e n s i o n i che si p o s s o n o assegnare alla p i a s t r i n a del circuito s t a m p a t o , d a t o che all'esterno è previsto u n n u m e r o limitato di componenti discreti. Questo p r o g e t t o r a p p r e s e n t e r à pertanto la soluzione o t t i m a l e p e r tutti quei casi nei. quali è richiesto u n amplificatore stereofonico con o t t i m e prestazioni, e dimensioni di i n g o m b r o e s t r e m a m e n t e ridotte. Nel n o s t r o caso la tensione di alimentazione è prelevata dalla tensione di rete. La potenza di u s c i t a PR£ PpWER AMPLIFIER AMPLIFIER TONE C O N T R O L & BALANCE Fig. 1 - Schema a blocchi dell'a m pi ifica t o re x CiRCUITS stereo. 33 Fig. 2 - Circuito elettrico dell'amplificatore LISTA DEI COMPONENTI Resistori RI R2 Ri R4 nf DA D T DÌ DO um R9, RIO nil D M D ^ O M 5$ VÌ Rlì R20, R21 f I Mi! 470 m 1 Mn A in un in 1 -, • 220 kiì logaritmico nì' 1 v • Un In l°Z ì x lo ° Z 4 / ìn lineare 33 n 3 arlt mico l f a r i t m i c o 6 R22, R23 2,2 fi Condensatori CI C2 C3, C4 47 nF 1 [xF/12 V è 6 W per canale su u n a i m p e d e n z a di 4 H degli altoparlanti m e n t r e la tensione di alimentazione è 15 V. I l progetto prevede ingressi p e r pick-up ceramici, registratori o p p u r e t u n e r FM. Esiste a n c h e la possibilità di collegamento ad u n r e g i s t r a t o r e . Il circuito, come già accennato, prevede u n a regolazione s e p a r a t a dei toni alti e bassi. 34 stereo con TDA 1004. C5, C6 CI, C8 C9, CIO > > C15, CIÒ C17, C18 C19, C20 C22 C23, C24 C25,C26 C27, C28 > C11 0 1 2 C13 1 4 C29 C 3 0 32 uF/IOV 47 nF condensatori 68 nF condensatori lvF/12V IuF/12V 15 nF condensatori 150 nF condensatori 330pF 560 pF 100 nF condensatori 68 nF condensatori 1000 yF/16 V 1 0 0 0 a film serie 347 a film serie 347 a film serie 347 a film serie 347 a film serie 347 a film serie 347 V Semiconduttori DI, D2, D3, D4 > IC1, 1C2 TR1 T R 2 BY127 BC149 C TDA1004 I n fig. 1 è r i p o r t a t o lo s c h e m a a blocchi dell'amplificatore stereo realizzato con il TDA 1004. All'ingresso è p r e v i s t o u n i n t e r r u t t o r e - s e l e t t o r e p e r i segnali p r o v e n i e n t i r i s p e t t i v a m e n t e da pick-up ceramico, r e g i s t r a t o r e , e t u n e r FM. P e r a d a t t a r e la resistenza r e l a t i v a m e n t e elevata di q u e s t e sorgenti e s t e r n e di segnale alla b a s s a impe- Fig. 3 - Disposizione dei componenti sulla piastra del circuito cienza di ingresso del circuito i n t e g r a t o (~ 20 kO), viene impiegato u n o stadio emitter-follower a componenti discreti realizzato con il t r a n s i s t o r e BC 149C p a r t i c o l a r m e n t e a d a t t o p e r bassi segnali e avente b a s s o rumore» Lo stadio emitter-follower è seguito nel TDA 1004 dai circuiti r i s p e t t i v a m e n t e p r e a m p l i ficatori e amplificatori di segnale; e n t r a m b i q u e s t i amplificatori h a n n o i loro anelli di c o n t r o r e a z i o n e interni separati; scopo di q u e s t i circuiti è quello di stabilizzare la tensione di polarizzazione dei vari stadi e di definire il g u a d a g n o in tensione dei m e d e s i m i . stampato deli'amplicatore stereo con TDA 1004. Siccome le i n t e r c o n n e s s i o n i t r a i due amplificatori vengono fatte all'esterno dei due integrati, n o n esis t o n o p r o b l e m i p e r ciò che r i g u a r d a la stabilità di funzionamento della regolazione d e i . t o n i , del v o l u m e e del b i l a n c i a m e n t o . Per o t t e n e r e le elevate prestazioni a cui a b b i a m o a c c e n n a t o poc'anzi s a r à opport u n o i m p i e g a r e u n a l t o p a r l a n t e di b u o n a q u a l i t à con i m p e d e n z a di 4 fì, Descrizione dei circuito Lo s c h e m a c o m p l e t o dell/amplificatore stereo comprendente l'alimentatore e l'interruttore-commutatore d'ingresso è r i p o r t a t o in fig. 2. Come si vede, l'amplificatore impiega u n m i n i m o di c o m p o n e n t i periferici. Siccome il TDA 1004 i n c o r p o r a u n filtro elettronico e u n s i s t e m a di stabilizzazione del f u n z i o n a m e n t o dell'amplificatore di potenza, n o n è richiesta u n a tensione di alimentazione stabilizzata, e ciò r e n d e effett i v a m e n t e semplice q u e s t o p r o g e t t o . Descriveremo e v i d e n t e m e n t e il funzionamento u n solo canale. di Siccome l a ' s e n s i b i l i t à d'ingresso dell'integrato p e r la p o t e n z a n o m i n a l e di uscita di 5 W , è circa di 60 mV, o