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Recargo envío al interior:o envío al interior:$0,80$0,80 ISSN: 0328-5073 Año 27 / 2013 / ISSN: 0328-5073 Año 27 / 2013 /Nº 325Nº 325
SEC CIO NES FI JAS
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ARTÍCulO DE TApA
Amplificador HI-FI 100W + 100W RMS con FET y MOSFET 3
Realización práctica del Amplificador HI-FI 100W + 100W RMS
con FET y MOSFET 67
MONTAJES & pROYECTOS
2 Circuitos de Audio. protector de parlantes Estéreo
y Vúmetro de 12 lEDs 13
Sistema de Iluminación Ambiental programable 49
Auriculares inalámbricos 78
CuRSO DE ElECTRÓNICA
Etapa 4, lección 4:preamplificadores 17 MANuAlES TÉCNICOS
Electrónica Automotriz. El Sistema Electrónico de Control del Motor 33
TÉCNICO REpARADOR
Funcionamiento y Reparación del Circuito Inverter 53
MICROCONTROlADORES
El Mundo de los Microcontroladores.
lección 8: Estructuras de Control y Sentencias en lenguaje MikroC 60
EDITORIAL
QUARK
Año 28 - Nº 331 MARZO 2015
Di rec tor
Ing. Ho ra cio D. Va lle jo
Pro duc ción
Jo sé Ma ría Nie ves (Grupo Quark SRL)
Co lum nis tas:
Fe de ri co Pra do Luis Ho ra cio Ro drí guez
Pe ter Par ker Juan Pa blo Ma tu te EditorialQUarKS.r.l. Propietariadelosderechos encastellanodelapublicaciónmen-sualSabErElEctronica argentina: (GrupoQuarkSRL)SanRi-cardo2072,CapitalFederal, Tel(11)4301-8804 México (SISA):Cda.Moctezuma2,Col. Sta.Agueda,EcatepecdeMorelos,Edo. México,Tel:(55)5839-5077 ARGENTINA Ad mi nis tra ción y Ne go cios
Te re sa C. Ja ra (Grupo Quark)
Staff
Liliana Teresa Vallejo, Mariela Vallejo, Diego Vallejo
Sis te mas: Pau la Ma ria na Vi dal Red y Com pu ta do ras: Raúl Ro me ro Video y Animaciones: Fernando Fernández
Le ga les: Fer nan do Flo res Con ta du ría: Fer nan do Du cach Técnica y Desarrollo de Prototipos:
Alfredo Armando Flores
México Ad mi nis tra ción y Ne go cios
Patricia Rivero Rivero, Margarita Rivero Rivero
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Ing. Ismael Cervantes de Anda, Ing. Luis Alberto Castro Regal-ado, Victor Ramón Rivero Rivero, Georgina Rivero Rivero, José
Luis Paredes Flores
Aten ción al Clien te
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Grupo Quark SRL y Saber Electrónica no se res pon sa bi li za por el con te ni do de las no tas fir ma das. To dos los pro duc tos o mar cas que se men cio nan son a los efec tos de pres tar un ser vi cio al lec tor, y no en tra ñan res pon sa bi li dad de nues tra par te. Es tá pro hi bi da la re pro duc ción to tal o par cial del ma te rial con te ni do en es ta re vis ta, así co -mo la in dus tria li za ción y/o co mer cia li za ción de los apa ra tos o ideas que apa re cen en los men cio na dos tex tos, ba jo pe na de san cio nes le -ga les, sal vo me dian te au to ri za ción por es cri to de la Edi to rial. Dis tri bu ción en Ca pi tal: Carlos Can ce lla ro e Hi jos SH. Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942
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Bien, ami gos de Sa ber Elec tró ni ca, nos en con tra mos nue va men te en las pá gi nas de nues tra re vis -ta pre di lec -ta pa ra com par tir las no ve da des del mun do de la elec tró ni ca.
Ud. está a punto de leer un ejemplar ya circulado de Saber Electrónica, debido a que estamos en “situación de crisis” y no podemos imprimir la revista.
Tal como mencionamos el mes pasado, en Argentina las condiciones de mercado no están siendo cumplidas por parte de algunos eslabones de la cadena de distribución, a tal punto que hoy acumulamos un retraso mayor a tres meses en el cobro de las revistas vendidas. Como nuestra editorial se sustenta con la venta de las revistas (ya que casi no tenemos ingresos por publicidad), si no cobramos “no podemos pagar” pero, además, la imprenta nos
comunicó que “no puede sostener las condiciones de pago” (históricamente cobrábamos a 30 y 60 días) por lo cual, para poder imprimir necesi-tamos el dinero “para pago prácticamente de contado”. Esnecesi-tamos trabajando para superar esta etapa.
Por ser lector de este ejemplar, le ofrecemos la posibilidad de descargar la edición digital completa que hubiésemos impreso en condiciones normales y los siguientes CDs:
1) LoS6 CDS DE La primEra Etapa DE LaCarrEra DEtéCniCoSUpErior EnELECtróniCa. 2) paqUEtEEDUCativo: rEbaLLing, téCniCaSCaSEraS DESoLDaDo yrEparaCión. 3) paqUEtEEDUCativo: SErviCiotéCniCo aCámaraSDigitaLES.
Para realizar la descarga diríjase a nuestra web: www.webelectronica.com.ar, ingrese en la web, haga clic en el ícono password y coloque la clave
ARG0814. Recuerde que seguiremos trabajando para que pueda “comprar la revista en papel” y también descargarla SIN CARGO desde nuestra web. Bien, ya tiene material para todo el mes así que: ¡a disfrutarlo!
ing. Horacio Daniel vallejo
Estudie para Técnico Superior en Electrónica:
Estudie para Técnico Superior en Electrónica:
Descargue GRATIS los 6 CDs de la Primera Etapa Descargue GRATIS los 6 CDs de la Primera Etapa con Reconocimiento de la UTN
con Reconocimiento de la UTN
L
a carrera de Técnico Superior en Electrónica, dictada en formato VIRTUAL por Saber Electrónica tiene reconocimiento de la Universidad Tecnológica Nacional. Se compone de 6 etapas y cada una posee 6 módulos de estudio. Cuando termina y aprueba la primera etapa recibe el Título de Idóneo en Electrónica. Por ser poseedor de este ejemplar le ofrece-mos la posibilidad de descargar GRATIS la primera etapa completa para que estudie en su casa. Al aprobar, si lo desea, abona a la UTN los gastos administrativos y obtiene el CERTIFICADO otorgado por dicha Alta Casa de Estudio. JTécnicas de Reballing
Técnicas de Reballing
P
asando de un encapsulado de periferia lineal para la interconexión a un array bidimensional, “es posi-ble realizar más interconexiones en el mismo espacio de un circuito integrado y con un espaciado mayor comparado con aquellos utilizados en tecnologías de montajes superficiales antiguas”. El Ball Grid Array (BGA) es la implementación más común de este concepto. Sin embargo, todos los encapsulados tie-nen un problema común: las soldaduras que no están en los bordes del encapsulado están fuera de vista y no pueden ser inspeccionados visualmente para verificar su calidad o confirmar sus defectos. En este pack se analiza qué es un componente BGA, las diferencias con los componentes SMD, dónde se los usa, cómo se los suelda y en qué consiste el denominado proceso de “reballing”. En este paquete educativo se incluye teoría, práctica, videos y téc-nicas tanto caseras como profesionales para que aprenda a efectuar téctéc-nicas de reballing con acabado profesional. JServicio Técnico a Cámaras Digitales
Servicio Técnico a Cámaras Digitales
E
n el CD que acompaña a esta edición, en diferentes secciones, explicamos qué es una cámara digital, cómo se compone la parte física de dicha cámara, por qué el técnico debe tener conocimientos bási-cos de fotografía para poder darle servicio técnico a una cámara digital, qué es y cómo se compone un sensor electrónico de imagen y cuáles son los términos usuales como diafragma, obturador, enfoque, pro-fundidad de campo, etc. Nos introducimos en el “mundo digital”, y desarrollamos una serie de notas que explican cómo se realiza el servicio técnico a una cámara digital (desarme, inspección, reparación, ajuste por software y montaje). JQuien busque un esquema de amplificador Hi-Fi que no solo haya sido pro-yectado en papel sino que también haya sido realizado de forma práctica y sometido a todo tipo de pruebas, aquí lo puede encontrar. Se trata de un ampli-ficador estéreo Hi-Fi de 100W+100W RMS con finales realizados con FET y MOSFET, incluyendo una etapa de protección “antibump” para los parlantes.
