CONSTRUYA UN AMPLIFICADOR DE 90W CON TDA 7294
Presentamos un amplificador de 90 Watts monofónico que puede ser usado con el preamplificador de guitarra eléctrica, el preamplificador para bajo eléctrico o el filtro pasa bajos. Si desea hacer este amplificador estereo, al final de este artículo encontrará el archivo PDF de una versión estereo de respuesta plana.
Hemos diseñado el circuito impreso de este amplificador con su fuente incluida, usando un doblador de tensión, para evitar usar un transformador con TAP central. Sin embargo, en el archivo PDF que se puede descargar a final de este artículo, entregamos un PCB adicional, con fuente simétrica.
Hemos diseñado el circuito impreso de este amplificador con su fuente incluida, usando un doblador de tensión, para evitar usar un transformador con TAP central. Sin embargo, en el archivo PDF que se puede descargar a final de este artículo, entregamos un PCB adicional, con fuente simétrica.
Una de las grandes cualidades de de este amplificador, es su sencillez. Los componentes que acompañan el circuito integrado TDA7294 son muy pocos, sin contar que son muy económicos. En Colombia los amplificadores que usan el TDA7294 son muy populares entre los fabricantes de videorockolas, ya que es un integrado de buena potencia, económico, durable y resistente a los malos tratos.
El TDA7294 es un circuito integrado monolítico de 15 patas, diseñado para ser utilizado como amplificador de audio clase AB, en aplicaciones de alta fidelidad. Gracias a su amplia gama de voltajes en los que puede operar y a la capacidad soportar corrientes altas, puede trabajar con cargas de 4 Ohmios o 8 Ohmios, incluso con mala regulación y con una tensión alta de alimentación de rechazo. El TDA7294 incorpora la función de (muting), por medio de una tensión de media onda, para evitar ruidos de encendido y apagado.
Características
Funciona con una muy alta gama de voltajes (± 40V)
Etapa de potencia DMOS
Alta potencia de salida (hasta 90W)
Silencio / función de STAND-BY
Baja distorsión
Bajo ruido
Protección de cortocircuito
Apagado térmico
Etapa de potencia DMOS
Alta potencia de salida (hasta 90W)
Silencio / función de STAND-BY
Baja distorsión
Bajo ruido
Protección de cortocircuito
Apagado térmico
Características eléctricas ( Circuito probado VS = ± 35V , RL= 8 Ohms , GV = 30 dB ;
Rg = 50 W; Tamb = 25 ° C, f = 1 kHz.
Rg = 50 W; Tamb = 25 ° C, f = 1 kHz.
Símbolo | Parámetro | Condición de prueba | Mínimo | Tipo | Máximo | Unidad |
Vs | Rango de alimentación | ±10 | ±40 | Voltios | ||
Iq | Corriente de reposo | 20 | 30 | 65 | mA | |
Ib | Entrada decorriente de polarización | 500 | nA | |||
Vos | Entrada de voltaje compensada | +10 | mV | |||
Ios | Entrada de corriente compensada | +100 | nA | |||
Po | Potencia de salida continua RMS | d = 0.5%: VS = ± 35V, RL = 8 Ω VS = ± 31V, RL = 6 Ω VS = ± 27V, RL = 4 Ω | 60 60 60 | 70 70 70 | W W W | |
Po | Potencia musical (RMS) NORMAS IEC 268.3 - Dt = 1 s (*) | d = 10% RL = 8 Ω ; VS = ±38V RL = 6 Ω ; VS = ±33V RL = 4 Ω ; VS = ±29V (**) | 100 100 100 | W W W | ||
d | Distorsión armónica total | PO = 5W; f = 1kHz PO = 0.1 to 50W; f = 20Hz to 20kHz VS = ±27V, RL = 4Ω: PO = 5W; f = 1kHz PO = 0.1 to 50W; f = 20Hz to 20kHz | 0.005 0.01 | 0.1 0.1 | % % % % | |
SR | Velocidad de respuesta | 7 | 10 | V/us | ||
Gv | Ganancia de voltaje en lazo abierto | 80 | dB | |||
Gv | Ganancia de voltaje de lazo cerrado | 24 | 30 | 40 | dB | |
eN | Ruido total de entrada | A = curve f = 20Hz to 20kHz | 1 2 | 5 | uV uV | |
fL, fH | Respuesta de frecuencia (-3dB) | PO = 1W | 20Hz a 20kHz | |||
Ri | Impedancia de entrada | 100 | KΩ | |||
SVR | Tensión de alimentación de rechazo | f = 100Hz; Vripple = 0.5Vrms | 60 | 75 | dB | |
Ts | Apagado térmico | 145 | °C |
Nota: (*): POTENCIA MUSICAL; Es la potencia máxima que el amplificador es capaz de producir, a través de la resistencia de carga nominal (sin tener en cuenta la no linealidad)
1 segundo después de la aplicación de una señal de entrada sinusoidal de 1 KHz de frecuencia.
