Módulo Amplificador de 15 W (ART1911)

Cada módulo amplificador fornece uma potência real (RMS) de 15 watts de som para seu carro. Com dois módulos teremos um sistema de 30 watts e para 4 alto-falantes alimentados por 4 módulos teremos 60 watts do melhor som que circuitos integrados dedicados podem fornecer. E, é claro, nada impede que o mesmo módulo seja usado como base para um sistema doméstico ou mesmo como reforçador caseiro para o som de seu toca-fitas ou walkman.

A montagem em ponte de dois circuitos integrados TDA2002, com carga de 4 ohms, permite obter uma potência real de 15 watts com alimentação entre 12 e 14 V, obtidos da bateria de um carro (ou fonte).

Existem diversas possibilidades de uso para este amplificador:

Uma delas é como sistema reforçador para o carro, em que duas unidades, uma para cada canal podem acrescentar 30 watts de potência real ao som de seu carro.

Outra possibilidade é um sistema de som reforçador para toca- fitas ou walkman para uso doméstico. O aparelho será então dotado de fonte própria em uma caixa que possa receber o' toca-fitas ou então ter conectada à saída de fone do walkman, MP3 ou CD-player.

Aquele toca-fitas antigo que pela sua pequena potência estava abandonado, pode ter uma nova vida quando colocado para operar em conjunto com este sistema.

Finalmente temos a possibilidade de montar um sistema amplificador para toca-discos de alta qualidade. Duas unidades fornecerão 30 watts de potência.

E claro que nada impede que aplicações como sonorização ambiente, public-address, amplificação de som para violão e guitarra possam ser estudadas para este mesmo circuito.

SIGNIFICADO DA POTÊNCIA

Na escolha de um sistema de som, principalmente para carro, muitos deixam- se levar pela potência como fator determinante da qualidade do equipamento.

Para estes, quanto maior for a potência melhor é o aparelho, o que não corresponde à realidade.

De nada adianta ter um equipamento de som no seu carro que tem uma potência de pico indicada de 80 watts, o que na realidade corresponde a uma potência real de 40 watts, se você o usa normalmente na metade de seu volume, quando então a potência de saída é de 20 watts.

Você teria a mesma reprodução de som com um sistema de 20 watts apenas, pelo qual certamente você pagaria muito menos!

A ideia de pagar pelo que não se usa certamente não agrada aos leitores, que devem antes se preocupar com a curva de resposta do sistema, ou seja, sua capacidade de reproduzir sem distorcer e com uma potência que esteja dentro daquilo que você precisa para não "machucar" seus ouvidos.

Nossos ouvidos possuem uma resposta logarítmica, o que quer dizer que, para dobrar a sensação de volume teremos de quadruplicar a potência.

Assim, um amplificador de 80 watts fornece apenas o dobro da sensação de volume de um amplificador de 20 watts, e é apenas quatro vezes mais forte para nossos ouvidos que um simples amplificador de 5 watts.

Em outras palavras, o “salto" de potência para nossos ouvidos que se obtém trocando um amplificador de 5 watts por um de 80 Watts é de apenas 4 vezes! Certamente, no bolso, este salto terá um valor muito mais amplo que nem sempre compensa!

E normal, nestas condições, que um aparelho com potência elevada, digamos 80 watts, seja operado a maior parte do tempo com uma potência real de apenas 5 watts, pois mais que isso, num ambiente pequeno como o carro, causa até uma sensação desagradável.

Em suma, a potência deve ser levada em conta quando temos um ambiente de grandes dimensões, quando um volume muito alto é necessário, mas não no carro, em que muitos watts custam caro e nem sempre podem ser usados.

COMO FUNCIONA

Um único TDA2002 funcionando com 12 V em carga de 2 ohms chega a fornecer uma potência de 7 watts (figura 1).

Figura 1 – O TDA2002

Uma montagem em ponte, ou seja, em que os amplificadores excitam um mesmo alto-falante e cada um opera com fase diferente, pode dobrar facilmente esta potência e em carga de 4 ohms. Se a carga pudesse ser mantida em 2 ohms, na verdade teríamos uma potência 4 vezes maior, ou da ordem de 30 watts, mas neste caso isso não ,é recomendável em vista da capacidade de dissipação de calor dos integrados.

Por segurança, nos contentamos em dobrar a potência, o que já é excelente para a maioria das aplicações práticas.

A corrente exigida por este amplificador é, algo elevada, da ordem de 5 ampères, o que significa que no caso de uma fonte a partir da rede local, ela deve ser capaz de fornecer, no mínimo, 5 A e para uma versão estéreo 10 A.