A
ntes de exponer las cuestiones meramente técnicas de este artículo hemos decidido incluir un suceso que le ha ocurrido a un lector de Nueva Electrónica y que nos ha hecho llegar. Por su contenido creemos que puede ser interesante para todos nuestros lectores.Durante un viaje de trabajo a Moscú un lector de nuestra revista descubrió que tenía aficiones comunes con el pasajero del asiento de al lado. Para pasar el tiempo entabló con su interlocutor, al que llamaremos Sr.K para preservar su intimidad, una agradable conversación sobre Hi-Fi, sin des-velarle que era lector de Nueva Electrónica. Según expuso el Sr.K, después de realizar una
"exhaustiva" investigación en la prensa especiali-zada adquirió un kit de montaje que le costo miles, repetimos miles, de Euros. Se trataba de un ampli-ficador dual mono a válvulas, o mejor dicho dos amplificadores mono, de una revista del sector.
Este artículo se edita en el marco de colaboración entre Nueva Electrónica y Saber Electrónica. Mediante este acuerdo, los lectores de Saber Electrónica de América Latina tienen soporte téc-nico y comercial de los kits y demás productos ofrecidos por Nueva Electrónica (visite www.nuevaelectronica.com)
A
mplificAdor
H
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-f
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100W + 100W rmS
Excluyó a priori los circuitos de Nueva Electrónica ya que los precios eran demasiado bajos, lo que le hacía suponer una baja calidad.
Nuestro lector pensó que por aquella cifra el amplificador tenía que tener unas características realmente extraordinarias. Ahora bien, las únicas respuestas que obtenía del Sr.K cuando le pre-guntaba por estas características eran del tipo "Beh ... Boh .... Bueno ..."
Después de un tiempo el Sr.K contó a nuestro lec-tor como montó la pareja de amplificadores. Cuando terminó y se dispuso a escuchar su música preferida se llevó una desagradable sor-presa: Uno de los dos módulos auto-oscilaba y en el otro los bajos eran demasiado intensos. Podemos imaginar la perplejidad del Sr.K: Un téc-nico con "fama" de ser un verdadero "gurú" de la Hi-Fi ... no podía estar equivocado. Dado el gran gasto que le ocasionó el Sr.K decidió presentarse ante el proyectista para preguntarle como arreglar el problema.
Después de exponer sus quejas el Sr.K (según su propia versión contada a nuestro lector) esta fue la respuesta que obtuvo: "No será usted de los que quieren que yo acabe el trabajo, yo proyecto circuitos".
Tras muchos años, desde 1982, nuestros lectores saben que nunca hemos hablado de otras publi-caciones, ni lo haremos.
Lo que sí tienen claro nuestros lectores es que estas situaciones no ocurren con Nueva Electrónica, ya que los circuitos, como el que aquí presentamos, son diseños propios de calidad que están exhaustivamente probados y además dis-ponemos de un Servicio Técnico que puede resol-ver cualquier problema de montaje ... además de tener precios realmente competitivos y que tam-bién son probados por Saber Electrónica.
Es enorme el número de esquemas de circuitos presentados en revistas especializadas y en Internet, esquemas que nosotros no utilizamos ya que desarrollamos nuestros propios diseños completamente operativos y a los que no hay que hacer ninguna modificación ni añadir ningún com-ponente, ya que no tienen nunca ningún pro-blema.
En esta línea hemos desarrollado un amplificador Hi-Fi con finales FET y MOSFET para quienes quieran disfrutar del sonido de alta fidelidad. Además, como se expone en el artículo, dispone de etapas "antibump" y de protección.
Sus características generales son las siguientes:
CARACTERíSTiCASTéCNiCAS
Máxima Tensión de trabajo: ...55V + 55V Máxima Potencia (8 ohm):...100W RMS Máxima Corriente (100 Watt):...1,6A Máxima Corriente de reposo: ...100mA Máxima Ganancia en tensión: ...30 dB Máxima señal de entrada: ...1,4V RMS Impedancia de entrada: ...47.000 ohm Distorsión: ...0,04% Ancho de banda: ...10Hz a 100.000Hz
ETApAAMpLiFiCAdORA
En la figura 1 se muestra el esquema eléctrico del amplificador. Seguidamente describimos, como siempre, las funciones de cada uno de los compo-nentes utilizados en el circuito.
La señal procedente del conector de entrada BF se aplica al condensador C1, que, junto a la resis-tencia R2, se comporta como un filtro paso- alto para señales con frecuencia superior a 4Hz. El condensador de poliéster C1 también se utiliza para evitar que eventuales componentes conti-nuas de la fuente influyan en el funcionamiento del amplificador.
Ya que un FET, por su propia naturaleza, tiene una impedancia de entrada de varios megaohm, para tener una impedancia de entrada de 47.000 ohm hemos conectado la resistencia R2 a la puerta (Gate) de FT1 (ver figura 1).
Para evitar la influencia de radiofrecuencias en la entrada hemos limitado el ancho de banda del amplificador mediante el filtro paso-bajo formado por R1 y C2.
Una vez aplicada la señal a la Puerta (Gate) de FT1 comienza el proceso de amplificación.
Figura 1 - Esquema eléctrico de uno de los canales del Amplificador Hi-Fi. La amplificación de potencia de la señal se realiza a través de los MOS-FET finales MFT5-MFT6 y MFT7-MFT8, configurados en clase AB.
Figura 2 - Conexiones de los transistores BC.547-BC.557 y del FET BC.264, vistas desde abajo. Las conexiones de los MOSFET finales iRF.520 e iRF.9530 se muestran frontalmente, mientras que las conexio-nes de los MOSFET de media potencia iRFd.110 e iRFd.9110 se muestran vistas desde arriba.
Fundamentalmente el amplificador tiene dos etapas de ganancia en tensión: Una formada por los FET FT1-FT2-FT3-FT4 y otra formada por los MOS- FET de media potencia MFT1-MFT2-MFT3-MFT4. La etapa compuesta por los cuatro FET es un ampli-ficador diferencial alimentado con un generador de corriente constante que permite obtener la máxima ganancia de los FET.
Nota: En el artículo teórico "Etapas de entrada de
los amplificadores Hi-Fi" publicado en nuestro
libro "Audio Handbook" se pueden encontrar explicaciones muy detalladas de este tipo de eta-pas.
Concretando, los FET FT2 y FT3 junto con el diodo zéner DZ1 y los componentes auxiliares for-man un "espejo de corriente", la corriente que cir-cula por los dos FET es idéntica.
Los FET FT1 y FT4 amplifican la señal de audio de entrada, que está disponible para la etapa siguiente en los Drenadores de FT2 y FT3.
LiSTA dE COMpONENTES dEL KiT LX.1650, Figura 1 R1 = 1.000Ω R2 = 47.000Ω R3 = 3.900Ω R4 = 6.800Ω 1/2W R5 = 3.900Ω R6 = 220Ω R7 = Trimmer 100Ω R8 = 15.000Ω R9 = 220Ω R10 = 2.200Ω R11 = 6.800Ω x 2W R12 = 100Ω R13 = 330Ω R14 = Pre-set de 2.000Ω R15 = 100Ω R16 = 68.000Ω R17 = 100Ω R18 = 100Ω R19 = 100Ω R20 = 100Ω R21 = 0,22Ω x 5W R22 = 0,22Ω x 5W R23 = 0,22Ω x 5W R24 = 0,22Ω x 5W R25 = 3,3Ω x 1/2W R26 = 10Ω x 2W R27 = 1.000Ω R28 = 100.000Ω R29 = 22.000Ω R30 = 100.000Ω R31 = 47.000Ω R32 = 100.000Ω R33 = 1MΩ C1 = 1µF, poliéster C2 = 47pF, cerámico C3 = 220.000pF, 100V, poliéster C4 = 100µF, 100V, electrolítico C5 = 220.000pF, poliéster C6 = 100µF, electrolítico C7 = 33.000pF, poliéster C8 = 15pF, cerámico C9 = 15pF, cerámico C10 = 100µF, 100V, electrolítico C11 = 220.000pF, 100V, poliéster C12 = 4,7pF, cerámico C13 = 220.000pF, 100V, poliéster C14 = 100µF, 100V, electrolítico C15 = 220.000pF, 100V, poliéster C16 = 100µF, 100V, electrolítico C17 = 100µF, 100V, electrolítico C18 = 220.000pF, 100V, poliéster C19 = 100µF, 100V, electrolítico C20 = 220.000pF, 100V, poliéster C21 = 100.000pF, poliéster C22 = 100µF, electrolítico C23 = 470µF, electrolítico C24 = 47µF, electrolítico C25 = 100µF, electrolítico C26 = 100µF, electrolítico
L1 = 15 espiras sobre R26 de alambre esmaltado fino RS1 = Puente rectificador 100V x 1A DS1 = Diodo 1N.4007 DS2 = Diodo 1N.4148 DZ1 = Diodo zéner de 15V x 1W TR1 = Transistor PNP BC.557 TR2 = Transistor PNP BC.557 TR3 = Transistor NPN BC.547 TR4 = Transistor NPN BC.547 FT1 = FET BC.264 FT2 = FET BC.264 FT3 = FET BC.264 FT4 = FET BC.264 MFT1 = MOSFET IRFD.9110 MFT2 = MOSFET IRFD.9110
MFT3 = MOSFET IRFD.110 o IRFD.1Z0 MFT4 = MOSFET IRFD.110 o IRFD.1Z0 MFT5 = MOSFET IRF.520
MFT6 = MOSFET IRF.520 MFT7 = MOSFET IRF.9530 MFT8 = MOSFET IRF.9530 RELE'1 = Relé 12 volt AP = Parlante 4/8 ohm, 200W NOTA:
Las resistencias utilizadas en este circuito son de 1/4W, a no ser que se especifique un valor diferente.
