Amplificatore Hi-Fi con TDA2051
40 Watt Musicali
32 W
Hi-Fi conTDA2050 oppure 40 WATT con TDA2051
Premessa.
Voglio iniziare questa mia nuova pubblicazione rispondendo alle domande che di
certo i numerosi esperti e super esperti di
elettronica ed HiFi si stanno ponendo,
ovvero... Ma perché diavolo ad.noctis si mette
a presentare un circuito integrato e suoi derivati trito e ritrito come
il TAD2050? Non ce ne sono già abbastanza di queste trappole in
giro?
La risposta è semplice quanto scontata. Quanti hanno preso uno schemino standard, hanno realizzato e pubblicato in maniera, esclusa la soddisfazione personale, abbastanza sterile, ovvero senza avere tracciato un strada di approfondimento e comprensione per chi dopo di loro si fosse cimentato nella medesima costruzione.
Addirittura si è verificato, in questa comunity, che lo stesso autore non avesse ben chiaro il perché e il percome delle sue stesse soluzioni circuitali.
La sfida è proprio questa. Realizzo e presento un circuito già molto presente allo scopo di contornarlo di tutta quella didattica che necessita alla comprensione totale, benché non accademica, delle varie parti circuitali, sia macroscopicamente che, ove possibile, sviscerando gli integrati.
Buona lettura
ad.noctis as Marco Gottardo
Studio di un amplificatore hobbistico e delle sue parti componenti.
Con il presente schema è possibile realizzare un potente amplificatore Hi-Fi dalle ottime qualità musicali.
La realizzazione risulta semplice e sicura dato il ridotto numero di componenti esterni
- Elevata potenza di uscita (40 Watt musicali secondo la regola IEC 268.3 ).
- Elevata tensione di funzionamento (50V)
- Alimentabile in maniera singola o duale
- Distorsione molto bassa
- Protezione elettronica contro i corti circuiti tra le casse e la massa.
- Protezione termica (spegnimento automatico)
Il componente ha solo 5 piedini esterni configurati come in figura risulta compatibile con il più piccolo TDA2050, quindi possiamo usare lo stesso schema e lo stesso PCB per montare questi ultimi ottenendo 50 Watt musicali.
Nella figura il TDA2051 prodotto dalla SGS-Thompson,come si nota ha lo stesso housing del TDA2003 ma è molto più potente. Risulta pienamente compatibile e interscambiabile con il TDA2050 leggermente meno potente.
Ecco alcune caratteristiche tecniche fornite dalla casa costruttrice, che suggeriscono i migliori valori per i componenti esterni:
Internamente il TDA2050 ha l'architettura indicata nello schema elettrico sottostante. Le versioni più potenti TDA2051 e TDA2052 sono molto simili e compatibili pin to pin.
Nello stadio di ingresso, tra i pin 1 e 2 riconosciamo la classica configurazione "differenziale" normalmente impiegato negli amplificatori, sia di potenza che operazionali, per riportare in ingresso una parte del segnale presente all'uscita dell'amplificatore allo scopo di "correggere eventuali errori" iniettati all'interno del loop di retroazione. Tali errori sono dovuti, ad esempio, a disturbi di tipo elettromagnetico. Ovviamente se "l'errore" rispetto al segnale originale è entrato prima del blocco differenziale, ovvero dai jack o dagli RCA di input anche questa strategia di correzione risulta inefficace.
vediamo in breve la teoria su cui si basa le retroazione negativa.
Tutti gli amplificatori audio, siano a componenti integrati che a componenti discreti, presentano nello stadio di ingresso un elemento differenziale avente lo scopo che descrivo qui sotto con qualche equazione. Schematizziamo un sistema di amplificazione generico come un blocco avente un guadagno proprio indicato con B.
Nella teoria dei controlli automatici questi blocchi vengono presentati con caratteristiche ideali, ovvero nessuna perdita interna, impedenza di ingresso infinita, impedenza di uscita nulla, e rispondenti al principio di non interferenza, ovvero non esiste un fan out o un carico massimo, (si intende che possiamo mettere infiniti blocchi in parallelo o in cascata senza che questi si influenzino a vicenda in qualsiasi modo.
Ponendo un segnale all'ingresso, ad esempio I(s), dove con s si intende un parametro complesso definito come s=J ω. (approfondimenti in merito li metto in appendice, per il momento consideriamolo semplicemente un generico segnale), si verifica che questo viene moltiplicato per il guadagno intrinseche del blocco, qui indicato con B, al fine di attenere l'uscita U(s).
in definitiva si ha:
Dato che Q(s) e I(s) sono omogenei il loro rapporto risulta tipicamente privo di unità di misura, ovvero un numero puro. Resta quindi definito il guadagno, valido per qualsiasi sistema anche diverso dal nostro amplificatore audio, secondo la formula:
Vediamo il comportamento di un sistema retro azionato, e quindi più complesso .Definiamo anche un secondo blocco amplificatore avente un diverso valore di guadagno H.
Questo secondo blocco rappresenterà il guadagno in retroazione.
Il sistema retroazionato è quindi schematizzato come segue, ed è noto in bibliografia come sistema di controllo automatico in retroazione negativa.
La presenza del nodo negativo all'ingresso è fondamentale per il funzionamento del sistema secondo le nostre necessità. Come vedremo tra qualche riga se per errore fosse inserito un nodo sommatore anziché sottrattore l'effetto sarebbe quello di portare alla saturazione l'uscita del nostro ampli di BF o comunque di esaltare errori e disturbi anziché attenuarli. La presenza del nodo sottrattore ha l'effetto complessivo di attenuare il guadagno (l'ampli suona "meno forte" che in catena aperta, ma se ne ha un vantaggio in immunità ai disturbi e in distorsione).
Il circuito viene rappresentato come un nodo sottrattore, ovvero un cerchio in cui entra il segnale nel morsetto indicato con "+" corrispondente al pin 2 del circuito integrato, mentre la retroazione entra nel morsetto indicato con "-" corrispondente al pin 1 dell'integrato. Se analizziamo la circuiteria interna dell'integrato ovviamente non siamo in grado di trovare il collegamento di retroazione, ovvero un filo o una maglia o comunque un circuito che riporta l'uscita all'ingresso allo scopo di sottrarlo al segnale di ingresso, ovviamente non si trova perché questo è esterno all'integrato e sviluppato di volta in volta dal progettista dell'amplificatore. Nello schema tipico suggerito dalla casa costruttrice la rete di retroazione è costituita dalla semplice resistenza da 22k (vedi immagine più avanti).
Facciamo un'analisi più approfondita dell'evoluzione dei segnali all'interno dell'amplificatore, dobbiamo impostare delle equazioni. Iniziamo scrivendo i segnali noti sul sistema schematizzato a blocchi:
.
La prima equazione è tanto ovvia quanto utile, difatti non riporta nulla di nuovo. Dice, infatti, che l'uscita Q(s) è uguale al segnale presente in quel filo, ovvero [ I(s) - Q(s) H)] B, scriviamo l'equazione:
[I(s) - Q(s) H)] B=Q(s)
Come prima cosa eseguiamo il prodotto del membro di sinistra per il guadagno B, ovvero un fattore moltiplicativo che dipende dal guadagno della catena diretta.
[ I(s) B- Q(s) H) B ]=Q(s)
Proviamo a risolvere questa equazione mettendo in evidenza l'ingresso, infatti il nostro obbiettivo è quello di scrivere una funzione di trasferimento ovvero il rapporto tra Q(s) e I(s). Procuriamoci quindi I(s) e Q(s).
I(s) B = Q(s) + Q(s) H B
Ora si raccoglie a fattore comune il segnale d'uscita Q(s), si ottiene:
I(s) B = Q(s) [ 1 + H B ]
Eseguendo la separazione dei termini di segnale dai termini costanti e di guadagno si ottiene la funzione di trasferimento definitiva del sistema in retroazione negativa.
Comportamento automatico della retroazione in presenza di errori e disturbi.
Facciamo assieme un ragionamento un po’ cervellotico. Consideriamo il prodotto HB ch figura a denominatore, esso si chiama guadagno statico di anello. Si supponga che tale prodotto abbia un valore talmente grande che rispetto all'ampiezza del debole segnale in input all'amplificatore si possa considerare infinito. In queste condizioni, l'unità che è presente sempre a denominatore risulta trascurabile rispetto la completezza della formula con approssimazione più che accettabile.
Rimane quindi una forma semplificata del sistema in cui si nota che è possibile semplificare, con particolare riferimento alle condizioni statiche di funzionamento, nella forma:
La condizione di guadagno statico di anello pari a infinito H B =∞ deve essere realizzata ponendo a infinito il guadagno del blocco di amplificazione diretta B e il valore del guadagno di retroazione H a un valore costante, altrimenti l'uscita tenderebbe a zero, oppure per avere un certo valore ai diffusori il segnale di ingresso dovrebbe essere paradossalmente grande rendendo inutile o addirittura svantaggiosa la presenza dell'amplificatore.
Se B fosse infinitamente grande come nel caso degli amplificatori operazionali, allora si avrebbe semplicemente questa relazione I(s)=Q(s)H ricavabile dalla formula sovrastante.
Schema di base, applicazione tipica.
Lo schema risulta piuttosto semplice: L'alimentazione duale vale +/- 25 Volt massimi, ma con +/- 18Volt si ottengono comunque ottimi risultati. I TDA2051 vanno muniti di ampi dissipatori termici che risulteranno elettricamente collegati al piedino numero 3. Nella foto che vedrete più avanti ho installato dei dissipatori provvisori che mi sono stati utili per fare il collaudo, per una versione definitiva risultano "accettabili" ma sottodimensionati. Consiglio quindi vivamente di installarne di più grandi. Presenterò una versione "da manuale" contenete solo i finali di potenza e una versione completa che rappresenta il vero progetto di questo articolo. Entrambi i PCB, sviluppati in FidoCad saranno disponibili agli utenti per auto costruirseli scaricandoli dai link oppure, tempo permettendo, posso provare a costruirli per voi e poi spedirveli.