c c o r r e r à p r e v e d e r e u n circuito a t t e n u a t o r e f o r m a t o da R1-R3, dallo stadio emitter-follower e dal regolatore del v o l u m e collegato in . parallelo al resis t e r e R7; ciò allo scopo di evitare fenomeni di sovraccarico dei preamplificatore dell'integrato, e di conseguenza, eventuali fenomeni di distorsione p r o d o t t i dai eff Fig. 4 - Risposta in frequenza l'amplificatore stereo. e del controllo dei toni del- 35 diileienii livelli assumibili dalle tre sorgenti di ingresso menzionate. Il condensatore C9 disaccoppia l'alimentazione del preampiifìcatore e nello stesso t e m p o costituisce la costante di tempo del circuito anti-click. L'integrato TDA 1004 è formato, come già detto, da un preamplificatore e da u n amplificatore di potenza, ciascuno avente il p r o p r i o anello di controreazione interna. Questi due amplificatori r i s u l t a n o collegati m e d i a n t e i c o n d e n s a t o r i esterni C13 e C17. Il condensatore C19 limita la r i s p o s t a delle frequenze elevate nell'amplificatore di potenza, e di conseguenza, tende a migliorare la stabilità dell'amplificatore stesso. Tra il preampiifìcatore e l'amplificatore di potenza è inserito u n circuito p e r la regolazione dei toni estrem a m e n t e semplice che consente di a v e r e . u n a esaltazione di 10 d B alla frequenza di 100 Hz (esaltazione dei bassi) e u n taglio di 20 dB alla frequenza di 10 kHz (taglio degli alti). Questo p r o g e t t o n o n p r e v e d e altri s i s t e m i p i ù complessi di regolazione dei toni rispett i v a m e n t e alti e bassi. Per migliorare la stabilità del circuito alle frequenze elevate è stato previsto u n anello di controreazione funzione della frequenza, f o r m a t o da C21 e R20, collegato al t e r m i n a l e 16. Per avere u n o t t i m a stabilità termica si r a c c o m a n d a di impiegare, p e r eia- Potenza di uscita con distorsione dei 10% 6 W Potenza di uscita all'inizio del taglio della sinusoide 5 W A s s s o r b i m e n t o in c o r r e n t e dalla tensione di alimentazione (15 V) alla m a s s i m a potenza di uscita di 6 W 1.2 A Sensibilità, m i s u r a t e p e r u n a potenza di uscita di 5 W, alla frequenza di 1 kHz con le regolazioni dei toni in posizione di r i s p o s t a piatta, controllo di b i l a n c i a m e n t o in posizione centrale e regolatore di volume al m a s s i m o . — pick-up ceramico e registratore 260 m V — t u n e r FM 130 m V I m p e d e n z a di ingresso — pick-up ceramico e registratore — t u n e r FM 2 Miì 500 kO C o m p o r t a m e n t o del controllo dei toni m i s u r a t o r i s p e t t o alla frequenza di 1 kHz — Esaltazione dei toni m i s u r a t a a 100 Hz bassi (vedi fig. 4) — Taglio degli alti m i s u r a t o a 10 kHz (vedi fig. 4) — R i s p o s t a in frequenza dB) (vedi fig. 4) da 40 Hz a 19 kHz a (3 APPENDICE Dati caratteristici del circuito integrato TDA 1004 Fig. 5 - Schema a blocchi del TDA 1004. Tensione di alimentazione C o r r e n t e di riposo scun circuito integrato, u n dissipatore di calore con superficie m i n i m a di 15 c m . La tensione di alimentazione dell'amplificatore (15 V) è o t t e n u t a impiegando u n n o r m a l e r a d d r i z z a t o r e a d o n d a piena e u n c o n d e n s a t o r e di livellamento. Il segnale audio applicato all'amplificatore è disponibile allo zoccolo di ingresso p e r registratori allo scopo di collegare u n eventuale r e g i s t r a t o r e . Siccome q u e s t o segnale viene prelevato subito dopo lo stadio emitter-follower, le posizioni dei regolatori del tono e del v o l u m e n o n possono influire sulla qualità del segnale che si vuole registrare. In fig. 3 è s t a t a r i p o r t a t a la disposizione dei comp o n e n t i sulla p i a s t r i n a del circuito s t a m p a t o . 2 Le prestazioni dell'amplificatore descritto sono le seguenti: 36 Dissipazione a 100 °C 15 V 4 12 120 mA 3 A 15 W Potenza di uscita a 14 V di alim e n t a z i o n e distorsione totale = 10% p e r differenti carichi: R = 8H L 4n 2VL Larghezza di b a n d a dell'amplificatore c o m p l e t o 3 W 5,5 W 8 W 15 kHz comples1 % u Prestazioni Tensione di alimentazione Impedenza di carico Corrente di riposo 60 mA M a s s i m a c o r r e n t e nei transistori di uscita Distorsione a r m o n i c a siva a P = 1 W 9-20 V G u a d a g n o in tensione del preamplificatore 20 dB G u a d a g n o in tensione dell'amplificatore di potenza 30 dB Tensione di r u m o r e (R — OH) 0,3 m V s all'uscita