A la Puerta (Gate) de FT4 se aplica, a través de R16 y C12, la señal de realimentación procedente de la salida del amplificador.
La red formada por las resistencias R10 y R16 determina la ganancia del amplificador, que se cal-cula con la siguiente fórmula:
Ganancia = (R16 : R10) + 1
En nuestro caso, con R10 de 2.200 ohm y R16 de 68.000 ohm, la ganancia es de:
(68.000 : 2.200) + 1 = 32 veces
El trimmer R7, conectado entre los Surtidores de los FET FT1-FT4, se utiliza para compensar las compo-nentes continuas (offset) presentes en la salida del amplificador. En la práctica este trimmer se ajusta para obtener 0 volt en la salida cuando no hay carga.
La etapa compuesta por los MOSFET de media potencia MFT1-MFT2-MFT3-MFT4 constituye la segunda etapa amplificadora. Eleva la señal de audio al nivel necesario para controlar los MOSFET finales.
También en este caso se trata de un amplificador diferencial alimentado con un generador de corriente constante. Los MOSFET MFT1 y MFT2 amplifican la señal de audio procedente de la etapa anterior, mientras que MFT3 y MFT4 constituyen el generador de corriente.
El trimmer R14, conectado al Drenador (Drenaje) del MOSFET MFT2, se utiliza para ajustar la corriente de reposo de la etapa final.
La amplificación de potencia de la señal se realiza mediante los cuatro MOSFET finales MFT5-MFT6MFT7-MFT8, que constituyen un clásico amplificador simétrico clase AB.
Los MOSFET MFT5 y MFT6 están conectados en paralelo y amplifican las semiondas positivas de la señal. Entre los Surtidores de estos MOSFET se han conectado las resistencias R21-R22 para com-pensar sus diferencias.
Los MOSFET MFT7 y MFT8 también están conec-tados en paralelo, pero amplifican las semiondas negativas de la señal. Entre los Surtidores de estos MOSFET se han conectado las resistencias
R23-R24, que al igual que R21- R22, se utilizan para compensar las diferencias entre los MOSFET. Las resistencias R17-R18 y R19-R20, conectadas en serie a las Puertas (Gate) de los cuatro MOS-FET de salida, se utilizan para evitar auto-oscila-ciones.
R25-C21-R26 y L1 mantienen estable el amplifi-cador en presencia de cargas con mucha compo-nente reactiva.
ETApAS dEpROTECCióN y“ANTiBuMp”
Nuestro amplificador posee diferentes sistemas de protección, por un lado incorpora una etapa que efectúa la función de "antibump" que conecta las cajas acústicas después de cierto tiempo tras el encendido y una etapa de protección que des-conecta las cajas acústicas en presencia de ten-sión continua en salida, es decir cuando el ampli-ficador está dañado.
La tensión alterna de 10 voltios obtenida del transformador es rectificada mediante el puente RS1 y nivelada por el condensador electrolítico C23 para alimentar estos sistemas de protección (ver Figura 1).
El Relé 1, que tiene sus contactos normalmente abiertos y conectados en serie a la salida, se con-trola mediante el transistor PNP TR2. Este relé se excita cuando la Base de TR2 se pone a nivel bajo (se conecta a masa), función desarrollada por los transistores TR1-TR3-TR4.
Cuando se proporciona alimentación el conden-sador C24 se descarga y la Base de TR1 se lleva a masa mediante la resistencia R29, de esta forma el transistor se satura. Puesto que también el Emisor de TR1 está a nivel bajo, el transistor TR2 se pone en conducción por lo que el relé se excita.
Mediante el valor de R28 y de C24 se determina el tiempo durante el cual el relé permanece exci-tado. En nuestro caso este tiempo es de unos 10 segundos.
En caso de avería en la salida del amplificador se obtiene una tensión continua, que puede ser positiva o negativa, en todo caso peligrosa para los parlan-tes de las cajas.
La señal de salida de los MOSFET finales es apli-cada, antes de llegar en altavoz, al divisor formado
por R32-R33 y llevada a la Base de TR3 y al Emisor de TR4.
En caso de que la tensión en la Base de TR3 sea positiva y supere los 0,6 volt el transistor se satura y excita el relé, que desconecta el altavoz. Del mismo modo, si la tensión que llega al Emisor de
Figura 3 - Esquema eléctrico de la etapa de alimentación LX.1649 utilizada para alimentar dos etapas amplificadoras LX.1650, incluyendo los Vu-Meter analógicos LX.1115. En la parte superior-izquierda se
pueden observar las conexiones del diodo LEd dL1. Este diodo LEd se conecta al secundario de 10 voltios del transformador T1.
LiSTA dECOMpONENTES dELKiT LX.1649, FiGuRA3
R1 = 1.000 ohm R2 = 100.000 ohm R3 = 100.000 ohm R4 = 100.000 ohm R5 = 100.000 ohm C1 = 100.000pF x 250 V, poliéster C2 = 100.000pF x 250V, poliéster C3 = 4.700µF x 100V, electrolítico C4 = 4.700µF x 100V, electrolítico C5 = 100.000pF x 250V, poliéster C6 = 100.000pF x 250V, poliéster C7 = 100.000pF x 250V, poliéster C8 = 100.000pF x 250V, poliéster C9 = 4.700µF x 100V, electrolítico C10 = 4.700µF x 100V, electrolítico C11 = 100.000pF x 250V, poliéster C12 = 100.000pF x 250, poliéster DS1 = Diodo 1N.4148 DL1 = Diodo LED RS1 = Puente rectificador 400V x 6A F1-F4 = Fusibles 5A F5 = Fusible 2A
T1 = Transformador de tensión de red a 40V+40V x 3A y 5V+5V x 1A
S1 = Interruptor
NOTA: Todas las resistencias utilizadas en este circuito son de 1/4W.
Figura 4 - Esquema práctico de montaje de uno de los dos canales que componen el Amplificador Hi-Fi. para montar un amplificador estéreo hay que realizar dos tarjetas idénticas a esta. El circuito no presenta ninguna dificultad en su montaje: Como siempre, es aconsejable contro-lar con mucha atención la instalación de los componentes polarizados, en particular los MOSFET de media potencia MFT1-MFT2-MFT3-MFT4, cuyo drenador se identifica fácilmente al disponer de dos terminales interconectados (ver Figura 2).
TR4 se lleva a -0,6 volt el transistor se satura exci-tando el relé y desconecexci-tando el parlante.
Los condensadores electrolíticos C25-C26 forman un condensador no polarizado que, junto a la resis-tencia R33, constituyen un filtro paso-bajo que pro-tege al circuito de frecuencias inferiores a las del espectro de audio.
ETApA dEALiMENTACióN
El amplificador se alimenta con una tensión dual de 55V+55V, generada por la etapa de alimentación que se muestra en la figura 3.
La tensión alterna de 40V+40V proporcionada por uno de los secundarios del transformador T1 se rec-tifica mediante el puente RS1 y es nivelada mediante cuatro condensadores electrolíticos de 4.700 microfarad (C3-C4 y C9-C10), obteniéndose así una tensión dual de unos 55V+55V.
Los condensadores C5-C6-C7-C8, conectados al puente rectificador, se utilizan para filtrar las posi-bles señales espurias presentes en la red eléc-trica.
Las resistencias R2-R3-R4-R5, conectadas en paralelo a los condensadores de filtrado, se utili-zan para descargar los condensadores cuando se apaga el aparato.
Para proteger el amplificador hemos incluido cua-tro fusibles de 5 ampere (F1-F2-F3-F4).
