Objetivo
El objetivo es realizar un amplificador de audio
agregándole un amplificador usando diversos componentes
como un circuito operacional entre otros por medio de los
arreglos básicos con potenciómetros, capacitores,
resistores entre otros.
Marco
teórico
Un ecualizador es un dispositivo que procesa
señales de audio.
Modifica el contenido en frecuencias de la señal
que procesa. Para ello, cambia las amplitudes de sus coeficientes
de Fourier, lo que se traduce en diferentes volúmenes para
cada frecuencia. Con esto se puede variar de forma independiente
la intensidad de los tonos básicos.
Ciertos modelos de ecualizadores gráficos
actúan sobre la fase de las señales que procesan,
en lugar de actuar sobre la amplitud.
De un modo doméstico generalmente se usa para
reforzar ciertas bandas de frecuencias, ya sea para compensar la
respuesta del equipo de audio (amplificador + altavoces) o para
ajustar el resultado a gustos personales.
Los hay analógicos y digitales, activos o
pasivos, paramétricos, gráficos y para
gráficos. Los ecualizadores profesionales suelen tener, al
menos, 10 bandas. Las normas ISO establecen que las bandas de
frecuencia han de ser, al menos, 31, 63, 125, 250, 500, 1000,
2000, 4000, 8000 y 16 000 Hercios.
Estas bandas de frecuencias básicas son
controladas por un farde (u otro potenciómetro o control
alternativo) que puede atenuar o introducir ganancia hasta en 12
dB, o aún más. Para evitar distorsión por
saturación ("clipping"), cada fader cuenta con un diodo
LED, que se enciende justo antes de que se recorte la
señal.
Los ecualizadores están muy relacionados con los
mezcladores ecualizadores y mezcladores.
Impedancia
La impedancia es la resistencia (oposición) que
presenta cualquier dispositivo al paso de una corriente, en este
caso alterna.
Factor de amortiguación
Indica la relación entre la impedancia nominal
del altavoz a conectar y la impedancia de salida del amplificador
(la eléctrica que realmente presenta en su
salida).
Cuanto mayor sea el factor de amortiguamiento mejor,
pero por encima de doscientos, puede significar que el
amplificador está deficientemente protegido contra cargas
reactivas que pueden deteriorarlo.
Potencia de salida
Si el amplificador es estéreo, hay que tener en
cuenta si esa potencia se refiere a cada uno de los canales o a
ambos. Por ello, en las especificaciones técnicas, se
añade una de estas dos indicaciones:
con los dos canales alimentados.
por canal.
En los equipos que permiten modificar la impedancia de
entrada, también hay que tener en cuenta las
modificaciones que el variar este parámetro introducen en
la potencia. En este caso, se hacen aproximaciones cercanas,
nunca son absolutas, porque, en el estado actual de los
amplificadores, esto no es posible.
(en un amplificador ideal, debería ser justamente
estos 350 W).
Dentro de la potencia se diferencia entre potencia
nominal y potencia de pico.
Potencia máxima
Potencia máxima eficaz, o potencia media a
régimen continuo es la potencia eléctrica real
verificable con instrumentos que puede proporcionar la etapa de
salida durante un minuto a una frecuencia de 1 kHz (kilo hertzio)
sobre la impedancia nominal especificada por el fabricante
(normalmente 4, 6 u 8 Ohmios) y viene dada por la
expresión
Potencia máxima útil
La potencia eficaz está limitada por la
distorsión del equipo, ya que esta crece con la potencia,
de modo que se especifica la potencia útil a un nivel de
distorsión nominal, como 1, 2 ó 5% (10% en
amplificadores de baja calidad) o menos de 0.25% en otros de alta
calidad, esta medida es inferior a la anterior.
Potencia de pico, admisible o musical
Potencia máxima impulsiva (un pico de
señal'), que puede soportar cada cierto tiempo el
amplificador antes de deteriorarse.
Algunos fabricantes en lugar de especificar la potencia
nominal, especifican la potencia de pico, para maquillar el
alcance del amplificador, pues la potencia de pico siempre es
superior a la potencia nominal. Hay que estar alerta a este
detalle y tener en cuenta que la potencia de pico de un
amplificador es 1,4142 (raíz cuadrada de 2) veces su valor
nominal.