Schema tipico suggerito dalla casa costruttrice per tensione singola.
schema tipico suggerito dalla casa costruttrice per le tensioni di alimentazione duali
Nello schema elettrico sovrastante l'alimentazione duale è fornita tra +Vs e -Vs riferita alla massa, i condensatori elettrolitici C2 e C5 hanno entrambi il positivo verso l'alto, ovvero connesso a +Vcc, mentre il condensatore elettrolitico C6 ha il positivo verso il basso ed è così giustamente inserito visto che la linea sovrastante è l'alimentazione negativa ovvero il punto più basso di tensione.
La basetta che alloggia la versione mono di questo potente amplificatore è molto compatta, misura infatti solo 40mmX30mm.
La foto sovrastante mostra il PCB, single layer, quindi il lato rame, visualizzato come se il supporto laminato fosse trasparente. In questa situazione eventuali scritte sul rame dovrebbero risultare capovolte. Per una più agevole lettura ho colorato di nero i piani di massa e di rosso le alimentazioni positive. In verde è indicata la linea di alimentazione negativa e in blu le piste generiche. Nella prossima immagine vediamo il layout dei componenti.
Layout dei componenti, ci siamo tenuti un po’ larghi cosi che sia possibile giostrare un po’ con le dimensioni fisiche dei componenti in fase di montaggio, in particolare modo con quelle dei condensatori elettrolitici.
Di fondamentale importanza è il porre l'elemento attivo in uno dei bordi del PCB in modo da poter permettere l'agevole istallazione su di un ampio dissipatore termico vista l'elevata quantità di calore che è necessario smaltire.
Piano delle serigrafie, stampando queste su carta termica o normale in modalità invertita pcb (opzione disponibile all'interno di FidoCad, è poi possibile trasferire il footprint sul lato componenti della basetta tramite un ferro da stiro. (cercate su www.grix.it l'articolo "stira e ammira").
Il PCB viene moltiplicato un numero di volte opportuno ad effettuare la copertura di un supporto standard auto imprimente di 100x160 millimetri in modo da ottimizzare le spese. Notiamo che su un PCB che ne stanno ben 11 con l'aggiunta anche di due barre LED che saranno utilizzate in un altro progetto. Chi fosse interessato ad avere questo PCB me lo può richiedere, anche per un certo numero di esemplari seguendo le istruzioni più in basso nel tutorial, oppure se lo può auto costruire scaricando i file Fidocad dal link sottostante. Dovrà poi stamparlo su acetato, indifferente dritto o invertito PCB, ma dopo avere selezionato la modalità "PCB" da dentro Fidocad, in modo da mantenere le proporzioni. si deve poi procedere allo sviluppo in soda caustica diluita e alla corrosione nel percloruro ferrico. Il tocco finale si fa con un trapano a colonna (o manuale tipo minidremel se avete una buona manina) con punte da 1mm oppure 1,5 dove necessario, ovvero in quei punti in cui circola una notevole corrente utile allo sviluppo della potenza dichiarata, ad esempio nei reofori del robusto ponte di diodi. Se esistono fori di fissaggio di solito si realizzano forando con una punta da 3mm.
Il taglio del PCB, al fine di suddividere i vari esemplari si può eseguire usando una semplice forbice da lamiera, comunemente detta 'cesoia' (almeno la chiamiamo così dalle mie parti). Preferisco non usare mai il seghetto da ferro perché il risultato è sempre di qualità inferiore che con la forbice. In ogni caso la manovra va fatta con cura per evitare di dover buttare la produzione di PCB appena eseguita.
Vedremo che per il vero amplificatore di cui è argomento questa pubblicazione non sarà necessaria alcuna suddivisione dato che copre tutta l'area di misura standard della basetta.
Amplificatore 40+40 W completo.
ll vero progetto inizia qui. Integriamo un VU-meter 10+10 LED, realizzato con due LM3915 sostituibili con LM3916 che operando in scala compressa logaritmica sono più adatti a queste applicazioni audio. Questa sezione è stato per molto tempo un cavallo di battaglia nel mio sito personale. Ne sono stati realizzati centinaia di esemplari da molteplici utenti e sono sempre risultati funzionanti al primo tentativo anche da parte dei principianti. Su www.grix.it ho anche presentato una variante, con gli integrati dislocati su due PCB sovrapponibili che ho denominato sandwich. Se avete tempo andate a visitare la pagina.
Sullo schema potete vedere che alcuni dei dispositivi sono alimentati a 12V, quindi nel PCB esiste una sezione atta a creare questa tensione.
Gli ingressi sono stati collegati ad un mixer con impedenza tipica da ingresso ausiliario, comunque questa sezione è isolabile e baypassabile come tutte le sezioni di questo amplificatore.
Se volessimo infatti usare solo la sezione di potenza, esistono delle piazzole a cui collegare direttamente l'anima del cavetto schermato bypassando il mixer.
Sfruttando questa possibilità potremmo ad esempio:
- inserire un preamplificatore (presente nel mio sito) realizzato con l'integrato della PHILIPS TDA1524, che permette la regolazione di toni, volume, bilanciamento e loudness, con semplici potenziometri lineari a singolo cursore, ma con azione su entrambi i canali stereo.
- inserire un sistema di controllo del volume ad esempio a raggi infrarossi.
- inserire uno switch digitale di canali analogici come quello presentato da me sul sito www.grix.it, oppure altri modelli più complessi presentati sul mio sito personale.
- premettere alla sezione di potenza un crossover elettronico per realizzare ad esempio un sistema 2.1, (con questo ampli pilotiamo i satelliti e poi ne realizziamo uno più potente per il subwoofer.
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clicca per ingrandire |
Prestiamo un attimo attenzione ai morsetti che collegano il mixer all'ingresso dell'amplificatore. Se a collaudo effettuato decidiamo che la nostra creazione è buona così, possiamo sostituire uno dei due condensatori elettrolitici, a monte o a valle del morsetto, con un ponticello, e installare un unico elettrolitico da 2,2uF.
Se prevediamo fin da subito, o in un prossimo futuro, di interfacciare altri dispositivi come quelli indicati sopra, allora lasciamo il morsetto dov'è e colleghiamo gli apparentemente inutili due condensatori.
Lo scopo di quel condensatore è comunque il disaccoppiamento DC/AC tra i due apparati preamplificatore e amplificatore. n qualche modo garantisce che in quel ramo viene trasferito solo il segnale e non si pilota l'ingresso con una insensata continua.
L'impedenza di ingresso.
L'impedenza d'ingresso dello stadio amplificatore è qui fissata dal valore della resistenza R1 pari a 22000 ohm. Nel caso volessimo isolare la sezione mixer, isolando il morsetto indicato nella sezione precedente ed entrando direttamente con la fonte sonora che incontra un potenziometro li posto, questi dovrebbe avere un valore resistivo inferiore di oltre la metà della resistenza R1 che ne determina il valore dell'impedenza di ingresso.
Per
fare un esempio, se vogliamo porre semplicemente la fonte sonora in ingresso
bypassando il mixer, e vogliamo regolare il volume con un potenziometro, la
soluzione migliore sarebbe alzare
Il condensatore di disaccoppiamento d'uscita.
Benché la casa costruttrice metta in evidenza nel "tipical application" un condensatore di disaccoppiamento del valore di 1000uF, questo valore potrebbe essere insufficiente per estendere la banda passante in basso fino al valore limite di 20Hz.
Questo limite di 20Hz si avvicina inserendo un condensatore in serie all'altoparlante del valore di 2200uF. Nel mio PCB questo condensatore non è presente, quindi, essendo disponibile il filo che esce dal supporto per andare ai morsetti rosso nero a molla dei diffusori acustici ci inseriremo li facendo attenzione che il meno del condensatore dovrà coincidere con il più del diffusore acustico, ovvero il rosso del clamp a molla.
Se non inseriamo questo condensatore l'amplificatore funzionerà comunque ma non si trova di certo nelle sue condizioni ottimali di utilizzo, per le ragioni appena spiegate.
La configurazione
Come anche ricorda il simbolo elettrico il nostro amplificatore, benché con grande semplificazione concettuale, si comporta come un amplificatore operazionale di potenza, è quindi possibile applicare lo stesso ragionamento della configurazione e retroazione degli amp.op.
Notiamo che il segnale è applicato al morsetto non invertente e che l'uscita viene riportata all'ingresso tramite la rete di reazione contenente la resistenza R5. Siamo quindi in presenza di una classica retroazione negativa con configurazione non invertente, quindi il segnale sarà presente in uscita con la medesima fase dell'ingresso. Il guadagno invece è fissato dalla rete di retroazione tramite Av=(1+Zf/Zi) dove però l'impedenza Zi non risulterà costante grazie alla presenza del condensatore C4 che posta in serie alla resistenza R4 presenta l'impedenza in funzione del contenuto armonico pari a Zc=i/j(omega*C)
La rete di zobel.
Nella
sezione di uscita di praticamente ogni amplificatore troviamo un gruppo RC con
connessione "serie" costituito di solito da una resistenza di basso
valore, tipicamente da
rete di compensazione di zobel.
