Módulo amplificador de 8 Wrms (ART502)

Escrito por Newton C Braga

Amplificadores de potência de áudio são a etapa final de uma grande quantidade de projetos eletrônicos. A possibilidade de se contar com um módulo pronto para aplicação ou experimentação é algo que pode interessar a muitos leitores, principalmente os que fazem desenvolvimento de projetos. O amplificador que descrevemos tem excelente potência (8 Wrms ou 30 Wpmpo), com alimentação de 8 a 18 V e usa pouquíssimos componentes. Trata-se de uma solução ideal para o desenvolvimento de projetos.

Projetos de intercomunicadores, receptores de diversos tipos, sirenes, sistemas de aviso, caixas amplificadas para instrumentos musicais e computadores exigem amplificadores de áudio de boa potência.

Uma solução interessante é a que se baseia em circuitos integrados específicos que exigem poucos componentes externos, possuem excelente rendimento e características de potência e distorção de qualidade. O TDA2002, também especificado como uPC2002 é um desses circuitos integrados.

O TDA2002 pode fornecer potências que chegam aos 8 Wrms ou 30 Wpmpo com pouquíssimos componentes externos e tem uma sensibilidade de apenas 50 mV para plena potência. Muitos equipamentos comerciais usam este módulo tanto pela sua facilidade de obtenção como pelo seu baixo custo.

O projeto que damos é de um módulo amplificador básico com este amplificador e que pode ser usado como etapa de saída de áudio em projetos como:

* Amplificadores para instrumentos musicais

* Amplificadores para computadores

* Caixa de graves econômica (Bass Booster)

* Intercomunicadores

* Sirenes

* Sistemas de Aviso

* Receptores de comunicações e rádio

 

Com dois módulos deste tipo o leitor pode elaborar um sistema estéreo de 60 Wpmpo e com quatro módulos, um sistema de 120 Wpmpo.

Com o uso de filtros, módulos podem ser usados para amplificar graves, médios e agudos em sistemas de som de diversos tipos.

 

O TDA2002

O circuito integrado TDA2002 é um amplificador de potência, basicamente projeto para aplicações em toca-fitas e auto-rádios.

 

Tensão de Alimentação (Vs)................8 a 18 V

Corrente Quiescente (Is) .....................45 a 80 mA

Potência de saída (Po)

d = 1-%, RL = 2 ? .................4,8 W (min)

Vs = 16 V , RL = 2 ? .............10 W (tip)

 

Sensibilidade:

Po = 0,5 W , RL = 4 ? ..........15 mV

Po = 6 W , RL = 2 ? ............. 50 mV

Resposta de Freqüência............. 40 a 15 000 Hz

Ganho de tensão (Gv)..................80 dB (open loop)

 

COMO FUNCIONA

O circuito integrado TDA2002 reúne em seu interior todos os componentes básicos necessários à elaboração de um amplificador completo.

Apenas os capacitores de maior valor são externos e a rede de resistores formada por R1 e R2 que determina o seu ganho. A relação entre os valores desses componentes determina o ganho de tensão do circuito que no nosso caso foi fixado para 100 vezes.

A rede formada por C6 e R3 é um "bootstrap", ou seja, uma rede que compensa as características indutivas do alto-falante de modo a manter constante a impedância de saída, e com isso as características do amplificador.

A corrente exigida pelo circuito à plena potência com alimentação máxima chega aos 3,5 A, o que significa que, neste caso, uma boa fonte deve ser utilizada na sua alimentação. A filtragem dessa fonte também é muito importante.

Na entrada de alimentação temos dois capacitores que devem ser montados os mais próximos quanto seja possível do pino de alimentação do circuito integrado. O capacitor de maior valor serve como filtro para as variações de corrente quando o amplificador opera com sinais de áudio. O capacitor de menor valor serve para desacoplar as componentes de alta freqüência do circuito evitando instabilidade, já que o capacitor eletrolítico, por suas características indutivas não consegue fazer isso.

A impedância da carga influi na potência, no entanto, ela não pode ser menor do que 2 ?. Com impedâncias maiores do alto-falante, o circuito opera perfeitamente, mas sua potência será um pouco menor.