El transformador T1 también dispone de un secundario a 5V+5V que utilizamos para obtener una tensión alterna de 10 volt. Esta tensión nos sirve para alimentar las lámparas de los dos Vu-Meter y las etapas de protección de las cajas acústicas.
Si le ha interesado este amplificador y desea armarlo, en esta misma edición explicamos la rea-lización práctica. J
Aprovechando que el Artículo de tapa de esta edición nos propone el armado de un amplificador de audio de potencia de excelentes prestaciones, publica-mos dos proyectos útiles, muy fáciles de montar.
Vúmetro de12 Leds
El vúmetro fue desarrollado originalmente en 1939 por Bell Labs para la medición y la nor-malización de los niveles en las líneas telefónicas. Actualmente suelen incluirse en equipos de audio para mostrar un nivel de señal en unidades de volumen.
Básicamente un vúmetro es un medidor de volumen. Hoy en día, existen vúmetros construi-dos de muchas formas diferen-tes, podemos encontrarlos ana-lógicos, otros a base de Leds normalmente verdes, amarillos y rojos e, incluso, representando las unidades de volumen en forma de barra en una pantalla LCD.
El circuito de la figura 1 es ideal para conectarlo a la salida del preamplificador de una unidad de
poten-2 C
irCuitos de
A
udio
V
úmetro de
12 L
eds
P
roteCtor de
P
ArLAntes estéreo
cia, este circuito permite mirar la "sonoridad" del audio reflejada en 12 Leds que pueden ser o no de diferentes colores.
El circuito funciona en torno a un UAA180, que es un integrado diseñado para estas aplica-ciones. Se alimenta con 12V que pueden ser obtenidos de la batería del auto. El potencióme-tro ajusta la sensibilidad. La entrada se conecta al parlante actual del estéreo. En la figura 2 se observa la placa de circuito impreso del lado de las pistas.
Protector dePArLAntesestéreo
El circuito de la figura 3 impedirá que una falla en el amplificador de audio de potencia deje fuera de combate a nuestros parlantes.
Por medio de un relé mecánico, este circuito des-conecta ambos parlantes simultáneamente si una tensión superior a lo normal se presenta en una o ambas vías de salida. Hasta el primer transistor C458 ambos canales son idénticos, por lo que se describirá uno solo.
La resistencia de 15kΩ limita la corriente que ingresa al puente de diodos, el cual rectifica la alterna propia de una salida de audio. La resistencia de 100 ohm pone a tierra la carga de cada canal. Así el transistor C458 se comporta como una llave que cortocircuita cuando se presenta una anomalía en las salidas de audio.
Este transistor carga el capacitor de 220µF y acciona el 3er. transistor C458 el cual a su vez acciona al transistor C1383 ó C1384 el cual actúa como driver de corriente para poder mover la bobina del relé (marcado con asterisco).
Este relé accionará las llaves marcadas con aste-riscos las cuales están en su posición normalmente cerradas (sin corriente el relé las llaves cierran cir-cuito, dejando los parlantes conectados a las sali-das).
El circuito se alimenta de 12V y consume no mas de 100mA. La bobina del relé obviamente será de 12V. El diodo 1N4007 impide que, cuando se quita la corriente de la bobina, la tensión de rebote dañe el transistor. J
Figura 2
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editorial Quark srl, saber internacional s.a. de C.V., el Club se y la revista saber electrónica presentan este nuevo producto multimedia. Como lector de saber electrónica puede descargar este Cd desde nuestra página web, grabar la imagen en un disco virgen y realizar el curso que se propone. para realizar la descarga tiene que tener esta revista al alcance de su mano, dado que se le harán preguntas sobre su contenido. para realizar la descarga, vaya al sitio: www.webelectronica.com.ar, haga clic en el ícono password e ingrese la clave “Cd-1425”. deberá ingresar su dirección de correo electró-nico y, si ya está registrado, de inmediato podrá realizar la descarga siguiendo las ins-trucciones que se indiquen. si no está registrado, se le enviará a su casilla de correo la dirección de descarga (registrarse en webelectronica es gratuito y todos los socios poseen beneficios).
Como todos sabemos, una cámara digital es un dispositivo elec-trónico utilizado con el mismo fin que una cámara fotográfica o filma-dora pero con tratamiento y almacenamiento digital de la imagen que captura. Miden la resolución de imagen en megapixeles, una de las medidas utilizada para valorar una cámara digital. Las cámaras digita-les suelen utilizar tarjetas de memoria para almacenar las imágenes, videos y sonidos que captura. Algunas cámaras, especialmente las de video, utilizan discos duros y/o discos ópticos para el almacenamiento. En el CD que acompaña a esta edición, en diferentes secciones, expli-camos qué es una cámara digital, cómo se compone la parte física de dicha cámara, por qué el técnico debe tener conocimientos bási-cos de fotografía para poder darle servicio técnico a una cámara digi-tal, qué es y cómo se compone un sensor electrónico de imagen y cuáles son los términos usuales como diafragma, obturador, enfoque, profundidad de campo, etc. Nos introducimos en el “mundo digital”, y desarrollamos una serie de notas que explican cómo se realiza el ser-vicio técnico a una cámara digital (desarme, inspección, reparación, ajuste por software y montaje).
CONTENIDODELCDMULTIMEDIA:
Módulo1: Curso dereparaCión deCáMaras
Lección 1: Cómo funciona una cámara digital. Evolución de la fotografía.
Evolución de La Cámara Fotográfica.
Lección 2: La cámara digital lo que debe saber. Cómo funciona una cámara
Lección 3: Historia de la fotografía. Composició́n Cá́mara fotográfica digital. Lección 4: Las partes de la cámara. Partes Importantes de tu Cámara Fotográfica.
Lección 5: Cómo funcionan los tubos de imagen (CCD). Video educativo sensor de imagen.
Limpieza del sensor CCD en una cámara Réflex. Limpieza de sensor DSLR CCD CMOS
Fabricación de un CCD.
Lección 6: Desarme, Mantenimiento y Reparación paso a paso. Reparación de Cámaras, tips.
Reemplazo Rápido de CCD. Reemplazo CCD en Cannon.
Módulo2: Cursos de CáMarasdigitales
Curso de Fotografía Digital. Curso de Cámaras Digitales. Funcionamiento de un CCD. Funcionamiento de una cámara.
Módulo3: MásteoríareCoMendada
Manual Ingles Cámara Kodak-EDAS290. Manual Servicio Pentax.
Integrados para cámaras digitales. Integrados para DiMAGE G600 OM. Orígenes de la cámara fotográfica. Sensores CCD y cámaras Digitales. Partes de una cámara digital. Panasonic Lumix Dmc. PowerShot G2. Prototipos R05.
Funcionamiento de las cámaras: Tubos Imagen KODAK-DX7590. Cómo funciona una cámara digital.
Cámara fotográfica y video.
Manuales de servicio de cámaras Digitales.
Microcontroladores para cámaras EXZ850, G-Shot D610. Funcionamiento cámara fotográfica, G-Shot D610, GC-QX3U. Componentes de una cámara fotográfica digital.
Curso reparación de cámaras Sony DSC-H5. El mundo digital.
Cámara Laica.
Cámaras DiMAGE G600 OM.
Módulo4: Videos dereparaCión deCáMarasdigitales
Esta carpeta contiene videos más de 50 videos de cambio de partes, mantenimiento y reparación de cámaras comerciales de las principales marcas y modelos .
Servicio Técnico a
Servicio Técnico a
Cámaras Digitales
CONTROLES DE TONO
Los controles de tono son circuitos que se encargan de modificar la respuesta en fre-cuencia del amplificador con el objeto de coma, salas de audio y parlantes. Si estos ele-mentos fuesen perfectos, el equipo reproduciría exactamente la onda acústica original y no serían necesarios los controles de tono.
Un control “ideal” de tonos sería aquel que permite variar la ganancia del amplifi-cador para cualquier frecuencia del espectro audible a los límites que fije el usuario, de forma tal de conseguir una respuesta perfectamente plana sin importar la respuesta en frecuencia del transductor de entrada.
El control de tono que se asemeja al ideal, por ser casi perfecto, se denomina “con-trol de contorno” pero técnicamente se lo conoce como “Ecualizador Gráfico” que utiliza un gran número de variables (generalmente potenciómetros) que operan independien-temente sobre partes distintas del espectro audible.
Estos elementos variables suelen ser controles deslizantes, tal que su forma relati-va para un caso particular se asemeja bastante a la currelati-va de respuesta en frecuencia del equipo, lo que permitirá que los parlantes reciban una señal eléctrica plana para toda la banda de audio.
Se debe tener cuidado en la manipulación de estos controles pues puede ocurrir que la sala utilizada absorba bastante las señales de baja frecuencia y muy poco los tonos altos; en ese caso se debe realzar los bajos y atenuar los altos.