1 segundo después de la aplicación de una señal de entrada sinusoidal de 1 KHz de frecuencia.
Nota: (**): limitado por el máximo de corriente admisible.
Los valores recomendados para los componentes externos son los que se muestran en el diagrama esquemático que está en el archivo PDF. Los valores modificables, están en la siguiente tabla y le puede ayudar a personalizar el circuito. Los componentes que no se encuentran en la tabla, no se pueden modificar.
COMPONENTES | VALORES SUGERIDOS | PROPÓSITO | VALOR MAYOR QUE EL PROPUESTO | VALOR MENOR QUE EL PROPUESTO |
R1 (*) | 56K | Resistencia de entrada | Aumento de la impedancia de entrada | Disminución de la impedancia de entrada |
R2 | 56K | Ganancia de retroalimentación (establecida en 40 dB) ( **) | Aumenta la ganancia | Disminuye la ganancia |
R3 | 1k | Ganancia de retroalimentación (establecida en 40 dB) ( **) | Disminuye la ganancia | Aumenta la ganancia |
R4, R5 | 8.2k, 5.1k | Tiempo de espera constante | Tiempo largo de espera ON_OFF | Tiempo corto de espera ON_OFF |
R6, R7 | 8.2k, 5.1k | Silencio constante de tiempo | Silencio largo al encender | Silencio corto al encender |
C1 | 0.47 uF | Desacople de entrada DC | Recorte de las frecuencias bajas | |
C2 | 22 uF | Desacople de retroalimentación DC | Recorte de las frecuencias bajas | |
C3 | 22 uF | Silencio constante de tiempo | Silencio largo al encender | Silencio corto al encender |
C4 | 10 uF | Tiempo de espera constante | Tiempo largo de espera ON_OFF | Tiempo corto de espera ON_OFF |
C5 | 22 uF | Bootstrapping | Degradación de la señal de baja frecuencia | |
C6, C7 | 0.1 uF | Derivación Tensión de alimentación | Peligro de oscilación |
( *) r1 = r3 de optimización de pop
(**) La ganancia de retroalimentación debe ser mayor o igual a 24 desibelios (db).
La Red de Zobel se encarga de proteger la salida del TDA7294, de corrientes inversas, que pueda enviar el parlante. Está formada por 4 componentes: Un condensador de 0.1 microfaradios (104) una resistencia de 2.7 ohmios, que están entre la salida y tierra, y están colocados en serie uno del otro. Una resistencia de 8.2 ohmios y una bobina, que están en serie con el parlante pero en paralelo un componente del otro.
Para hacer las bobinas, tomamos alambre de cobre, calibre 18 según la tabla AWG, (1.024 mm.) y una broca de 3/8, sobre la cual damos 11 vueltas uniformemente, cortamos el excedente de alambre y enderezamos las patas de la bobina, dándoles la forma que se aprecia en la fotografía.
Para hacer las bobinas, tomamos alambre de cobre, calibre 18 según la tabla AWG, (1.024 mm.) y una broca de 3/8, sobre la cual damos 11 vueltas uniformemente, cortamos el excedente de alambre y enderezamos las patas de la bobina, dándoles la forma que se aprecia en la fotografía.
Algunas veces cuando un amplificador entra en cortocircuito, las pistas de alimentación del circuito impreso se calientan hasta levantarse, echando a perder el aparato.
Hemos colocado dos porta fusibles con sus respectivos fusibles de 5 amperios. Estos fusibles son para Proteger el circuito, y en caso de que se produzca un corto, los fusibles se queman, interrumpiendo el paso de corriente; tanto en +Vcc, como en –Vcc, evitando que el daño sea mas grave. Recuerde que si coloca unos fusibles muy altos, no se abrirán al momento de un corto. Y si son muy bajos, no soportarán la corriente de trabajo del circuito. Recomendamos usar fusibles entre 5 y 6 amperios.