O circuito incluí o potenciômetro de controle de volume mas, dependendo da aplicação, este controle pode fazer parte dos blocos anteriores do projeto como um pré-amplificador com controle de tom, etc.

 

MONTAGEM

Na figura abaixo temos o diagrama completo do módulo amplificador usando o TDA2002.

 

O diagrama completo do amplificador.
O diagrama completo do amplificador.

 

A placa de circuito impresso para a montagem deste amplificador é mostrada na figura abaixo.

 

A placa de circuito impresso do amplificador.
A placa de circuito impresso do amplificador.

 

Observe que as trilhas de alimentação e terra, por onde circulam as correntes mais intensas, assim como a da saída do alto-falante, devem ser mais largas.

O circuito integrado deve ser dotado de um bom radiador de calor. Na montagem a polaridade dos capacitores eletrolíticos deve ser observada.

A tensão de trabalho dos capacitores eletrolíticos deve ser de 16 V ou mais e os demais capacitores devem ser cerâmicos de boa qualidade.

O alto-falante externo deve ter pelo menos 10 cm de diâmetro com impedância de 2 ? a 16 ?. Para 2 ? é possível fazer a ligação de dois alto-falantes de 4 ? em paralelo, como mostra a figura abaixo.

 

Ligação de dois falantes em paralelo.
Ligação de dois falantes em paralelo.

 

O alto-falante deve ser capaz de manusear a potência do amplificador. Lembramos que de nada adianta gastar muito num alto-falante de 100 W quando o amplificador só pode fornecer 8 W.

A fonte de alimentação para o circuito é mostrada abaixo.

 

Fonte de alimentação sugerida.
Fonte de alimentação sugerida.

 

Para um módulo, operando com uma tensão em torno de 12 V, o transformador pode ter uma corrente de 3 A ou mais. Para mais de um módulo a corrente do secundário do transformador deve ser aumentada proporcionalmente.

O cabo de ligação da fonte ao módulo deve ser curto e grosso para que não ocorram instabilidades ou a captação de zumbidos. O cabo de entrada dos sinais deve ser blindado pelo mesmo motivo.

 

PROVA E USO

Confira toda a montagem antes de passar à prova. Para provar o amplificador basta ligá-lo à fonte de alimentação.

Observe se o circuito integrado não se aquece demais. Se isso ocorrer logo ao ligar confira novamente a montagem.

Aplique um sinal na entrada e veja a sua reprodução. O sinal pode ser obtido da saída de fonte de um radio AM/FM ou CD player, conforme mostra a figura abaixo.

 

Sugestão de montagem do amplificador.
Sugestão de montagem do amplificador.

 

Para usar o amplificador com fontes de baixa intensidade com captadores de violão e guitarra, microfones, etc. é preciso usar um circuito pré-amplificador.

 

 

Semicondutores:

CI-1 - TDA2002 ou uPC2002 - circuito integrado, amplificador de potência de áudio

Resistores: (1/8W, 5%)

R1 - 220 ? - vermelho, vermelho, marrom

R2 - 2,2 ? - vermelho, vermelho, dourado

R3 - 1 ohm - marrom, preto, dourado

P1 - 47 k ? - potenciômetro log

Capacitores:

C1 - 10 µF - eletrolítico

C2 - 470 µF - eletrolítico

C3, C6 - 100 nF - cerâmico

C4 - 100 µF - eletrolítico

C5 - 1 000 µF - eletrolítico

Diversos:

FTE - Alto-falante de 2 a 8 ? - ver texto

Placa de circuito impresso, radiador de calor para o circuito integrado, cabo blindado, jaque de entrada, fios, solda.

Material Para a Fonte:

D1, D2 - 1N5404 - diodos retificadores de silício

LED1 - LED vermelho comum

T1 - Transformador com primário de acordo com a rede local e secundário de 12 + 12 V x 3 A - ver texto

F1 - Fusível de 2 A

R1 - 1 k ? x 1/8 W - resistor - marrom, preto, vermelho

C1 - 4 700 µF x 25 V - capacitor eletrolítico

Diversos:

Placa de circuito impresso, cabo de força, suporte para o fusível, fios, solda, etc.