Pero las circunstancias pueden ser otras y la posición de los controles también cam-biará. Por lo tanto, en manos de aficionados este tipo de equipos puede no ser efectivo ya que un control de contornos profesional posee dos elementos de ajuste por cada octava musical lo que hace un total de más de veinte potenciómetros para ecualizar la respuesta en frecuencia de un sistema amplificador.
Para fijar su posición se deben tener en cuenta varios aspectos, como ser: las ca-racterísticas de la sala que se está usando y la cantidad de personas en su interior, la disposición de las cajas acústicas, el tipo de señal que se está amplificando, etc.; si a esto le sumamos el hecho de que la respuesta auditiva de todos los oyentes no es la misma, podemos deducir que el manejo de este equipo requiere de una buena experi-encia previa.
Un detalle más a tener en cuenta es que puede ocurrir que quien maneje el equipo no escuche bien los tonos altos y por eso los realza sin tener en cuenta que lo que para sus oídos se escucha bien, para el resto de las personas estará “recargado” en tonos agudos.
Preamplificadores
En esta lección haremos referencia a los diferentes circuitos que se encargan de "acomodar" la señal de audio procedente de una fuente de señal definida, para que pueda excitar a una etapa de salida.
ETAPA 4 - Lección 4
CARRERA: TÉCNICOSUPERIOR ENELECTRÓNICA
Ud. está leyendo la cuarta lección de la cuarta ecuartapa del Cur so de Elec tró ni ca Mul ti me -dia, In te rac ti vo, de en se ñan za a dis tan cia y por me dio de In ter net que presentamos en Saber Electrónica Nº 295.
El Cur so se com po ne de 6 ETA PAS y ca da una de ellas po see 6 lec cio nes con teo ría, prác ti cas, ta ller y Test de Eva lua ción. La es -truc tu ra del cur so es sim ple de mo do que cual quier per so na con es tu dios pri ma rios com ple tos pue da es tu diar una lec ción por mes si le de di ca 8 ho ras se ma na les pa ra su to tal com pren sión.
Al ca bo de 3 años de es tu dios cons tan tes po -drá te ner los co no ci mien tos que lo acre di ten co mo Téc ni co Su pe rior en Elec tró ni ca. Ca da lec ción se com po ne de una guía de es tu dio y un CD mul ti me dia in te rac ti vo.
El alum no tie ne la po si bi li dad de ad qui rir un CD Mul ti me dia por ca da lec ción, lo que lo ha bi li ta a rea li zar con sul tas por In ter net so -bre las du das que se le va yan pre sen tan do. Tan to en Ar gen ti na co mo en Mé xi co y en va -rios paí ses de Amé ri ca La ti na al mo men to de es tar cir cu lan do es ta edi ción se pon drán en ven ta los CDs del “Curso Multimedia de Electrónica en CD”, el vo lu men 1 de la primera etapa co rres pon de al es tu dio de la lec -ción Nº 1 de es te cur so (aclaramos que en Saber Electrónica Nº 295 publicamos la guía impresa de la lección 1), el vo lu men 6 de di -cho Curso en CD co rres pon de al es tu dio de la lec ción Nº 6.
Para adquirir el CD correspondiente a cada lección debe enviar un mail a:
[email protected]. El CD correspondiente a la lección 1 de la primera etapa es GRATIS, y en la edición Nº 295 dimos las instrucciones de descarga. Si no poee la revista, solicite dichas instruccio-nes de descarga gratuita a: [email protected]
A partir de la lección Nº 2 de la primera etapa, cuya guía de estudio fue publicada en Saber Electrónica Nº 296, el CD (de cada lección) tiene un costo de $25 (en Argentina) y puede solicitarlo enviando un mail a [email protected]
Si se dispone de instrumentos de medida se puede conseguir que el ecualizador grá-fico rinda en todo su potencial, aunque no se cuente con gran experiencia.
Los controles de tono pueden atenuar o enfatizar señales de frecuencias determi-nadas en un rango variable entre 10dB y 20dB. No es necesario contar con refuerzo o atenuaciones superiores ya que se desea contar con un sistema que corrija la respues-ta en frecuencias del amplificador y no que introduzca distorsiones.
Existen dos factores fundamentales que definen al control de tono, a saber: a) fre-cuencia en la cual el control comienza a operar; b) cantidad de refuerzo o atenuación que puede suministrar el control para cada frecuencia.
Lo ideal es que estos factores puedan seleccionarse independientemente, pero esto es caro y sólo lo utilizan determinados equipos profesionales. En general se utilizan sis-temas cuya ley de variación de la ganancia con la frecuencia es una recta de pendiente determinada (normalizada) cuya frecuencia de inicio de funcionamiento se selecciona por el control de mando.
EjEMPLo1
Se tiene un control de tono que eleva la ganancia para señales de alta frecuencia que opera entre 5kHz y 10kHz, con una pendiente de 6dB por octava a partir de la fre-cuencia de transición.
Esto quiere decir que cada vez que se duplique la frecuen-cia correspondiente a una octava en la escala musical, la ganan-cia se duplicará (figura 1).
Un buen control de tono se utiliza para efectuar pequeñas correcciones en la respuesta en frecuencia, como por ejemplo realzar los graves o atenuar un pico en la zona de los agudos.
Cuando los controles de tono se encuentran en la mitad del recorrido, no introducen ninguna modificación en la respuesta en frecuencia; por lo tanto, al efectuar alguna grabación, dichos controles deben estar en la posición central (no realza ni atenúa). Los controles de tono deben diseñarse para que el movimiento en el control de agudos no modifique la respuesta en bajos y viceversa. Existen dos tipos bien definidos de controles de tono:
a) Control Pasivo b) Control Activo
La red pasiva se conecta entre dos etapas amplificadoras, trabajando con un nivel de señal elevado (1 volt), mientras que la red activa forma parte de un lazo de realimentación del preamplificador.
CONTROLES DE TONO PASIVOS
Los controles pasivos de tono consisten en un conjunto de resistores y capacitores asociados (los resistores generalmente son potenciómetros) que atenúan en general todas las frecuencias para luego enfatizar una porción del espectro audible, ya que se atenúa a esta zona menos que al resto, lográndose realzar la porción de fre-cuencia enfatizada. Un control pasivo de tono por pasos consiste en seleccionar un capacitor por medio de una llave selectora; luego en función del capacitor elegido, va-riará la constante RC del circuito y con ella, la respuesta en frecuencia de la relación eo/ei de la figura 2.
Figura 1
Si se desea que la variación en la respuesta del control sea continua, en lugar de cambiar capacitores se utiliza un potenciómetro como elemento de ajuste, lo cual permite un rango de operación previamente establecido (figura 3). En este caso, al variar R, varía la frecuencia de transición del filtro; es de construcción sencilla y económica.
Si se desea mantener constante la frecuencia de transición (punto en que comienza a actuar el filtro) y variar la pendiente de atenuación, al filtro de la figura anterior se le realiza una pequeña modificación, que consiste en intercalar un resis-tor variable en serie con C que controlará la pendiente de atenuación del filtro (figu-ra 4). En el circuito most(figu-rado, la frecuencia de t(figu-ransición está dada por R1 y C mien-tras que R2 define la pendiente de atenuación del circuito.
Por ejemplo, si R2 = ∞ se supone que el circuito no atenúa ninguna frecuencia ya que no hay camino a masa para ninguna señal. Si R2 = 0 ohm, la pendiente de atenuación la define R1 y C (figura 5). En este circuito la frecuencia de transición se calcula mediante la siguiente fórmula:
1
ft = ———————————— 6,28 x C x R1’ Donde:
ft = Frecuencia de transición en “hertz” C = Capacidad en “farad”
R1’ = Resistencia conectada en serie con la señal dada, en “ohm” Debemos tener en cuenta que en esta fórmula R1’ será la suma de R1 y la resistencia interna de la fuente generadora de señal. Para obtener la pendiente de operación deseada se utiliza la gráfica mostra-da para este tipo de circuitos, donde R2 se calcula a partir del valor de R1’ y de la pendiente elegida. Para dar un caso general, en la gráfica se han dibujado los valores expresados en multipolos de ft.
EjEMPLo2
Calcule la frecuencia de transición y la pendiente de atenuación de un filtro pasivo pasa bajos con los siguientes datos:
R1’ = 31.800 ohm R2 = 10.600 ohm C = 0,01µF
ft = frecuencia de transición; es el punto en que comienza a trabajar el filtro. Reemplazando valores: 1 ft = ——————————————————— ≈ 500Hz 6,28 . 31.800 . 0,01 . 10-6 R2 10.600Ω 1 Pte = ——— = ————————— = ———— fi 12dB/octava R1 31.800Ω 3
Corresponde a un filtro con una atenuación de 12dB por octava con una frecuencia de transición de 500Hz.
