Download Amplificador de distribución de audio Tadeo Suarez Jeffrey Torres

Amplificador de distribución de audio
Tadeo Suarez
Jeffrey Torres Camayo
Ivan Blanco
Universidad de San Buenaventura
2011
Hardware
El hardware consta de 4 partes:
1. Fuente dual 12V 0V -12V
2. Etapa de distribución de señal
3. Etapa potencia
4. Ecualizador de 5 bandas
Descripción del hardware:
Un amplificador de distribución de señal de audio consiste en un dispositivo electrónico, el cual va a tomar
una señal de audio que provenga ya sea de un CD player o de cualquier otro reproductor de audio y la va
a distribuir 4 veces a través de un elemento electrónico llamado switch en este caso se manejo la
referencia CD 4066 que me distribuye 4 señales monofónicas, pero como el objetivo es trabajar señales
estéreo, se implemento un segundo switch para complementar las otras cuatro señales, creado así los 4
canales estero. Además a dichas señales provenientes del switch se les añadió un amplificador
operacional, con el fin de modificar el nivel de intensidad del sonido.
Por ello se implemento un amplificador operacional LM358, que me permite tener un control de volumen
independiente, para cada uno de mis 4 canales estéreo. Además como este dispositivo electrónico maneja
solo 2 señales monofónicas, es decir un canal estero, se trabajara con 4 de estos para obtener el control
de intensidad sobre los 4 canales estéreo.
Luego de obtener esta fase de distribución se llevara la señal proveniente de cada canal a otro circuito que
será diseñado con el fin de darle potencia a la salida de estas señales, es decir estamos hablando de un
amplificador de potencia en este caso se encontró en la previa investigación que el mas recomendado
para trabajar es el TDA 7377 un integrado que maneja una potencia de 2X30W,es decir 2 canales estéreo
cada uno con una salida de potencia de 30W, por lo tanto se implementaran 2 de estos integrados para
complementar los otros dos canales.
Al tener ya este circuito se complementara el proyecto con un ecualizador que trabajara con 5 bandas de
frecuencia del rango audible, en este caso la investigación platea que hay un integrado que maneja dichas
características sin tener que utilizar gran cantidad de dispositivos electrónicos, contribuyendo así a la
disminución de costos, en este caso se implementado el KA 2223.
Para que cada una de estas etapas funcione se implementara una fuente dual 12V 0V -12V, estos valores
se manejan debido a que tanto el CD 4066, el LM358, el TDA 7377 y el KA2223 manejan este tipo de
voltaje.
Para el diseño de estas etapas en baquela se utilizo un software llamado PCB Wizard, que es de fácil
manejo.
Etapas
1. Fuente de voltaje dual
Se trata de desarrollar una fuente dual que maneja la alimentación de los circuitos integrados que van a
manejar los posteriores módulos del proyecto dado es el caso del switch CD 4066 que trabaja con +12v y
el amplificador operacional LM 358 1ue maneja ambas polaridades de +12v y -12v.
DISEÑO DE BAQUELA FUENTE DUAL +12V 0 -12V
Plano fuente Dual
Diseño PCB Wizard
Diseño baquela fuente dual 7.6x5 cm
2. Modulo de distribución de señal
Que consistió básicamente en tomar una señal de audio e ingresarla a un integrado el cual funciona como
un switch, en donde internamente se encarga de distribuir dicha señal hacia cuatro salidas diferentes las
cuales se aprovechan para llevarlas hacia un amplificador operacional, mediante el cual se varia la
ganancia de ésta, a través del montaje de un circuito de control de volumen. A continuación podemos ver
el esquema del switch CD 4066 que se manejo.
Podemos observar que este switch tiene 14 pines de los cuales 4 son IN (entradas), que son precisamente
el lugar por donde la señal de audio ingresara. Pero hay que aclarar que la señal que entra es monofónica
y el proyecto pretende manejar una 4 canales con una señal estéreo, por lo tanto tenemos que un switch
maneja 4 señales monofónicas, es decir 2 tipo L (left) y 2 tipo R (right), en conclusión se obtienen dos
canales estéreo, haciendo falta otros dos canales para completar el objetivo del proyecto que son 4
canales, viendo así la necesidad de utilizar otro switch para los otros dos canales de salida.