Scopo
della rete di zobel è quello di adattare l'impedenza
della sezione del circuito cercando il migliore accoppiamento dell'impedenza
tra l'uscita dell'amplificatore e l'altoparlante. E' intuitivo che l'impedenza,
essendo dipendente dalla frequenza, potrà avere delle piccole oscillazioni,
difatti la banda passante e compresa da
La rete tenta di linearizzare l'impedenza mostrata all'uscita dell'amplificatore dall'altoparlante anche al variare della frequenza del segnale amplificato. Questo trucco permette di esaltare la dinamica sonora minimizzando la distorsione. Il punto critico di funzionamento rimane la zona di risonanza dell'altoparlante, quindi l'azione di linearizzazione va ricercata, tarando la rete di zobel, proprio in funzione della frequenza di risonanza dello specifico diffusore acustico.
Bisogna fare attenzione che al variare della potenza di progettazione dell'amplificatore, la rete di zobel,va dimensionata per sopportare la corrente che la attraverserà, ecco che su potenze di dell'ordine di cui si è progettato questo amplificatore le resistenze R4, presenti in entrambi i canali, dovranno sopportare almeno 2W per poter assolvere al proprio ruolo di smorzamento elettrico di compensazione dell'uscita dell'amplificatore e della controreazione della bobina dell'altoparlante.
In sostanza la cella di zobel serve a linearizzare la risposta di un grosso altoparlante, ad esempio un woofer, mostrando allo stadio precedente, costituito di solito dallo stadio finale dell'amplificatore oppure dal filtro passivo chiamato crossover, una impedenza costante al variare della frequenza, cosa che non sarebbe considerando il solo carico induttivo della bobina mobile.
Molto impiegata è nelle zone della banda acustica del sistema multivie in cui avviene l'incrocio delle frequenze tra i tipici dispositivi dedicate alla banda bassa, media alta che come sappiamo sono denominati il woofer, il midrange, e il tweeter. Alle alte frequenze un sistema non ben compensato tramite la rete di zobel, può risultare stridente a causa delle irregolarità della curva della banda passante complessiva che ha appunto picchi di risonanza in prossimità delle frequenze di incrocio e in margine alto di banda.
Dimensionamento della rete di zobel.
La rete di zobel, atta alla compensazione della reazione induttiva dell'altoparlante, altresì detta rete anti induttiva, è come precedentemente detto sempre costituita dalla serie di una resistenza con una capacità. Grossolanamente parlando la resistenza si distanza poco dal valore della resistenza serie della bobina mobile dell'altoparlante, mentre la capacità è calcolata per rispondere ai picchi induttivi generati come reazione dall'altoparlante entrando in risonanza.
In internet esistono molti "abachi" elettronici per il dimensionamento automatico della rete.
Quello che trovate al seguente indirizzo è piuttosto carino.
http://www.mariohifi.it/calc_file/zobel.htm
Un
approccio diverso alla comprensione della rete di Zobel
può essere fatto secondo l'intuitivo ragionamento del principio di azione e
reazione. In effetti se pilotiamo una bobina mobile,
immersa in un campo magnetico, con una tensione (da cui se ne deriva una
corrente) oscillante, questo assume uno stato di oscillazione meccanica che
muovendo il cono di carta dell'altoparlante, comprime la massa d'aria davanti
ad essa creando le onde sonore. Durante il movimento però ci si trova nella
condizione che una bobina alimentata, si muove all'interno di un campo
magnetico (processo inverso, ovvero reazione) creando a sua volta della
tensione oscillante. Al fine che questa energia di reazione non vada a sporcare
la forma originale del suono, la si porta a massa usando appunto la rete di zobel. Il fenomeno è tanto più accentuato quanto è più
potente lo stadio finale dell'amplificatore e quanto più grandi sono i
diffusori. Ovviamente, e come già detto, se aumenta la potenza dell'ampli e dell'amplificatore ad esse collegato, la rete di zobel non può essere formata da una piccola resistenza (ad
esempio 1/4 di watt dato che sarà interessata da un elevato valore si energia.
Dato che l'energia è definita anche come potenza per tempo, dividendo per il
tempo stesso si può, con notevole
semplificazione di calcolo, ottenere la potenza istantanea che
Calcolo del dissipatore termico.
Calcolare l'aletta di raffreddamento corretta da applicare a un componente attivo è un'impresa tutt'altro che facile che viene affrontata nel piano di studi di un ingegnere nella materia chiamata "fisica tecnica".
Durante queste lezioni viene spiegato all'aspirante ingegnere che bisogna avere ben chiaro la differenza tra temperatura e calore. Se concettualmente riusciamo ad accettare che la prima non è altro che l'effetto del secondo e che questo può dare luogo ad un "flusso" attraverso i mezzi materiali, (Quando la trasmissione avviene per conduzione dato che ne esistono almeno atri due modi, ovvero la convezione e l'irraggiamento su cui non ci addentriamo, o addirittura per radiazione che risulta davvero complessa), allora siamo in grado di paragonare il trasferimento del calore al trasferimento di altre grandezze fisiche come la corrente elettrica o i fluidi.
Aggiungiamo anche il concetto che tale flusso si sposterà più agevolmente attraverso certi materiali piuttosto che altri, o addirittura potrà trovare degli sbarramenti al transito (isolamento). resta così definita una sorta di resistenza termica.
Per avere un comportamento analogo alle correnti elettriche è necessario definire la direzione di transito.
In effetti è facile dimostrare che il calore "Q" fluisce incontrando una certa resistenza termica "L" (leggasi lambda, ma mi manca il simbolo) dal punto a maggiore temperatura T1 verso quello a minore temperatura T2.
Rimane quindi definita una sorta di legge di ohm per i flussi termici che sembra rispondere in certi materiali proprio in maniera lineare.
Vediamo un esempio,
di fonte internet.
RJC= resistenza termica che il flusso di calore incontra internamente al componente quando dal chip di silicio viene trasmessa all'housing del componente stesso, ovvero al contenitore. Se l'housing è mal progettato o inadatto al tipo di chip il circuito integrato è destinato ad avere in basso MTBF ovvero medium time between fault (tempo medio tra due guasti), ovvero si rompe facilmente, L'unità di misura è il grado centigrado su Watt.
RCD= è la resistenza che il flusso di calore incontra nel trasferimento tra il contenitore del CHI e il dissipatore esterno in alluminio. In generale, ogni volta che un flusso termico incontra un cambio di materiale viene inserita una resistenza termica equivalente. Ne consegue che più cambi di materia si hanno più alta è la resistenza termica e quindi minore la conduzione poi legata alla dissipazione. A seconda dell'ambito può essere usato a vantaggio o a svantaggio. In molti casi si deve isolare un ambiente da un'altro per non disperdere energia, ad esempio nel riscaldamento di un appartamento, qui, al contrario dobbiamo disperdere quanta più energia possibile mantenendo cosi il dispositivo più freddo. Anche in questo caso l'unità di misura è il grado centigrado su watt.
RDA= resistenza termica che si ha tra il cambio di materiale di cui è fatta l'aletta e l'aria, ovvero l'ambiente esterno. Si suppone che non vi sia circolazione forzata, altrimenti tutto il calcolo ha delle variazioni. L'efficienza in caso di ventole aumenta notevolmente. L'unità di misura è ancora il grado centigrado su watt.
RJA= somma delle precedenti resistenze termiche, ovvero di tutte quelle incontrate nel percorso dal punto di generazione al punto ultimo di dispersione del flusso termico.
Per effettuare il calcolo è necessario conoscere i dati iniziali, questi sono:
- Ta= temperatura ambientale, tipicamente
- TC= temperatura interna della scatola in
cui è contenuto il circuito, durante il normale funzionamento si aggira
attorno ai
- TJmax= temperatura massima che la giunzione del componente può sopportare prima di rompersi, questo dato viene fornito dal costruttore in quei famosi grafici del databook che si tende spesso s trascurare
- Pmax= potenza massima dissipabile dal componente da alettare, che si trova tra le caratteristiche tecniche del componente.
In alcuni data book sono specificati i valori delle resistenze termiche sopra descritte con una notevole semplificazione dei calcoli.
Nota bene, quando si moltiplica una Potenza in watt per una resistenza termica in gradi centigradi su watt, è evidente che semplificando le unità di misura rimane °C, ovvero il calcolo restituisce una temperatura.
In questo modo è ad esempio possibile calcolare la temperatura massima raggiunta dal componente attivo connesso all'aletta.
Cominciamo calcolando la resistenza termica totale, essa è uguale alla somma delle resistenze termiche incontrate dal flusso calorico, dato che queste risultano evidentemente in serie. (guardare il disegno iniziale).
Si ha quindi: Rja= Rcd +Rda
Essendo Rda la resistenza termica del dissipatore, ovvero il dato che stiamo cercando, basta rovesciare l'equazione lineare di primo grado ottenendo: Rda=Rja-Rjc-Rcd .
Possiamo anche esprimerla come rapporto tra la temperatura e la potenza
Rda=(Tjmax-Ta)/Pmax-Rjc-Rcd.
con Rjc ricavabile con Rjc=(Tjmax-Tc)/Pdmax quando non sia fornita come dato iniziale o da databook.
La temperatura finale del componente collegato termicamente all'aletta è:
Tc=Ta+Pmax*(Rcd+Rda)
TABELLA TIPICA Rcd (fonte internet)
I valore di Rcd, sono difficili da valutare o da sapere, la tabella indica quali sono questi valori dei contenitori + usati e possiamo benissimo tenerne conto anche per contenitori simili, non presenti in tabella.