Na figura 2 damos uma sugestão de circuito de fonte para uso doméstico.

Figura 2 – Sugestão de fonte

Observe que o capacitor eletrolítico deve ser o maior possível para eliminar todas as ondulações que resultem em zumbido. Sua tensão de trabalho deve ser de pelo menos 25 volts.

O trimpot P2 serve para, ajustar a corrente de repouso que deve ser mínima na ausência de sinal.

Os circuitos integrados tendem a se aquecer bastante em funcionamento, por isso deverão ser montados em radiadores de calor.

Cada dissipador deve ter pelo menos 50 cm2, o que significa aproximadamente 5 x 10 cm. Recomenda-se o uso de alumínio ou outro metal na cor preta, já que os corpos negros têm maior facilidade na emissão de calor.

Na montagem final é até conveniente que estes dissipadores com os integrados fiquem do lado externo da caixa, para facilitar sua ventilação.

MONTAGEM

Na figura 3 temos o diagrama completo de um canal amplificador, ou seja, um módulo. Na versão estereofônica devem ser montadas duas unidades semelhantes a esta e o potenciômetro de entrada deve se duplo e do tipo logarítmico.

Figura 3 – Diagrama de um canal do amplificador

Um segundo potenciômetro de equilíbrio deve ser acrescentado, o que pode normalmente ser utilizado no circuito pré-amplificador.

A placa de circuito impresso é mostrada na fig. 4.

Figura 4 – Placa para a montagem

Os capacitores eletrolíticos devem ter tensões trabalho de 16 V pelo menos e os demais podem se cerâmicos, poliéster ou outro tipo não polarizado. Os resistores são todos de ¼ W ou 1/8 W com qualquer tolerância.

A caixa metálica que aloja o aparelho fará contato com o chassi servindo, pois de alimentação negativa ou 0 V, e a conexão das malhas a esta caixa já significará uma excelente blindagem.

As trilhas que conduzem a corrente principal de alimentação e terra, além do sinal para o alto-falante, devem ter pelo menos 4mm de largura em vista da intensidade da corrente que devem conduzir.

E importante que os fios de entrada de sinal sejam blindados. Em especial o fio que vai do potenciômetro de volume à placa e o fio do potenciômetro de volume ao jaque de entrada, que estão sujeitos a captação de zumbidos ou ruídos.

PROVA E USO

Como fonte de sinal você pode usar seu toca-discos, tape-deck ou mesmo um rádio comum.

No caso de excitação por aparelhos que já possuem etapas amplificadoras de potência, é preciso ligar uma carga artificial que consiste num resistor de 47 ohms x 5 watts, conforme mostra a figura 5.

Figura 5 – Usando um resistor de carga

Isto é válido para o caso de pequenos gravadores, walkman, rádios ou toca- fitas ou toca-CDs de carro.

Sem este resistor podem ocorrer fortes distorções na reprodução.

Ajusta-se o volume do aparelho excitador num ponto em que a excitação ocorra sem distorção.

Para outros tipos de fontes de sinal será interessante dotar o aparelho de recursos adicionais como, por exemplo, um controle de tonalidade, um pré-amplificador ou mesmo um mixer.

O circuito escolhido para operar com este sistema deve ter preferivelmente a mesma tensão de alimentação. O alto-falante ideal para o sistema deve ter potência a partir de 20 watts e ser de boa qualidade. Se usar tweeter para os agudos, veja se ele precisa de capacitor de filtro ou se já o possui internamente.

Caixas de 2 ou 3 alto-falantes e 4 ohms de impedância, com divisores internos e potência de pelo menos 20 watts podem ser usadas.

O amplificador também admite caixas ou alto-falantes de 8 ohms, mas sua potência máxima ficará sensivelmente reduzida.

No carro, pode ser mantido o alto-falante normal ligado à saída do rádio e acrescentados os alto-falantes ligados a este módulo com o chassi, servindo pois de alimentação negativa ou 0 V, e a conexão das malhas a esta caixa já significará uma excelente blindagem.

As trilhas que conduzem a corrente principal de alimentação e terra, além do sinal para o alto-falante, devem ter pelo menos 4 mm de largura em vista da intensidade da corrente que devem conduzir.

E importante que os fios de entrada de sinal sejam blindados. Em especial o fio que vai do potenciômetro de volume à placa e o fio do potenciômetro de volume ao jaque de entrada, que estão sujeitos a captação de zumbidos ou ruídos.