Por otro lado gracias al Switch se puede alternar el tipo de canal que se desee manejar ya que cuenta
internamente con un sistema de controles, los cuales van a estar unidos a un pulsador van a activar o
desactivar la señal que se desee manejar, por lo tanto se tendrá la posibilidad de tener activos los cuatro
canales o los que se deseen utilizar.
3. Modulo de control de volumen
En este proceso se busco controlar el nivel de ganancia (volumen) de mi señal, a partir de un integrado o
amplificador operacional, recibiendo así la señal y modificándola desde un potenciómetro.
La señal de entrada en el amplificador operacional proviene desde el Switch que es el lugar donde la señal
ingresa originalmente desde mi reproductor de audio. A continuación vemos la figura del amplificador
operacional utilizado que es el LM 358.
Según este esquema vemos como el integrado que consta de 8 pines, consta de dos entradas Inputs A y
B, por las cuales ingresa mi señal proveniente de alguna de las outs (salidas) del switch, para luego hacer
un tipo de amplificador inversor, como muestra la siguiente grafica.
Hay que recordar que se denomina inversor por que la señal de salida es igual a la señal de entrada,
pero con la fase invertida 180 grados.
Con la implementación de este sistema se controla el nivel de la señal para aumentar o disminuir el
volumen, por lo tanto la señal estéreo que se encuentre en alguno de los 4 canales de salida contara con
una especie de paneo, controlando de esta forma las señales mono L ó R de forma independiente.
A continuación vemos un esquema de la unión de la etapa de distribución, junto al control al de volumen
del canal.
Unión etapa de distribución y control de volumen
DISEÑO DE BAQUELA -ETAPA DE DISTRIBUCCION Y CONTROL DE VOLUMEN
Diseño PCB Wizard
Diseño baquela control de volumen 10x10 cm
4. Modulo de ecualización
En este modulo tomamos las salidas del modulo de control de volumen y las llevamos hasta el circuito
integrado KA 2223 que va a ecualizar una de las señales a través de 5 rangos de frecuencia. Al ver que
esté integrado es para una señal mono se utiliza otro integrado para manejar la ecualización de una señal
estéreo L-R.
Al tener las señales ya distribuidas se procede a ecualizarlas, dichas señales van a pasar por el KA 2223
el cual es un ecualizador de 5 bandas que modificara las frecuencias de 108 Hz, 343Hz, 1.08 KHz, 3.43
KHz, 10.8 KHz que son las bandas en que trabaja el integrado KA 2223, como muestra el esquema
siguiente:
DISEÑO BAQUELA ECUALIZADOR DE 5 BANDAS
Plano baquela ecualizador de 5 bandas estéreo
Diseño PCB Wizard
Diseño baquela 10x15cm
5. Modulo de potencia
Se trata de llevar las señales ya ecualizas al un integrado que amplifica cuatro señales al tiempo en este
caso se maneja el TDA 7377 que es un integrado de audio que maneja una potencia de 30W por canal de
salida, y al tener este etapa culmina el desarrollo del proyecto.
Aquí vemos un esquema del integrado TDA 7377 para una salida de 4 parlantes:
Este tiene 4 entradas monofónicas e igualmente tiene 4 salidas monofónicas por lo cual contamos de dos
canales estero para dicho integrado, haciendo así necesario la utilización de otro integrado TDA 7377 para
el manejo de otros 2 canales y obteniendo así los 4 canales estéreo. Al tener ya los canales amplificados
con potencia de 30W.
Como este integrado solo maneja cuatro señales, se utilizo otro TDA para completar los otras 4 señales
mono, amplificando así 4 canales estéreo. Culminando así con esta etapa el proyecto.
Diseño etapa de potencia
DIAGRAMA DE BLOQUES DEL PROYECTO