Hemos colocado dos porta fusibles con sus respectivos fusibles de 5 amperios. Estos fusibles son para Proteger el circuito, y en caso de que se produzca un corto, los fusibles se queman, interrumpiendo el paso de corriente; tanto en +Vcc, como en –Vcc, evitando que el daño sea mas grave. Recuerde que si coloca unos fusibles muy altos, no se abrirán al momento de un corto. Y si son muy bajos, no soportarán la corriente de trabajo del circuito. Recomendamos usar fusibles entre 5 y 6 amperios.
Cuando vamos a hacer un amplificador, lo primero que tenemos que conseguir es el transformador. Como es mas fácil conseguir un transformador sencillo, que uno con TAP central, hemos implementado el doblador de tensión que hace las veces de fuente simétrica, puesto que tiene voltaje positivo, voltaje negativo y un tierra o punto común en la unión entre los dos condensadores, lo que reiteramos, evita tener que utilizar un transformador con TAP central. El doblador de tensión está formado por dos diodos 1N5404 y dos condensadores de 4700 microfaradios. Los diodos separan los semiciclos positivos de los negativos y cada condensador rectifica los semiciclos que le correspondan según su posición. Es decir; un diodo le envía a un condensador los ciclos positivos y el otro diodo, los ciclos negativos al otro condensador.
El diodo 1N4148, viene en encapsulado en vidrio, de tipo SMD. Los diodos tienen una banda negra que sirve para diferenciar el terminal negativo o cátodo, del positivo o ánodo. El diodo 1N4148 puede conmutar a alta velocidad, entre los estados de alta impedancia y baja impedancia (4 nanosegundos). Para este caso el diodo 1N4148 se encarga de enviar ciclos positivos a la pata 9 del TDA7294, que es (stand by), pasando primero por unas resistencias, y a la pata 10, que es (Muting). Si desea, puede colocar un interruptor en serie con el diodo y usarlo como interruptor de encendido, de esta manera no habrá el molesto (pop) al encender.
La entrada de señal lleva un conector de tres pines, al que le retiramos el pin del centro. Un pin recibe la señal que viene del preamplificador o la señal que proviene directamente del reproductor que vamos a amplificar. El otro pin recibe el tierra. Recuerde revisar muy bien a la hora de conectar la señal, de no ir a invertir señal y tierra, ya que no sonará bien y lo que conseguirá es un ruido molesto. En el caso de querer conectar un reproductor que no tenga control de volumen propio, puede colocar un potenciómetro con un valor entre 10K y 50K. Este potenciómetro debe ir entre el reproductor y el amplificador.
La manera correcta de colocar un potenciómetro es: la señal que viene del reproductor, va, a la pata 3 (de izquierda a derecha). La pata central del potenciometro, va al amplificador. Y la pata 1 interconecta el tierra del reproductor y del amplificador.
Cuando se usa un preamplificador, este ya trae su propio potenciómetro y no se hace necesario este procedimiento.
Para construir el transformador para este amplificador, usamos un núcleo de 3.2 centímetros, por 4 cm. En Colombia el voltaje de la red pública es de 115 voltios, por lo tanto es necesario enrollar 377 vueltas de alambre calibre 23, en el devanado primario y 92 vueltas de alambre calibre 18, en el devanado secundario.
Para los países que tienen un voltaje de 220 en la red pública, es necesario dar 721 vueltas en el devanado primario y el calibre de este, sería 26 en la tabla AWG. El devanado secundario no varía. En caso de no conseguir las laminas de 3.2 cm, puede hacerlo con el material que consiga, siempre y cuando logre obtener el área en centímetros cuadrados y calcule las vueltas de alambre usando las formulas que se encentran en nuestro artículo de Calculo de transformadores.
Para los países que tienen un voltaje de 220 en la red pública, es necesario dar 721 vueltas en el devanado primario y el calibre de este, sería 26 en la tabla AWG. El devanado secundario no varía. En caso de no conseguir las laminas de 3.2 cm, puede hacerlo con el material que consiga, siempre y cuando logre obtener el área en centímetros cuadrados y calcule las vueltas de alambre usando las formulas que se encentran en nuestro artículo de Calculo de transformadores.
Este amplificador de gran desempeño, No sólo puede usarlo con nuestros preamplificadores de guitarra y bajo, si no que también puede armar dos de estos iguales y hacer un amplificador estereo. También puede ensamblar tres, y a uno de ellos le coloca el filtro para bajos y obtendrá un amplificador 2.1.
Las posibilidades de la electrónica son infinitas. Esperamos que con estos aportes puedan satisfacer lo que su imaginación y necesidades le pidan.
Las posibilidades de la electrónica son infinitas. Esperamos que con estos aportes puedan satisfacer lo que su imaginación y necesidades le pidan.