ESEMPIO CON LM3886:
VALORI DA DATASHEET:
RJA= 43 (°C/W)
RJC= 1 (°C/W)
TJMAX= 150 (°C/W)
PMAX= 125 (W)
RCD = 1 (°C/W) ( IPOTIZZATO PER CONTENITORE TO220-11 CON MICA)
SI IPOTIZZANO 60W DI DISSIPAZIONE CONTINUA SUI 125W
DISSIPATI AL MASSIMO
RDA = (Tjmax-Ta)/Pmax-Rjc-Rcd =(150-25)/60-1-1 = 2,15 (°C/W)
Occorre almeno un dissipatore di
questo valore o molto vicino, io uso per la mia scheda LM38XX un: Rda = 2.2 [°C/W] L=50mm,ed è
comunque sufficiente.
Da questo link scarica il data book del TD2050. TDA2050.pdf
Una volta scaricato aprilo e vai a pagina 10. Leggendo quelle righe (oltre al fatto che vedrai il dissipatore consigliato dalla casa costruttrice) sarai in grado di applicare la formula sovrastante per il coretto dissipatore del singolo dissipatore (l'ampli è stereo quindi se ne useranno due).
Consiglio anche di ripetere il calcolo dopo avere scaricato i databook dei circuiti integrati TDA2051 e TDA2052 .
Nota finale importante: Attenzione, sovradimensionare un dissipatore non è vantaggioso dal punto di vista termico, anzi la dissipazione complessiva potrebbe peggiorare con l'aggravante di un peggioramento congiunto di costi ed ingombri.
Sezione Mixer a 5 ingressi.
In questa sezione viene esposta la teoria di base degli amplificatori operazionali in modo da poter pienamente capire il funzionamento dello stadio mixer integrato in questo articolo. Come potremo vedere si tratta di una configurazione molto classica ma comunque funzionale e ottima per scopi didattici. Normalmente uso questo Mixer per introdurre La configurazione "Sommatore invertente" ai miei giovani allievi. Suggerisco agli esperti che stanno leggendo questo articolo di andare una decina di minuti a prendere il caffè mentre spiego questa teoria di base ai principianti perché nelle prossime righe non dirò nulla di nuovo, ma cerchèrò di farlo in maniera assolutamente chiara e mirata agli hobbisti e ai neofiti.
Teoria di base.
L'amplificatore operazionale, nato per scopi militari all'inizio degli anni 60, era progettato per realizzare i computer analogici, ovvero calcolatori tutt'oggi rapidissimi perché svincolati dalla filosofia fetch, decode, execute, che vincola i tempi di elaborazione al segnale di clock, alla complessità del programma, alla tecnologia costruttiva delle aree di memoria. Nei calcolatori analogici il segnale presentato in ingresso si porta istantaneamente in uscita a meno di qualche ritardo intrinseco interno, una sorta di slow rate.
Il dispositivo, esternamente presenta almeno 5 pin, 2 per gli ingressi, uno di uscita e due per le alimentazioni.
Il simbolo elettrico prescelto è il seguente.
Come ben si nota dal simbolo elettrico i due ingressi sono abbinati ai simboli + e - , che non devono essere assolutamente scambiati per le alimentazioni (rivolto ai principianti), dato che queste sono invece i due fili uscnti in verticale verso l'alto e verso il basso di cui parleremo a breve. I due ingressi hanno questa caratteristica di base:
- ingresso +, (detto ingresso non invertente), preleva un segnale dall'esterno e trascurando per il momento l'elaborazione interna del segnale, lo presenta in uscita con lo stesso segno elettrico (moltiplicato per il guadagno). Supponendo in prima istanza che il guadagno fosse fissato a "1" allora ponendo in ingresso un segnale continuo di ampiezza un milliVolt, lo ritroverei in uscita uguale, ovvero sempre di ampiezza un millivolt. posto in ingresso un segnale sinusoidale, ad esempio un bel campione da 1Khz, con ampiezza 2mV, lo ritrovo uguale in uscita in modulo e in fase.
- ingresso-, (detto ingresso invertente), preleva un segnale dall'esterno e con e stesse supposizioni precedenti me lo presenta in uscita invertito di segno, ovvero, posto in ingresso un segnale positivo continuo di un millivolt me lo porta in uscita con ampiezza -1mV. Se presentiamo a questo ingresso la medesima sinusoide campione del punto precedente, allora la troveremo in uscita di uguale ampiezza e frequenza ma sfasata di 180 gradi. (pi-greco radianti).
Le altre caratteristiche fondamentali sono: Le correnti che arrivano ai morsetti di ingresso sbattono letteralmente contro una sorta di "muro" che gli impedisce di entrare dentro ai morsetti stessi. Questo muro elettrico è realizzato elevando l'impedenza a valori talmente alti che in bibliografia vengono definiti "infinito". Si parla di "impedenza" di ingresso e non di resistenza, perché l'effetto di impedire alle correnti di entrare sarà valido sia per segnali stazionari che per segnali sinusoidale o comunque variabili nel tempo. Ad elevare l'impedenza di ingresso ci pensa una configurazione circuitale interna nota come buffer. Per una più rigorosa definizione di impedenza potete cercare in rete il mio tutorial "elettrotecnica, ritorno alle origini", qui solo riport che: Si definisce impedenza il comportamento ohmico di un componente che per sua natura non è ohmico quando sollecitato con una sinusoide di tensione (in realtà basta un segnale non stazionario), secondo questo concetto un condensatore, che normalmente ha unità di misura Farad e in stazionario non conduce, comincia a condurre con comportamento lineare e assume unità di misura ohm quando alimentato ad esempio in sinusoidale (tutti concetti arcinoti agli esperti ma magari strabilianti o perlomeno strani per un principiante, che dovrà d'ora innanzi tenere ben presente questo fenomeno).
In analogia esiste un'impedenza anche per il morsetto di uscita, la quale però, al fine di evitare perdite di potenza interne deve presentare un valore molto basso. Dal punto di vista teorico dovrebbe essere prossimo allo zero, nella realtà si aggira attorno ai 50 ohm.
Dato che l'amplificatore operazionale può presentare in uscita dei valori negativi di tensione è importante che questo possa raggiungere tali valori perché presenti ai suoi morsetti di alimentazione. Questi possono essere indicati con +Vcc, -Vee, quando il circuito integrato è costruito con tecnologia a BJT (normali transistor, quindi Vcc ricorda che mediamente quel terminale è connesso ai collettori interni dei Bipolar junction Transistor (cosa mediamente vera, perché non è detto che ci sia impossibile che qualche emettitore, ad esempio di un NPN interno sia connesso al valore positivo dell'alimentazione), mentre Vee ricorda che quel terminale è mediamente connesso agle emettitori interni dei BJT, con la analoga nota tra parentesi, riadattata in polarità, precedentemente indicata. Quando invece i terminali di alimentazione sono indicati con +Vdd, -Vss, si tratta di un componente costruito in tecnologia CMOS (metal–oxide–semiconductor field-effect transistor) in cui "dd" indica una connessione interna mediamente ai terminali di drain, mentre la "ss" ai terminali di "surce".
L'alimentazione duale non è nulla ne di teoricamente complesso ne di difficile da realizzare, si tratta infatti di due generatori uguali connessi in serie, il cui punto centrale viene ad arbitrio elevato al ruolo di massa, o di riferimento per le tensioni del circuito, e può essere collegato alle masse reali di circuiti coesistenti (ovviamente prima ragioniamoci un po’ sopra) senza creare corti circuiti o azioni distruttive. In effetti il riferimento delle tensioni è un concetto di base che trova origine fin dalla teoria della definizione del campo elettrico statico da cui deriva il concetto di tensione moltiplicando il campo E per una distanza h a cui vogliamo sondare gli effetti (concetto fisico di tensione elettrica, che diviene differenza di potenziale nei casi in cui il campo elettrico in esame sia elettrostatico, ovvero originato da cariche spaziali ferme).
Continuando la carrellata nozionistica sugli amplificatori operazionali, è d'obbligo fare almeno un breve accenno allo loro configurazione interna, valida per tutti i modelli, che risulta suddivisa in 4 macroblocchi, questi sono;
- Stadio di ingresso differenziale, da cui si prende spunto per il simbolo elettrico di tutto il dispositivo amplificatore operazionale. Come già dato ha due ingressi e una sola uscita, circuitalmente uguale o molto simile allo schema a transistor mostrato nella sezione di questa pagina in cui ho spiegato il nodo differenziale dell'integrato TDA2050, 51, 52, (approfondimenti sulla configurazione differenziale in appendice).
- stadio Buffer, avente lo scopo di aumentare l'impedenza di ingresso fino ad un valore così alto da poter essere considerato infinito.
- Stadio amplificatore, concettualmente studiato per avere un guadagno infinito, ovviamente non bisogna cadere in ragionamenti assurdi, se fornico un segnale in ingresso non è possibile ottenere infinito volt in uscita, ma si intende che se non viene limitato il guadagno attraverso una rete esterna, per quanto piccolo sia il segnale di input il dispositivo si porterà al massimo valore raggiungibile in uscita, ovvero +/- Vcc o Vee, a cui si deve togliere/sommare le cadute interne *(vedi approfondimento su cosa significa massima tensione positiva e massima negativa).
- Stadio driver, che rende disponibile la corrente in uscita quando richiesta, indipendentemente dalla tensione fissata dalla rete di guadagno, solitamente rappresentata dalla retroazione.
Schema concettuale a blocchi di un generico amplificatore operazionale.
L'amplificatore operazionale usato nella sezione Mixer è un classico TL081, il cui housing DIL (dual in line, ovvero due file di piedini allineati, come lo troverete sulla libreria del Cad di disegno schematico o di layout PCB "FidoCad" DIL8, alla voce "ic dil wide pads", ovvero circuito integrato con piazzole ampie (meno problemi ad eseguire la foratura a mano) alla voce 'dil 8', ovvero due file allineate con 8 pin totali).