Figura 3
Figura 5 Figura 4
EjEMPLo3
Este mismo análisis puede efectuarse con una red pasiva pasa altos (rechaza bajos), donde debe colocarse un circuito RC en el camino de la señal con constante de tiempo variable, pues el capacitor ofrece menor impedancia en la medida que aumenta la frecuencia de trabajo. Para entender el funcionamiento de este filtro, sea el siguiente circuito pasa altos (figura 6). En este circuito, si R2 = 0, la atenuación es constante para todas las frecuencias y proporcional a la relación:
R1 ——————
R1 + Rt
Mientras que para R2 = ∞ , la pendiente de atenuación para bajas fre-cuencias es máxima, ya que C define el paso de la señal (figura 7). En este circuito existe una pérdida de inserción que es distinta, según la frecuen-cia de que se trate, dependiendo de la posición del cursor de R2. o sea que el circuito atenuará más o menos según sea el valor de R2.
En los gráficos vistos, la atenuación está expresada en dB y se calcu-la mediante calcu-la siguiente fórmucalcu-la:
eo At = 20 log —————
ei
Nos preguntamos ahora, ¿cómo se puede efectuar un arreglo para tener en un mismo circuito el control de graves y agudos sin que el movimiento de un control afecte la respuesta del otro?, ¿qué valores elegiremos como frecuencias de transición de sendos filtros?
En la curva de respuesta en frecuencias del filtro pasabajo estudiado, se observa que con máxima pendiente de atenuación existe una disminución en la ganancia de 25dB entre las frecuencias ft y 16ft, pero: ¿qué frecuencia elegimos como ft?
Si ftg (frecuencia de transición del control de graves) es superior a los 200Hz dejaríamos pasar las frecuencias bajas hasta esta frecuencia y se introducirían sucesi-vas atenuaciones hasta llegar a 25dB por debajo de la ganancia nominal para una fre-cuencia superior a los 3200Hz.
Es peligroso amplificar (reforzar) en exceso frecuencias superiores a los 200Hz pues si bien pueden parecer muy agradables los tonos graves emitidos por una orquesta, la voz humana se torna pastosa, como si el que hablara tuviera la cabeza metida dentro de una caja, lo cual quita fidelidad al sistema de audio, pues cualquier oyente se daría cuenta de esta situación. Por lo tanto, no conviene reforzar en demasía tonos bajos superiores a los 200Hz. También adquiere matices desagradables la voz humana cuan-do se refuerzan tonos agucuan-dos por debajo de 1000Hz. Es decir, en principio conviene fijar las frecuencias de transición de la siguiente manera:
ftg = frecuencia de transición de graves = 200Hz fta = frecuencia de transición de agudos = 1000Hz
Esto quiere decir que el control de graves tiene respuesta plana hasta 100Hz (ft/2) y atenúa la ganancia para frecuencias superiores, mientras que el control de agudos pro-duce una atenuación de señales hasta una frecuencia de 2000Hz (2 ft), punto a partir del cual no hay atenuación (figura 8).
Figura 6
Si se desea una diferencia bien apreciable en el tono al variar los con-troles de graves y agudos, sin importar demasiado la fidelidad de la voz humana, se sube ftg una octava y se baja una octava fta, es decir: ftg = 400hz y fta = 500Hz.
Con el objeto de tener una buena separación entre el filtro de graves y el filtro de agudos (menor interacción entre los controles) suelen utilizarse estos circuitos intercalándolos en distintas etapas del preamplificador. Este, aunque es efectivo, no se acostumbra emplear en amplificadores comerciales.
Suele utilizarse una celda donde ambos controles (graves y agudos) se sitúan en el mismo circuito, eligiendo cada control con una frecuencia de transición tal que no se superpongan (figura 9). Si bien los controles pasivos son todos atenuadores, puede construirse un sistema que posea una respuesta plana (se atenúan las señales de todas las frecuencias por igual) cuando los potenciómetros se encuentran en la mitad del recorrido, y luego, un giro hacia la izquierda provoque una atenuación y un giro hacia la derecha permita reforzar un rango del espectro audible.
Un circuito de control de tono combinado con estas características sería el que vemos en la figura 10. En general, un giro horario implica un refuerzo y un giro antihorario provocará una atenuación. En los diagramas esquemáticos, una flecha sobre la corredera del potenciómetro indica hacia dónde se mueve el cursor cuando se gira en el sentido horario (o hacia arriba o adelante, en caso de ser tipo corredera).
Analicemos uno de todos los posibles movimientos:
Supongamos que el control de graves se encuentra al máximo (R4 queda en para-lelo con C3, y C2 queda cortocircuitado). Nótese que las frecuencias bajas circularán hacia la salida con mayor facilidad a causa de que ha sido eliminado -cortocircuitado- el capacitor C2 (figura 11).
En este movimiento no hemos analizado lo que ocurre con la rama superior ya que hay un capacitor (C1) en serie, lo que dificulta el paso de las señales de baja frecuencia. Realice el mismo análisis dibujando los circuitos equivalentes para el caso en que el potenciómetro de graves se encuentre en el mínimo, repitiendo el estudio con el control de agudos; de esta manera entenderá per-fectamente el funcionamiento de este circuito. Sólo cabe acotar -para facil-itar el análisis-que C1, R5 y C4 forman el filtro de agudos y R1, C2, R2, C3 y R3 con-stituyen el control de graves. Vea-mos en la figura 12 cómo son las
Figura 8
Figura 9
Figura 11 Figura 10
curvas de respuesta en frecuencia del circuito estudiado. En este caso, el nivel de referencia (0 dB) no corresponde a la tensión de entrada ei, sino que será una señal de menor valor que se obtiene cuando los con-troles se encuentran en la mitad de su recorrido.
Analicemos un control de tonos pasivo utilizado comúnmente en circuitos comerciales (figura 13). Se trata de un filtro de diseño com-plejo que posee una red formada por R2, C3 y R5 que permite que las frecuencias medias pasen a la salida sin sufrir variación en su respues-ta. C1, P1, C3 y R1 forman el filtro de agudos y la red P2, C4, R3 y R4 forman el control de graves.
Cuando P1 está en la posición A, el circuito se comporta como un filtro pasa alto, ya que C1 es un camino “directo” entre la entrada y la salida. De todos modos el paralelo (R1/P1), en serie con C2, limitarán un poco el paso de la señal.
Al estar P1 en la posición B las frecuencias altas son suprimidas ya que C2 queda en paralelo con la salida haciendo que estas señales se deriven a masa; es decir, el potenciómetro facilita el paso de las señales de alta frecuencia en una posición e impide el paso de las mis-mas en la otra posición.
Analizando el control de graves, cuando P2 está en la posición X se cortocircuita el capacitor C3, permitiendo que las señales de baja fre-cuencia circulen libremente hacia la salida a través de R2 y R5.
Si P2 se encuentra en la posición Y, las frecuencias bajas no pasarán por C3 pero sí (aunque atenuadas) por el divisor resistivo for-mado por P2 y R3.
Este circuito fue diseñado para obtener una corrección de 12dB (12dB por encima y por debajo de la respuesta plana) con una fre-cuencia de transición de 200Hz para los graves y 1000Hz para el con-trol de agudos. En este caso la interacción entre circuitos es bastante baja. Fue utilizado por la empresa Philips para la construcción de un Preamplificador de excelentes características, con el objeto de excitar etapas de potencias valvulares y muy bien puede ser empleado en circuitos de estado sólido.
REALIMENTACIÓN NEGATIVA
Con el objeto de mejorar la linealidad de los amplificadores de ten-sión, se aplica a los mismos una realimentación negativa que consiste en aplicar a la entrada una porción de la señal de salida, pero en con-trafase (figura 14).
El circuito utilizado para proporcionar la señal de realimentación se conoce como “lazo de realimentación” y generalmente consiste en un circuito que aplica una señal por un extremo distinto a la entrada de señal (por ejemplo, si la señal ingresa por base, el lazo de reali-mentación termina en el emisor).
Se denomina “ganancia de lazo abierto” a la ganancia del amplifi-cador antes de realimentarlo y se lo simboliza con la letra G. Llamamos Figura 12
Figura 13
“Ganancia de lazo cerrado” a la ganancia del amplificador realimentado. Si analizamos detenidamente la figura del amplificador realimentado veremos que al amplificador ingresan dos señales: la de entrada y la del lazo de realimentación; luego:
eo V de entrada = ei + ( - ——— ) η eo V de entrada = ei - ————— η
El signo (-) indica una realimentación negativa. La tensión de salida eo será igual a la tensión de entrada por la ganancia de lazo abierto.
eo eo = G . ( ei - ———— )
η
Luego, la ganancia de lazo cerrado se calculará como eo/ei, donde está incluida la realimentación; por lo tanto, se deduce que:
eo G
——— = —————————— = Ganancia de lazo cerrado. ei G
1 + ——— η
Generalmente se busca que G sea mucho mayor que η con lo cual la relación G/η será muy grande con lo cual puede despreciarse el “1”.
