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