Questo
contiene un solo amplificatore operazionale in tecnologia ibrida TTL / CMOS, infatti gli ingressi sono realizzati con trasistor
ad effetto di campo, più adatti per le applicazioni audio. Vi chiederete perché
non è stato usato un TL082, analogo, ma che contiene
La retroazione degli operazionali.
Quando esiste una qualsiasi rete elettrica che collega l'uscita con uno dei due ingressi, l'amplificatore operazionale si dice retroazionato, essendo due gli ingressi esistono due tipi di retroazione:
- Retroazione negativa, per realizzare circuiti analogici di amplificazione di segnale, o operazioni analogiche di calcolo. L'uscita può assumere valori compresi nel range ammesso dalle alimentazioni proposte (a meno delle cadute interne). Il segnale ripreso dall'uscita rientra tramite una rete di natura qualunque al morsetto invertente dell'operazionale.
- Retroazione positiva, per realizzare circuiti a scatto "comparatori" in cui l'uscita non può assumere valori interni al range ammissibile ma solo gli estremi massimi pari a +Vcc (meno le cadute interne), oppure -Vee (più le cadute interne). Questo tipo di retroazione rende il circuito adatto in applicazioni di tipo decisionale, ovvero, accendo l'elettrovalvola se il segnale di test o maggiore o minore di una certa soglia. Ovviamente questa retroazione è assolutamente inadatta ad amplificare segnali audio.
La configurazione degli amplificatori operazionali.
E' un concetto svincolato da quello di retroazione. Questo riguarda il morsetto in cui il segnale di input viene presentato al dispositivo indipendentemente dal tipo di retroazione. Le configurazioni sono ovviamente due:
- Configurazione invertente: il segnale entra nel dispositivo tramite l'ingresso invertente, viene quindi moltiplicato per il guadagno e invertito di segno.
- Configurazione non invertente: il segnale entra nel morsetto non invertente, quello indicato con "+", viene quindi moltiplicato per il guadagno e presentato all'uscita con il medesimo segno che aveva all'ingresso. In caso di segnale campione sinusoidale, ad esempio un 440Hz corrispondente al "La" centrale del pianoforte, me lo ritrovo in uscita amplificato o attenuato del valore fissata del guadagno dalla rete di retroazione, una con la medesima fase (si ricorda che per glie elettronici/elettrotecnici il termine 'fase' è analogo a angolo).
Il guadagno delle configurazioni di base.
Regola aurea basilare:
Un circuito contenete un amplificatore operazionale, per quanto complesso, può essere risolto, ovvero studiato matematicamente, applicando questa regoletta di base, sempre vera in caso di retroazione negativa. I due ingressi invertente e non invertente risultano equipotenziali. Rimane quindi definito anche il concetto di "massa virtuale" che si verifica quando l'ingresso non invertente è elettricamente a massa ma il nodo di ritorno della retroazione negativa non lo è. Questo nodo lo potremmo indicare con 'M' e dichiarare senza possibilità di errore che si trova allo stesso potenziale della massa senza esserci elettricamente collegato, perché la circuiteria interna del circuito integrato ne copia il valore (massa virtuale). Questo è anche il trucco di base che spiego ai più giovani studenti in modo di avere un punto di partenza da cui sbrogliare matematicamente un circuito proposto alla lavagna, e vedo che in qualche maniere si tolgono dagli impicci perché fornisce un punto di partenza per poter scrivere praticamente tutte le altre equazioni che governano il circuito. (anche se quel giorno non avete studiato per l'interrogazione...grrrrrrr !!!! ) .
Quando un amplificatore operazionale è collegato in retroazione negativa vale la seguente formula per il guadagno, da cui per sostituzione, si può calcolare il valore del segnale di uscita conoscendo il valore di quello di ingresso.
Detto questo proponiamo la configurazione base della retroazione negativa e ragioniamo assieme in maniera guidata:
Ribadisco che non c'è nulla di innovativo in questa sezione dell'articolo, quindi spero che tutti i già esperti siano ancora in pausa caffè. Nello schema sovrastante dobbiamo essere in grado di riconoscere (secondo quando spiegato sopra) che siamo in presenza di un circuito con amplificatore operazionale in retroazione negativa e configurazione invertente. Se non riuscite a capire quanto ho detto adesso tornate su di qualche riga e rileggete con più attenzione fino a che lo schema vi risulta chiaro. Sono presenti due Z nella rete di retroazione, una indicata con Zf (impedenza di anello diretta), e una con Zi (impedenza di ingresso). L'uso delle impedenze Z sta a sottolineare il fatto che il circuito funziona sia in continua che in alternata o regime variabile, e che il componente indicato con un rettangolino potrebbe essere in realtà una configurazione sia serie che parallelo o mista di qualsiasi tipo di componente elettronico, ma che alla fine, sollecitato in alternata, presenti un comportamento di tipo ohmico, cioè lineare, ovvero soggetto alla legge di ohm che diventa in alternata V=ZI. (con V, I fasori e Z operatore complesso).
Concentriamo l'attenzione sul nodo 'M', questo per la regola d'oro spiegata in precedenza "copia" il potenziale al morsetto non invertente creando una massa virtuale che costituisce il punto di partenza dei nostri calcoli.
Poniamo all'ingresso, un Vi inizialmente costante, e fingiamo che le impedenze siano in realtà dei veri carichi ohmici, ovvero resistenze pure. Essendo M un valore pari alla massa, si potrà applicare direttamente la legge di ohm alla resistenza(impenda) Zi, ottenendo facilmente la corrente Ii che vi transita.
Dato che il buffer impedisce l'ingresso della corrente al morsetto invertente,applicando la prima legge di kirchhoff al nodo M si vede che la corrente Ii è costretta a transitare tutta e forzatamente verso l'uscita attraverso l'impedenza/resistenza Zf.
la situazione è mostrata in figura in cui i segnali sono sostituiti da generatori equivalenti e le impedenze da semplici resistenze.
Finalmente possiamo chiederci cosa succederebbe se all'ingresso ci fossero più resistenze Ri in parallelo. Data la presenza della massa virtuale, e in virtù del fatto che le correnti circoleranno sempre tutte verso la massa non ci saranno correnti che entrate per la prima resistenza Ri1 riciclano verso la resistenza Ri2. Si crea quindi il medesimo nodo M spiegato in precedenza ma con un ramo confluente in più. La teoria che sorregge il nodo e le maglie coinvolte non cambia. si ha quindi:
Passiamo allo schema reale in cui dobbiamo ritrovare tutta la teoria esposta finora. Come già detto nulla di innovativo, niente di più che una configurazione a sommatore invertente a retroazione negativa. Del resto positiva non lo potrebbe essere, se non vi è chiaro il perché fermatevi e andate a rileggere il paragrafo fino a che vi sarà lampante il motivo.
Vediamo di capire il senso e la funzionalità dei componenti visibili nello schema e la loro attinenza con la teoria precedentemente esposta. Consideriamo l'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale, anche se sembra che su di esso convergano ben 5 nodi in realtà ce ne è soltanto uno (tutti quei nodi possono scivolare lungo percorsi a resistenza nulla, ovvero fili, fino ad sovrapporsi). Questo nodo, per la teoria esposta in precedenza, si troverà allo stesso potenziale dell'ingresso non invertente, difatti in retroazione negativa vale l'equipotenzialità dei morsetti invertente e non invertente. Dato che All'ingresso non invertente (pin 3) è presente un partitore resistivo costituito da due resistenze di uguale valore, 10K, tale potenziale vale metà del valore dell'alimentazione e in qualche maniera posiziona il punto di lavoro del preamplificatore in questione a metà della concettualmente equivalente retta di carico (terminologia impropria ma concettualmente analogo. Questo posizionamento della tensione di lavoro a metà tra strada tra la massa e Vcc permetterà ad entrambi le semiode, la positiva e la negativa di poter transitare attraverso il circuito quando questo sia alimentato in singola continua. Quando invece il circuito è alimentato in duale, ovvero la medesima di prima splittata secondo la teoria esposta in precedenza, sarà opportuno isolare il pin 4 dell'integrato per collegarlo ad un regolatore negativo, di tipo LM7912, che fornirà la tensione negativa necessaria. Tutte le altre masse sono già a posto giusto.
I condensatori da C1 a C5 fungono da disaccoppiamento della continua dal segnale variabile, in modo che solo questo possa raggiungere gli stadi successivi e quindi l'amplificatore di potenza.
Le resistenze da R6 a R10, determinano l'impedenza di ingresso del canale, potranno essere leggermente ritoccate in funzione della necessità di interfacciamento. L'impedenza è determinata solo da queste resistenze dato che queste si trovano collegate direttamente alla massa virtuale se, alimentato il dispositivo in duale, si sono omesse le resistenze di posizionamento del punto di lavoro, (R11 e R12, non montate), e il pin 3 del circuito integrato è stato collegato tramite un ponte inserito al posto della resistenza R12 direttamente alla massa. In queste condizione possiamo non istallare anche il condensatore C8 che si troverebbe cortocircuitato. In queste condizioni il pin 3 si trova a massa e si trova al medesimo potenziale anche il pin 2, dato che siamo in retroazione negativa. Queste sono le condizioni ottimali di funzionamento in alimentazione duale. Entrambe le semionde trovano il necessario ampio range di variazione per transitare attraverso il circuito e pervenire correttamente allo stadio di amplificazione successivo.
Anello di retroazione.