G Si G >> 1, entonces ———— >> 1; luego: η eo G ——— = ————— = η ei G ———— η eo –––––– = η ei
Por este motivo, se denomina “Ganancia de Lazo” a la atenuación del lazo de reali-mentación “η”.
Si la realimentación fue proporcionada a través de un divisor resistivo η, es un número real, con lo cual la ganancia de lazo cerrado permanecerá constante para todas las frecuencias, no importando el comportamiento del amplificador y siempre que G/η sea muy grande.
Si se desea compensar alguna distorsión puede utilizarse una red variable con la fre-cuencia, como lazo de realimentación, lo que hará que η varíe con la frecuencia de modo de compensar la alinealidad inicial.
SOBRE LA CUARTA ETAPA: “TÉCNICO EN SISTEMAS DE AUDIO”
Una vez concluída la cuarta etapa de esta Carrera y alcanzados los objetivos, el alumno obtiene el Título de “Técnico en Sistemas de Audio”. Tratamos en este módulo de estudio (cuarta etapa de la Carrera) todo lo referente al audio, desde el principio, para que cualquier persona que tenga, o no, conocimientos de electrónica pueda entenderlo.
Estudia, en la primera lección, qué es el sonido, cómo se desplazan las ondas sonoras, período, frecuencia, para luego seguir, es la lección Nº 2, con los modelos clásicos de amplificadores, las configuraciones circuitales básicas en donde, a través de algunas fórmu-las no muy complicadas, aprenderá a calcular diferentes tipos de amplificadores según la uti-lidad para la cual usted lo necesite. Según las distintas configuraciones, existen varias for-mas de polarizar un transistor con sus ventajas y desventajas, aprenderá también a calcular capacitores de paso y verá los diferentes tipos de acoplamientos entre etapas.
En la lección Nº 4, que es la que está leyendo, damos una explicación de qué son los preamplificadores y sus circuitos derivados, como ser controles de tono, qué es reali-mentación negativa, realireali-mentación multieta-pa, el sistema Baxendall, filtros, controles de volumen y balance, entradas, ecualización. La quinta lección está dedicada a las etapas de salida, en sus diferentes configuraciones y en la siguiente lección se estudian los parlantes o bocinas como les llaman en México, su construcción, clasificación, características téc-nicas, cajas acústicas, construcción y detalles de diferentes diseños y su armado.
Para finalizar, en la lección Nº 6 se incluye un apéndice con el que estudiará los amplifi-cadores digitales y los equipos de última ge-neración.
Cada lección incluye prácticas y talleres con distintos montajes relacionados con el audio y que creemos le serán de utilidad, ya sea para el aprendizaje o para el desarrollo de su actividad profesional: en esta lección encon-trará una fuente de alimentación, un seguidor de señales, vúmetros y amplificadores.
La realimentación negativa disminuye la ganancia de la etapa origi-nal, lo cual es una ventaja ya que el ruido producido por algún compo-nente interno (por ejemplo, un transistor es fuente de ruido) quedará reducido al valor G/η . Vruido. En síntesis, la realimentación negativa es una técnica destinada a mejorar la respuesta de los amplificadores sa-crificando la ganancia del equipo.
Un caso típico de realimentación negativa está dado por un transis-tor con polarización automática (figura 15). Se trata de una reali-mentación “paralelo-paralelo”, tomando señal desde el colector y reinyectándola en base. La ganancia del lazo de realimentación (1/η) depende de la relación entre R2 y R1, aunque para el cálculo de la misma es necesario conocer la impedancia de salida de la etapa ante-rior. No es una realimentación muy utilizada ya que el valor de R2 para una realimentación óptima no coincide con el valor necesario para polarizar al transistor (se necesita mayor resistencia para polarización) razón por la cual se realiza una modificación para que la resistencia de polarización resulte mayor que el valor necesario para la realimentación negativa.
La forma de conseguir este efecto se ve en el circuito de la figura 16. En este circuito se observa una disposición práctica donde R3 fija la pola-rización y R2 en paralelo con R3 (C es un “cable” para las señales alter-na) determinan la ganancia de la etapa.
Un circuito práctico muy utilizado es un amplificador emisor común con realimentación serie a través del agregado de un resistor de emisor sin desacoplar (figura 17). En este caso no es difícil darse cuenta que el factor de realimentación vale:
Rc η = ————
Re
Aquí se han separado las señales de entrada y realimentación ya que la señal reinyectada se aplica en el emisor; este hecho contribuye a aumentar considerablemente el valor de la resistencia de entrada del cir-cuito. Se deduce matemáticamente que en este circuito la resistencia de entrada toma el valor:
Rin = hfe . Re
Un defecto de esta configuración es que el hfe del transistor varía con la corriente del colector, razón por la cual la Rin no será lineal y por lo tanto la etapa introducirá una distorsión en la señal. Para que esto no ocurra deben utilizarse señales débiles. En todos los casos analizados hay ventajas y desventajas que limitan su uso, esto nos lleva a formularnos la siguiente pregunta: ¿hay alguna forma de realimentar y mejorar considerablemente las características de un circuito?
REALIMENTACIÓN MULTIETAPA
La realimentación negativa es mucho más efectiva cuando involucra más de una etapa ya que permite independizar a los lazos de realimentación de la señal, lo que brin-da un mejor control del sistema; en otras palabras, varias etapas amplificadoras en cas-cada incrementan el valor de G, razón por la cual G/η es un número grande, premisa de la cual partimos (figura 18).
Figura 15
Figura 16
En este circuito Q1 trabaja con muy poca corriente para tener bajo nivel de ruido; además, Rc es grande para que la tensión de colector sea pequeña. Aquí R2 no sólo realimenta la señal sino que polariza a la base de Q1. Debido al agregado de C en paralelo con R3, la cantidad de señal realimentada depende de la tensión en bornes de R4, mientras que la tensión de polarización de Q1 está dada por las caídas de R3 y R4. R1 podría representar la impedancia de la etapa anterior y sus variaciones producen alteraciones en la ganancia del circuito.
Para independizar las realimentaciones de señal y polarización se introducen algunas variantes (figura 19) a saber:
La realimentación entre emisor de Q2 y base de Q1 (R3) tiene efec-to únicamente en continua ya que C desacopla al emisor para las señales alternas. R2 introduce una realimentación negativa desde colector de Q2 a emisor de Q1, de forma tal que al variar R2 podemos cambiar la ganancia del sistema sin alterar la polarización. Aquí el lazo de realimentación introduce una ganancia que se calcula como:
Rel + R2 η = —————————
Rel
Nótese que η no depende de la resistencia de salida de la etapa pre-via. En el diseño de etapas realimentadas se debe tener en cuenta los problemas de “fase” que acarrea dicha realimentación, ya que para alguna frecuencia puede haber un desplazamiento de fase de 180°, convirtiéndose esa realimentación negativa en positiva, y el sistema cor-rerá riesgos de oscilar. En el diseño de amplificadores se trata de que el riesgo de oscilación se produzca para frecuencias que se encuentren fuera del espectro audible; por tal motivo no se puede utilizar a la reali-mentación negativa indiscriminadamente con el objeto de transformar un pésimo amplificador en otro de óptimas cualidades.
REALIMENTACIÓN EN CONTROLES DE TONO. SISTEMA BAXENDALL
Un control de tonos activo consiste en un amplificador que posee una red de reali-mentación negativa. La ventaja fundamental de este sistema es que se disminuye con-siderablemente la distorsión, ya que al atenuar determinadas frecuencias se atenuará también el ruido y la deformación y al enfatizar ese mismo rango se controla la distor-sión a través de la realimentación negativa (figura 20).
Cuando el control de graves (P1) se encuentra en su posición intermedia, C2, R1 y la mitad de P1 se encuentran del lado de la entrada y C3, R2 y la otra mitad de P1 están del lado de la realimentación razón por la cual no se ejerce ninguna “interferencia” (efec-to) en la ganancia del sistema para todas las frecuencias bajas; los valores de los ele-mentos se calculan para que se cumpla este efecto.
