Amplificador de distribución de audio

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Alfonso Acuña Vargas
hace 7 años
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1 Amplificador de distribución de audio Tadeo Suarez Jeffrey Torres Camayo Ivan Blanco Universidad de San Buenaventura 2011

2 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 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.

3 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

4 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.

5 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.

6 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

7 DISEÑO DE BAQUELA -ETAPA DE DISTRIBUCCION Y CONTROL DE VOLUMEN

8 Diseño PCB Wizard

9 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:

10 DISEÑO BAQUELA ECUALIZADOR DE 5 BANDAS Plano baquela ecualizador de 5 bandas estéreo

11 Diseño PCB Wizard

12 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

13 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

15 DIAGRAMA DE BLOQUES DEL PROYECTO

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