La presenza del condensatore C9 trasforma il circuito in un integratore reale ma non è questa la finalità. L'integratore è anche intrinsecamente un filtro passa basso, infatti alle basse frequenze si comporta come un normale sistema in retroazione negativa con resistenze pure nell'anello (il condensatore è un circuito aperto). il guadagno è quindi pari a quello trovato nella spiegazione teorica, ovvero Vo/Vi= - (Rf/Ri). Quando le frequenze, o le armoniche, aumentano, interviene la presenza del condensatore che lo porta a massa impedendogli di raggiungere lo stadio amplificatore di potenza. Vine cosi ristretta la banda passante dato che non ha nessun senso portare agli speaker segnali di frequenza superiore ai 20Khz. Non verrebbero riprodotti in maniera udibile ma contribuirebbero ad aumentare le distorsioni.
Come già detto, tutte le sezioni di questo progetto sono sezionabili, quindi il morsetto verde visibile nella foto costituisce l'alimentazione del mixer. Ovviamente il montaggio può essere omesso, è stato inserito in questo esemplare solo per mettere in evidenza la questione della sezionabilità. Ricordiamoci che il PCB è fornito in tipologia "neutra" con una preimpostazione ad alimentazione singola di questa sezione, per alimentarlo in duale basterà seguire le indicazioni delle spiegazioni precedenti, omettendo alcuni componenti e isolando da massa il pin che va portato a -vee.
Per quanto riguarda il condensatore di disaccoppiamento in uscita, C10, del valore di 1uF, potrà essere omesso se questo va a collegarsi ad un sistema in casca che già ne presenta uno proprio. Di questo se ne è già parlato più in alto nell'articolo, nella sezione schema completo dell'amplificatore.
Ovviamente tutte le connessioni in cui sia presente un segnale non amplificato dovranno essere realizzate in cavetto schermato, il quale, prestando un po’ di attenzione allo schema elettrico potrà essere si un solo conduttore più lo schermo. Il collegamento va eseguito al lato PCB collegando lo schermo alla massa, quindi alla pista che sta sul bordo più in basso, mentre le anime ai singoli condensatori di disaccoppiamento, mentre dall'altro lato del conduttore schermato andremo al latomassa dei potenziometri logaritmici a due canali di tipo slider (si intende a cursore), e dall'altro ai cursori dei medesimi slider, mentre un secondo spezzone di filo schermato andrà, con riferimento al lato cursore, con la calza collegata alla calza esistente e l'anima centrale al terminale in alto, ovvero l'unico rimasto libero. L'altro lato dei questo cavetto ovviamente alla presa RCA o se si preferisce al jack, nella maniera usuale per segnali audio.
Modulo Vu-Meter 10+10 LED.
Ogni amplificatore audio per uso "home" che si rispetti presenta sul pannellino frontale un misuratore della potenza d'uscita chiamato Vu-Meter,solitamente tarato in decibel. Fin dall'inizio della comparsa degli HiFi nella case si è sempre cercato di visualizzare la potenza di emissione, dapprima tramite effetti ottenuti con valvole termoioniche, poi con strumenti elettrodinamici (leggasi a lancetta) e successivamente a led. Attualmente non si disdegna la visualizzazione con effetti grafici in display a alta risoluzione pilotati con un microprocessore.
La configurazione che propongo, in abbinamento all'amplificatore realizzabile con i TDA2050, 2051, 2052, è senzaltro un circuito classico, ma dall'aspetto accattivante e della funzionalità più che certa.
Ho realizzato il Vu-meter in varie versioni, in maniera domestica tramite FidoCad e pcb autoimprimente, di cui fornisco i file .fcd, e in maniera professionale tramite CAD Eagle e supporto FR4 dual layer, in una fabbrica altamente specializzata. Di questi metto a disposizione i files gerber per chi volesse realizzare il prodotto per proprio conto, ma chi volesse avere solo qualche unità, e ritiene che non ne valga la spesa fare attrezzare le macchina di qualsivoglia fabbrica italiana o straniera, potrà attingere dalla mia scorta personale (mi rimborsate le spese sostenute per la costruzione, e le spese di spedizione) e ve li spedisco a casa. Per questo potete contattarmi con una mail privata.
Molte case costruttrici hanno immesso nel mercato per elettronica di grande consumo circuiti integrati adatti alla realizzazione di barre led o display, la mia scelta è ricaduta nel noto prodotto della national LM39xx.
Esistono 3 integrati di questa famiglia: LM3014, LM3915, LM3916.
I tre chip sono di fatto la stessa cosa, ma differiscono per come le reti resistive interne pilotano il totem di comparatori che hanno l'effetto di accendere il LED:
LM3914: L'uscita (cioè l'accensione sequenziale dei LED) segue linearmente la tensione in ingresso, è particolarmente adatto alla realizzazione di bargraph, ovvero barre led che indicano un livello analogico.
LM3915: L'accensione sequenziale dei LED segue una funzione logaritmica del segnale in tensione in ingresso, le scale sono quindi compresse ed è adatto in quei casi in cui ci sia un'ampia variazione del segnale in tensione in ingresso.
LM3916: L'ultimo nato della serie che presenta in uscita l'accensione dei LED secondo una funzione in db (decibel), per cui fatta apposta per i Vu-Meter.
Fino all'immissione nel mercato del LM3916 i Vu-Meter sono sempre stati costruiti con buona soddisfazione con LM3915, che come il fratellino lineare sono compatibili pin to pin quindi interscambiabili, almeno dal punto di vista elettrico.
Per pignoleria potremmo dire che una scala logaritmica può essere in qualche maniera abbinata ai db, ma manca la scala di proporzione per cui è stato progettato il 3916. quindi se vogliamo un Vu-Meter di tipo "real-DB" termine che non esiste, useremo questo ultimo integrato.
In poche parole se solo vogliamo vedere un effetto di "led a ritmo di musica" su un amplificatore non troppo potente allora già un LM1914 poteva andare bene. Ovviamente se siamo in mancanza di altro.
La resistenza da 1K collegata al pin 7, determina la luminosità dei LED, come chiaramente visibile nello schema interno del circuito integrato.
Scarica dal link sottostante il databook del c.i. NATIONAL LM3916.
I diodi LED, sono correttamente inseriti, con l'anodo rivolto al pin dell'LM perché il chip internamente è un open collector, dalla documentazione tecnica del data book vediamo che i led risultano connessi a un array (vettore o insieme ordinato) di comparatori, rappresentati come degli amplificatori operazionali. In realtà si tratta di un blocco decisionale ben meno complesso realizzato a transistor bjt.
Schema interno LM3916 (fonte National).
Le accensioni dei LED avvengono in base alla comparazione di livello determinata dalla rete resistiva visibile agli ingressi non invertenti dei comparatori interni. Un utile esercizio potrebbe essere quello di tracciare un grafico in cui una tensione di 10 volt, rappresentata nelle ordinate (asse verticale), viene ripartita in livelli a distanze non lineari, come messo in evidenza dalla curva ottenuta ponendo in ascissa (asse orizzontale) il numero di suddivisione, ovvero 1,2,3,ecc, ecc. Poi uniamo i punti ottenuti. La curva ottenuta è l'azione di compressione che il chip da all'accensione della barra LED.
Stadio di uscita dell' LM39xx.
Ad ogni pin a cui confluiscono i LED è associato un transistor NPN il cui driver di controllo, che risulta interno al relativo comparatore, regola la corrente anodo-catodo ad un valore massimo pari a circa 10 volte la corrente che transita attraverso il pin 7 sulla resistenza ivi connessa verso massa. Nel nostro schema vale 1K, quindi andrà calcolata con la legge di ohm, tenendo presente che dietro al pin 7, all'interno del chip, vi è un generatore di tensione costante di riferimento pari a 1,2 volt.
Lo stadio di uscita è rappresentato nell'immagine sovrastante da cui possiamo dedurre che ogni maglia in cui è inserito il LED risulta correttamente orientata per il flusso di corrente anodo-catodo.
L'amplificatore operazionale che vediamo nello schema è un dual amp-op contenuto in un housing D.I.L. a 8 pin, visibile nel disegno sottostante:
Secondo la teoria precedentemente esposta L'operazionale inserito nello schema è collegato in retroazione negativa e configurazione non invertente, infatti il segnale entra al morsetto 3 del canale di riferimento dell'operazionale, ovvero l'unico presente nello schema. Nella versione professionale, eseguita in Eagle ho invece riportato entrambi i canali.
Nell'analisi schematica avrete di certo osservato che l'alimentazione dei questo modulo è singola, ovvero +12V riferiti alla massa. Questo non costituisce un problema perché il segnale deve solo essere rappresentato sotto forma di oscillazione luminosa e non costituisce qualcosa da "ascoltare" ne consegue che se usiamo una sola semioanda i massimi picchi negativi hanno comunque lo stesso significato. L'anello di retrazione è costituito dalla resistenza da 1,5k e da 47k verso massa.
Essendo la configurazione non invertente il guadagno di retroazione vale:
Però, come possiamo notare, sull'anello di retroazione compare un diodo che riporta il segnale all'ingresso invertente, ovvero chiude l'anello di retroazione. Questo non solo impedisce alla corrente diretta di retroazione "If" di arrivare all'ingresso dell'integrato LM39xx, dove viene acquisito sotto forma di picco di tensione, ma viene rielaborato secondo la curva esponenziale delle trans caratteristiche V-I di un diodo polarizzato diretto (corrente inversa dall'uscita dell'amp. op.) questo inserisce una compressione di scala al segnale comunque esaltandone la dinamica, che si traduce in una oscillazione più marcata. In pratica, abbinando l'effetto al condensatore connesso in parallelo al anodo in questione (l'elettrolitico da 1uF), che funge da filtro passa basso, abbina l'oscillazione alle tonalità più basse della musica, quindi l'effetto visivo principale sarà quello di vedere ampie oscillazioni in corrispondenza dei colpi della batteria.