Cuando el cursor se encuentra en la posición A, C2 queda en cortocircuito y la señal de entrada llega a la base del transistor a través de R1, R3, R4 y C6; la realimentación se ve disminuida pues desde el colector de Q pasa a través de C5, R2 y C3; la reali-mentación aumentará con la frecuencia a causa de la reactancia de C3 y B, C3 se cor-tocircuita y existe máxima realimentación para todas las frecuencias mientras que la señal de entrada pasa a través de C2 hacia la base de transistor constituyendo un filtro pasa-alto cuya función es disminuir la ganancia en bajas frecuencias, es decir, se
pro-Figura 18
duce una atenuación en bajas frecuencias. El mismo análisis puede realizarse con el control de agudos, ya que al encontrarse en la posición central hay igual resistencia de entrada y realimentación.
Con el potenciómetro en la posición C, la señal pasa por C1 y C4 con lo cual tendré máxima ganancia para las señales de alta frecuencia. La realimentación es suave ya que se produce a través de C5 y la resistencia de P2. Por lo dicho, con P2 en la posición C se produce un refuerzo de agudos. Si el cursor se encuentra en la posi-ción D, la señal de entrada debe pasar por P2, quien la disminuye, mientras que la realimentación es conside-rable ya que la señal reinyectada pasa a C4 directamente desde C5; esta realimentación aumenta con la frecuen-cia por la cual con P2 en la posición D existe una ate-nuación de las señales de alta frecuencia (agudas).
La curva de respuesta en frecuencia de un control de tono activo tipo Baxendall la podemos observar en la figura 21.
FILTROS
Un filtro es un circuito que actúa como “control de ganancia” en alguna parte de la banda de audio. La diferencia fundamental con un control de tonos es que la pendiente de atenuación es mucho mayor (como mínimo 12 dB/octava); y “No SE DEBE UTILIZAR UN PoTEN-CIoMETRo” como elemento de variación de frecuencia sino que se debe emplear un interruptor que interpone o no al filtro en el amplifi-cador, para evitar introducir distorsión en el rango de la voz humana. Por ejemplo, un filtro de baja frecuencia por debajo de los 50Hz elimi-na zumbidos molestos, que no contribuyen a mejorar la calidad del amplificador. Por otra parte, un filtro que actúe por encima de los 7kHz mejora la reproducción de viejas grabaciones por deterioro del disco o por exageración en el refuerzo de agudos que se hace presente Figura 20
Figura 21
en grabaciones modernas. El filtro que atenúa bajos suele denominarse filtro de púa o “scratch” (figura 22).
El filtro de altas frecuencias se denomina filtro de “rumble” y ge-neralmente actúa a partir de una frecuencia de corte de ft = 7kHz, aunque esta frecuencia varía con el diseño del amplificador (figura 23). En muchas ocasiones se producen acoples entre las cajas acústicas y el fonocaptor generando oscilaciones de baja frecuencia (efecto “Larsen”) que pueden eliminarse con un filtro rechaza bajos.
Como los filtros deben actuar para frecuencias precisas deben co-nstruirse con elementos variables para que eliminen ruidos o atenúen soplidos sin perjudicar el resto de la respuesta en frecuencia del amplificador, por ello debe construirse un filtro siguiendo el esquema de la figura 24. Comercialmente suelen construirse filtros con estas características, utilizando para ello elementos activos (figura 25).
El uso de controles de tono obliga, si se quiere buena calidad, a realzar fre-cuencias bajas y altas sin modificar el rango de frefre-cuencias medias en igual medida. Para realzar dicho rango debe hacérselo en banda plana y el control que se encarga de conseguir este efecto se denomina “control de presencia” que con-siste en reforzar las señales cuyas frecuencias están comprendidas entre 800Hz y 3000Hz (frecuencias vocales centrales). Puede tener tres posiciones con el objeto de realzar dichas frecuencias en distintos rangos (figura 26).
El filtro “control de presencia” suele intercalarse en la última etapa preamplificadora y comercialmente consiste en un filtro activo (circuito realimentado) en la banda de frecuencias medias donde el manejo de un potenciómetro permite variar la porción de la señal realimentada, y con ella la ganancia del filtro (figura 27). El estudio de la respuesta del oído humano determina que la misma no es lineal con la frecuencia y con distintos niveles sonoros.
Para bajas frecuencias hay una considerable pérdida auditiva con señales de baja potencia, pero dicha atenuación disminuye en la medi-da que aumenta la potencia de la señal reproducimedi-da. Este efecto fue largamente estudiado y aparece claramente en el estudio de las curvas de igual sonoridad de Fletcher-Munson. Es por esta razón que en la ma-yoría de los amplificadores de audio cuando se los escucha a bajo volu-men existe una “aparente” pérdida de potencia en los tonos bajos y debemos introducir un refuerzo de graves; esto es un problema pues debemos corregir el control de graves en la medida que variamos el vo-lumen (figura 28).
Figura 23
Figura 24
Figura 25
Este defecto se soluciona con un filtro de “sonoridad” que compensa gradualmente y en forma automática la pérdida auditiva de respuesta a los tonos bajos cuyo efecto aumenta en la medida que baja el volumen. Este filtro puede ser conectado y desconec-tado a voluntad (figura 29).
Hoy en día, los filtros activos más utilizados se basan en el empleo de amplificadores operacionales; por ejemplo un filtro “pasa-alto” se construye tal como vemos en la figu-ra 30. Con los mismos valores de resistencia y capacidad e igual cálculo de la frecuen-cia de corte puede construirse un filto “pasa-bajos” modificando las conexiones circuitales (figura 31).
La respuesta en frecuencia dependerá del factor de atenuación; en la medida que éste disminuye la respuesta en frecuencia se modi-fica en mayor magnitud (figura 32).
Figura 27
Figura 28
Figura 29
Figura 31 Figura 30
Cuando C2 = 2 C1 o R2 = 2 R1, según el filtro usado, se dice que se está en una “atenuación crítica” lo que significa que la transición del nivel de respuesta en frecuencia a la característica del filtro se manifiesta en forma suave en lugar de realizarse abruptamente.
CONTROLES DE VOLUMEN Y BALANCE
Generalmente el volumen de un amplificador se controla por medio de un potenciómetro logarítmico a causa de la respuesta en frecuencia del oído humano. Se debe tener cuidado en su ubicación, por ejemplo: jamás debe atravesarlo una corriente continua ni debe estar inmediatamente antes de una etapa de alta ganancia pues amplificaría demasiado la señal de ruido generada con el movimiento del potenciómetro (el potenciómetro es un ele-mento muy ruidoso). Suele colocarse entre el preamplificador y el amplifi-cador de salida, a posteriori del control de tonos y/o ecualizador, figura 33. Este concepto debe aplicarse en cualquier tipo de amplificadores, incluso en aquellos usados para reproducción de cintas.
En amplificadores estéreo, se usan potenciómetros giratorios loga-rítmicos dobles o potenciómetros deslizantes individuales que tienen la ventaja de poder aparearse fácilmente y eliminar el potenciómetro de balance. Este último control se usa para compensar las pequeñas rencias entre canales ya sea a causa del potenciómetro doble o por dife-rencias en los amplificadores.
El control ideal de balance opera alterando la ganancia de un canal respecto del otro sin influir en el control de volumen. Debe permitir el ajuste fino pero apreciable en la distribución de la señal (figura 34). La relación P1/R1 determina el rango de variación de la ganancia que puede obtenerse con estos circuitos.
PREAMPLIFICADORES
Si recordamos en qué consiste un sistema amplificador de audio, notaremos que la etapa de entrada se encarga de seleccionar una fuente de sonido entre varias opciones, como ser: radio, micrófono, bandeja giradiscos, grabadores, etc. A esta etapa de entrada la llamamos “preamplificador”; en él convergen todas las fuentes mencionadas y se encarga no sólo de la selección de una de ellas sino que además la ecualiza (la corrige) para que a posteriori el amplificador le dé el nivel necesario para excitar a los parlantes. Se puede asegurar que la calidad del sonido reproducido depende fundamentalmente de los circuitos utilizados en la construc-ción del preamplificador. Las distintas señales -fuentes de sonido- pueden provenir de generadores que proveen distintos niveles de señal; son de distintas impedan-cias, y además pueden poseer entre sí distintas respuestas en frecuencia. Todas estas diferencias deben ser salvadas por el preamplificador (figura 35). Es así que este circuito debe encargarse de:
a) Adaptar los niveles de los distintos generadores de entrada al nivel necesario para el primer circuito amplificador.
b) Adaptar impedancias.
c) Permitir la variación de la respuesta en frecuencia mediante filtros y controles de tono.
d) Regular la ganancia del sistema.
Tanto el transductor de entrada como el amplificador tienen carac-terísticas que los individualizan.
Figura 32
Figura 33
Figura 34