Dalla teoria di base, sappiamo che gli ingressi invertente e non invertente sono equipotenziali, data la presenza della retroazione negativa, quindi, dato che a V+ arriva una attenuazione del segnale di altoparlante, disaccoppiato tramite il condensatore di ingresso, parzializzato dal trimmer, la cui posizione determina la vera Vin (tramite la formula del partitore di tensione Vo = Vi*R1/(R1+R2) dove con R1 e R2 si intendono le porzioni superiore e inferiore del trimmer rispetto al cursore.
Facendola breve la presenza dell'operazionale rende la presenza del Vu-meter trasparente rispetto al circuito dell'amplificatore, (è come se non ci fosse), adattando i carichi e elaborando il segnale in modo da esaltarne i picchi per migliorare l'effetto ottico.
Tramite i due comodi trimmer possiamo tarare la sensibilità dei due Vu-Meter.
scarica dal link sottostante la versione FidoCad del modulo isolato dall'amplificatore:
Potrai abbinare questo Vu-Meter, super testato e collaudo (lo ho realizzato centinaia di volte come esercizio scolastico per i mie numerosi giovani allievi) a tutte le tue realizzazioni audio, dal piccolo amplificatore 3+3W, al mostro di potenza da 300+300W. La presenza dell'amplificatore operazionale nello stadio di ingresso, oltre a disaccoppiare e adattare l'impedenza può introdurre un guadagno rendendo applicabile il Vu-meter anche a qui dispositivi non amplificati quali le uscite cuffie degli mp3, stadi preamplificatori, mixer, ecc,ecc. (si consiglia comunque di applicarlo alla uscita dell'ampli come mostrato in questa applicazione).
I due streep maschi presenti a destra di ogni circuito integrato verranno collegati a degli interruttori (come tali sono bistabili) i quali avranno l'effetto di commutare l'azione dei LED dalla modalità dot alla modalità bar. Nel caso fossimo interessati più alla modalità dot che alla bar consiglio di ripassare con un pennarello indelebile nero il lato a contatto dei LED piatti che utilizzeremo in modo che la luce residua che si diffonde lateralmente non influenzi l'accensione del LED adiacente creando un effetto dissolvenza che ad alcuni potrebbe anche piacere, ad altri sicuramente no. Nel caso di accensione a punto (dot) è meglio che la luce sia ben circoscritta al LED attamente acceso e non a quelli adiacenti allo scopo di esaltare il tipo di funzionamento.
Il frontalino porta led non ha di certo il ruolo più essenziale del progetto , ma fa comunque la sua parte dando un'impressione di ordine ed eleganza ai cablaggi.
Scarica il frontalino in formato FidoCad dal link sottostante.
Versione professionale del Vu-Meter.
Per chi fosse interessato, è stata sviluppata una versione professionale del Vu-meter usando il software Eagle di cui metto a disposizione sia i file schematici che i file gerber.
Questi ultimi sono già depositati presso una fabbrica cinese in cui ho fatto realizzare un piccolo stock.
Lo schema elettrico Eagle è il sottostente:
E' ovviamente identico alla versione FidoCad, ma la procedura professionale di realizzazione su dual layer su laminato di tipo FR4, rende il prodotto finale molto più compatto e munito di solder e serigrafia. La fabbrica cinese emette inoltre un certificato di qualità del prodotto che lo rende vendibile.
Dal link sotto l'immagine puoi scaricare i file costruttivi gerber e i file schematici e board per il CAD Eagle .
Sezione alimentazione duale.
Un compito essenziale in ambito di alta fedeltà o in generale quando si ha a che fare con amplificatori di potenza lo svolge la sezione di alimentazione. Questa deve essere correttamente dimensionata per poter soddisfare le richieste di potenza dinamica in corrispondenza delle variazioni del segnale. La potenza elettrica fornita dallo stadio di alimentazione viene trasformata magneticamente in una azione meccanica di movimento dei coni degli altoparlanti, e successivamente in variazione di pressione della massa d'aria posta di fronte alle membrane stesse. Questo da un'idea della potenza necessaria per avere ad esempio l'effetto tellurico allo sterno che piace tanto ai giovani. In definitiva una mancanza di dinamica introduce una distorsione non trascurabile nel suono dato che le forme d'onda vengono letteralmente deformate tagliando i picchi ai valori di tensione ancora disponibili dopo aver soddisfatto il picco precedente. E' inutile o addirittura svantaggioso stabilizzare gli alimentatori di potenza degli ampli HiFi usando dei regolatori allo stato solido perché questi senz'altro introdurranno un collo bottiglia agli spunti di corrente richiesti dalla dinamica del segnale da amplificare. La stabilizzazione viene quindi delegata a banchi di condensatori opportunamente dimensionati, ne consegue che tutto il 'tipo' di alimentatore qui usato vien detto 'capacitivo' o a stabilizzazione 'capacitiva'.
Gli alimentatori capacitivi, solitamente duali negli amplificatori di potenza, hanno tutti configurazioni apparentemente semplici, ma in realtà nascondono diverse insidie progettuali. La versione installata in questo nostro amplificatore e' in realtà ridotta all'essenziale, data la necessità di contenere i costi e di essere realizzabile a bordo della medesima basetta PCB di misura massima 100mmX160mm (PCB auto imprimenti standard).
La tensione alternata che giunge dalla rete nazionale e' a 50Hz, (oscilla tra il positivo e negativo 50 volte al secondo una funzione sinusoidale), tuttavia quando questa viene raddrizzata dal ponte di diodi assume la forma di una oscillazione costituita da semionde solo positive (e' quindi già continua) ma la sua frequenza passa a 100Hz, tra un picco positivo e un altro c'e' quindi un intervallo temporale pari a 10ms. Questi 10ms corrispondono al tempo che i condensatori hanno a diposizione per iniziare la loro fase di scarica sul carico che vedono applicato in quel momento. Il tempo di ricarica e' invece più corto ed e' dato dal punto iniziale in cui la funzione di scarica incontra la semisinusoide in salita successiva e il picco massimo. Se a titolo di esempio avessimo un amplificatore da 100W che sono forniti su diffusori con i classici 8 ohm di impedenza, possiamo calcolare la tensione necessaria allo stadio finale per generare questa potenza, ovvero quella che in quel punto il modulo alimentatore deve fornire per non introdurre distorsioni.
La tensione efficace che l'amplificatore deve avere in corrispondenza dell'uscita e'
La cui tensione picco picco corrispondente vale.
Vpp = 28•2•1.41 ≈ 80V
.Quindi la somma delle altezze di tensione della semionda positiva e della negativa deve garantire almeno 80V al netto delle cadute sui finali interni all’integrato nel caso si usino dei C.I. o dei finali di potenza per ampli allo stato solido, in definitiva la teoria non cambia, ma bisogna analizzare la configurazione schematica interna del TDA, cosa che ho fornito all'inizio dell'articolo. La corrente efficace.
La corrente efficace corrispondente a quella tensione, che alla fine transiterà attraverso gli altoparlanti vale.
Definiamo il ripple come lo scostamento che la tensione supposta livellata dai condensatori elettrolitici *detti appunto di livellamento* ha dalla stessa tensione supposta continua al suo valore medio, in effetti il ripple e' una forma d'onda oscillante, per essendo continua perché sempre positiva, ha un picco massimo e uno minimo, la differenza dei due determina una ampiezza di tensione che e' appunto il ripple.
Ogni richiesta dinamica di corrente, nel caso di dimensionamento ottimale deve essere soddisfatta dalle cariche immagazzinate negli elettrolitici ma alla frequenza dell'inviluppo del segnale audio, ne consegue che le capacità sono dimensionate in base al parametro del ripple di tensione presente alla frequenza della raddrizzata dal ponte, ovvero 100Hz. Considerando quindi la scarica sui 10ms ed utilizzando la formula seguente (di fonte internet);.
ΔV = (I • ΔT) / C
dove si ha.
ΔV = Ripple in tensione
I = corrente da inviare ai diffusori
ΔT = tempo di scarica
C = capacità di livellamento
Girando l'equazione possiamo dunque ottenere la capacità corretta per entrambi i lati Vcc e -Vee del nostro alimentatore duale.
C= (I • ΔT) / ΔV
Una volta fissata l-ampiezza massima accettata come ripple, a definita la corrente ai diffusori
ΔV = 1V e I = 1A
Otteniamo il valore reale in microfarad delle capacità' da istallare nell’alimentatore.
C
=
.Il principale difetto di questi alimentatori sta nel fatto che i condensatori hanno un tempo di ricarica ovvero di risalita del ripple non nulla ma nell'ordine di un paio di millisecondi e in questa fase danno origine a degli spike di corrente che nel complesso danneggiano la qualità audio e introducono nella rete di alimentazione delle oscillazione armoniche fastidiose.
Nel caso di alimentatori di grande potenza queste possono addirittura rientrare nella rete domestica e interferire con altri dispositivi, quindi da una certa dimensione in sù, degli alimentatori capacitivi ne è proprio vietato l'utilizzo.
Aspetto dei grandi condensatori di livellamento alloggiati nel PCB.
Regole per il dimensionamento dei cavi di alimentazione.
Bigellonado
per la rete potrete trovare una miriade di formule o regolette
più o meno veritiere per il dimensionamento dei cavi di alimentazione.
Normalmente queste regole sono riferite ad applicazioni "Car audio", quindi poco attinenti a questo specifico
caso. E' comunque veritiero che qualunque collo di bottiglia, in qualunque punto
del circuito di potenza può creare distorsione e rovinare la dinamica,
appiattire il suono ecc ecc. Nelle applicazione
per automotive, dalla batteria arrivano due cavi in
continua, la cui lunghezza e sezione è determinante nel risultato complessivo,
come è determinante anche la distanza del fusibile di protezione (una trentina
di ampere nelle applicazioni di potenza) dalla batteria, difatto
è bene piazzarlo a una decina di centimetri di distanza dal lato batteria. Nel
nostro caso questi cavi non ci sono, dato che questa è una applicazione
domestica ma i concetti vanno comunque rispettati. In definitiva imponiamoci la
regola generale di non scendere sotto il millimetro quadrato di sezione per
ogni
citazione:
Per questo motivo sono presenti nel PCB ampi piani di massa ma sviluppati con una logica ad albero, atti quindi ad evitare i dannosi loop di massa che potrebbero innescare ronzii e distorsioni. Nel PCB sottostante i piani di massa sono ovviamente evidenziati in nero.
Posto, per coloro interessati ad approfondire il link ad un sito che propone un simpatico "abaco" che calcola online la sezione del cavo principale di alimentazione ed approfondisce un pò la teoria.
http://www.mariohifi.it/calc_file/wire.htm
Il PCB (circuito stampato) della realizzazione completa. Misura 100mmX160mm, ovvero copre la superficie di una intera basetta fotosensibile di misura standard, e come è chiaramente visibile nell'immagine integra il VU-Meter 10+10 Led, e il Mixer.
Nota
bene: Chi fosse
interessato a questo circuito stampato glielo posso fornire foto
inciso e forato, ma non avrà le serigrafie. Queste ultime le potrete
comunque ottenere applicando il metodo "stira e ammira" pubblicato su
www.grix.it dall'utente lulux69 a metà dell'anno 2010. Per ottenere il PCB
scrivetemi alla mail
Serigrafie del circuito stampato dell'amplificatore con TDA2050-51-52. Una volta stampate con l'ausilio del FidoCad, scaricabile da qua:
http://www.gtronic.it/energiaingioco/it/scienza/dowload/fcwin096.zip
Le potrete imprimere nel lato componenti del PCB usando il metodo stira e ammira postato dall'utente di grix lulux69, oppure semplicemente lo potrete stampare e tenere come riferimento durante la fase di montaggio e di cablaggio.
Il lato saldature evidenzia le zone in cui è presente una elevata corrente e le zone coperte dai piani di massa. In merito alle masse, queste non costituiscono mai dei loop, ma sono sempre disposte in una struttura ad albero. Questo aiuta ad evitare l'insorgere di fruscii e ronzii.
In tutto il PCB troneggiano principalmente i massicci condensatori elettrolitici, a colpo d'occhio si intuisce che il sistema è in grado di manipolare una certa potenza nonostante la modesta dimensione dei circuiti integrati amplificatori. Si ricorda che un vero audiofilo disdegna con tutte le sue forze la soluzione audio a circuiti integrati cercando di suggerire sempre circuiterie a componenti discreti o addirittura i tubi a vuoto. Che dire in merito? Sicuramente hanno ragione, ma rileggiamo il titolo dell'articolo...amplificatore didattico, ..questo lo facciamo con pochi euro e lo sappiamo fare funzionare anche se siamo principianti.
Nella
prossima immagine vediamo l'allievo Trevisan Odri, del CFP in cui insegno
a Schio, Vicenza, intento nel collaudo di un esemplare. Sta per collegare il
doppio secondario, 15+15 V A.C. del trasformatore da
100VA, agli ingressi del punte di diodi della sezione
alimentatore, mentre la presa centrale andrà all'apposito morsetto del PCB connesso
a massa.
I diffusori impiegati per il collaudo sono dei vecchi ma molto validi "indianaline" dell'impedenza di 4 ohm, e una potenza dichiarata di 100W. Questi diffusori, sebbene compatti, sono di ottima fattura. Sono costruiti con legno molto spesso e contengono un buon filtro passivo crossover.
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La qualità della ripresa fatta con il telefonino è pessima, in realtà il suono è molto nitido e dinamico. La potenza in altoparlante è notevole. I coni dei woofer fanno grandi escursioni senza comunque entrare in distorsione. Si raccomanda il collegamento di altoparlanti di potenza adeguata.
Filmato della prima accensione -> acceso.zip
Moduli aggiuntivi.
Selettore digitale.
Modulo selettore digitale di due canali analogici, inseribile secondo lo schema a blocchi visibile nella foto sottostante.
Il selettore funziona abbinando l'effetto di due stadi logici, il primo è un normale flip/flop di tipo set/reset le cui uscite q e q negato agiscono da controllo degli enable dei successivi switch analogici contenuti nel noto integrato CD4066.
schema elettrico del selettore digitale di due canali analogici.
L'analisi del funzionamento del Flip/Flop parte dalla supposizione che una delle due uscite sia alta e la complementare bassa, vengono quindi riportati i segnali agli ingressi tramite le reti di retroazione, quindi i collegamenti tra il pin4 e il pin2, e il collegamento tra il pin3 e il pin5. Vengono quindi eseguiti i prodotti logici e successivamente negati, confermando o commutando le uscite che comunque di portano a una condizione stabile di attesa comando. I comandi di SET/RESET verranno impartiti agendo sui rispettivi pulsanti S1 e S2. Le reti R1,C1 e R2,C2 costituiscono un sistema antiboucing (anti ribalzo del contatto) che impedisce al flip flop di generare instabilità, anche se questo è intrinsecamente risolto nella funzionalità stessa del flip flop.
In pratica ad ogni accensione del dispositivo verrà selezionato quel canale che verrà sbilinciato a set=1 dalle reti anti bouncing.
Layout Eagle del selettore digitale.
Quando il dispositivo viene alloggiato all'interno della stessa scatola contenitrice delle altre parti circuitali dell'amplificatore si potranno omettere alcuni componenti, ad esempio lo stadio alimentatore che potrà essere prelevato direttamente dai 12V DC disponibili sul PCB principale, ovvero gli stessi che alimentano il modulo mixer o il modulo Vu-meter.
Vanno omessi anche i due RCA visibili più a destra perché saranno una connessione interna realizzata con cavetto schermato a singolo conduttore tra questo pcb e i singoli ingressi dei due TDA20xx montati a bordo del pcb principale.
Per quanto riguarda gli rca di sinistra, uno lo lasciamo installato nel pcb, ad esempio quello di sinistra, e lo rendiamo disponibile verso l'esterno dello chassy, mentre la seconda coppia potrà essere sostituita sempre in cavetto schermato a singolo conduttore più schermo per giungere all'uscita del modulo mixer a 5 canali alloggiato nella basetta principale.
A pannello frontale porteremo i due led e i due pulsantini n.a. agendo sui quali verrà fatto commutare il flip flop e di conseguenza avverrà la selezione del canale.
Con questa tecnica espanderemo i canali in input a 6, di cui 5 miscelabili e uno diretto, ad esempio un lettore mp3 o il lettore dvd domestico per realizzare il sistema home theatre.
Scarica dal link sottostante i file Eagle per la realizzazione del modulo selettore digitale, se sei interessato a una piccola serie (100 esemplari) di questo PCB, contatta Sandy con l'indirizzo email postato sopra e ti aiuterà a fare l'ordine in lingua cinese.
scarica file Eagle del selettore digitale: selettore_digitale_2_vie.zip
Preamplificatore stereo.
Tale regolazione si effettua quindi con un normale potenziometro, lineare per i toni e il bilanciamento mentre rimane utile un logaritmico per il controllo del volume.
E' disponibile anche un filtro Loudness, che compensa la perdita di dinamica dovuta alla inerzia della massa dei grossi coni collegati alle bobine mobili dei woofer, quando questi operano a bassa potenza emessa dall'amplificatore. Un fenomeno di attenuazione, compensato in maniera però diversa avviene anche per i tweeter, ovvero il canale delle alte frequenze (anche se per questo caso il fenomeno è più complesso e andrebbe spiegato a parte).
L'applicazione è poco più di un riproporre l'applicazione tipica suggerita dalla casa costruttrice, ma del resto, il chip così è fatto e così si usa. Il nuovo circuito va inserito nel contesto del progetto qui presentato secondo lo schema a blocchi della figura sottostante ovviamente usando del cavetto schermato da saldare nelle piazzole predisposte e sfruttando la modularità del progetto.
Non ci resta che riadattare un po’ il funzionamento alla tensione duale presente nell'alimentazione già presente sul PCB principale di questo progetto.
Dal link sottostante si può scaricare il databook del circuito integrato. E' buona norma, ogni qualvolta che si intende affrontare un progetto o una realizzazione leggere attentamente il contenuto dei pdf forniti dai costruttori, si evita in questo modo di incorrere in errori progettuali molto banali o di scoprire l'acqua calda.
Con alimentazione esterna di 5
volt collegata al piedino 17 riguardante la tensione
di range per il controllo del volume, bassi, alti e
bilanciamento, ai piedini 1,9,10,16 dovremo creare una rete resistiva con
potenziometro che ci dia questo range di tensione :
min 1V – max 4,25V
Invece usando una
alimentazione interna dovremo ottenere un tensione min di 0,25V e un max di 3,8V.
L'assorbimento di corrente è max di circa 5uA.
Dal link sottostante potrete scaricare il file FidoCad (single layer) per realizzare il preamplificatore.
Concorso vinci il PCB della Micro-GT
Sul link seguente troverai le condizioni per concorrere alla vicinta el circuito stampato della Micro-GT presentata in questo articolo.
Leggi attentamente le condizioni per partecipare e riceverai via posta il tuo esemplare.
http://www.gtronic.it/energiaingioco/it/scienza/vinci_Micro-GT.html
Per gli utenti che volessero recarsi in visita a Padova, visitate il sito di jenny tramite il link sottostante.