Relación señal/ruido
Hace referencia al voltaje de ruido residual a la salida
y se expresa en dB.
Para que la relación señal /ruido
esté por debajo del umbral de audición, debe ser de
al menos 100 dB. Mayor, 110 dB, en el caso los amplificadores de
alta potencia (por encima de los 200 vatios).
Acoplamiento
Indica la forma en que el amplificador está
conectado al altavoz. Puede haber varios modos:
"acoplamiento directo", cuando ambos están
acoplados directamente. Este permite la mejor respuesta en
frecuencia y el mayor rendimiento en cuanto a potencia
entregada a la carga."acoplamiento inductivo", cuando el amplificador y
su carga están acoplados mediante un
transformador."acoplamiento capacitivo", si el acoplamiento se
realiza mediante condensadores.
Internamente, el amplificador funciona con
tensión continua, pero a la salida convierte la
señal en corriente alterna. Cuando conectamos directamente
un amplificador con el altavoz, este acoplamiento directo debe
hacerse de forma que la corriente continua residual (DC offset)
sea lo más baja posible, no superando los 40 kilovoltios.
(Los más habituales están en 15
milivoltios).
Respuesta en frecuencia
Calcula el límite dentro del cual el amplificador
responde de igual forma (respuesta plana) a las audiofrecuencias
(20 a 20.000 Hz) con una potencia muy baja.
La respuesta en frecuencia en los amplificadores se mide
en dB tomando como referencia potencia de 1 vatio con una
impedancia de 8 ohmios. Para obtener una óptima respuesta
en frecuencia, ésta debe estar en torno a 5 dB por encima
(+ 5 dB) o por abajo (- 5 dB).
Ganancia
Es la relación entre la potencia de salida y la
potencia de entrada de la señal. Se expresa siempre como
una relación logarítmica, y la unidad suele ser el
dB, esto es, diez veces el logaritmo decimal del cociente entre
potencias (si se relaciones tensiones, sería veinte veces
en lugar de diez debido a que la potencia es proporcional al
cuadrado de la tensión).
DIAGRAMA DEL PROYECTO
Implementación
del circuito
En este circuito podemos ver como el amplificador se
divide en dos tanto el ecualizador (el circuito de la parte
inferior) y el amplificador (circuito de la parte
superior).
En la parte del amplificador es donde la bocina junto
con un amplificador operacional en conjunto con resistores y
capacitores nivela la carga de voltaje. Donde en este es donde va
la entrada directa de voltaje.
En la parte del ecualizador el circuito cuenta con 3
potenciómetros que son los que regularan los decibeles en
el sonido, en donde un potenciómetro de 10k unirá a
ambos circuitos, el cual será el volumen
maestro.
En la parte del circuito ecualizador es donde se
encontrara el R11 es donde ocurrirá esta la entrada de
audio donde la corriente primero pasara por el ecualizador y
posteriormente al amplificador
DIAGRAMA ISHIKAWA
Problemática durante la
realización
Los primeros problemas que tuvimos fueron con los
valores de las resistencias ya que los valores a 3w ya no son muy
comerciales por lo que tuvimos que buscar otros valores que no
afectaran la modulación del ecualizador, por lo que se
usaron resistencias a 10w y 2w.
El siguiente problema aparente fuel la
implementación de los potenciómetros ya que al
parecer la variación en el sonido solo se pudo realizar
hasta un cierto punto donde después no podía variar
más el valor por lo que cambiamos a potenciómetros
más grandes de 50k.
Lo primero que se pudo notar al conectar un dispositivo
a la entrada del audio, para tener la posibilidad de manipular el
audio tan como ecualizarlo el volumen desde la entrada tiene que
estar al máximo ya que de otra forma no se podía
percibir el cambio en el audio, y comprobamos que la bocina en la
salida del circuito no fue el problema por lo que al parecer lo
que ayudo a resolver esta problemática fue cambiar los
capacitores además de los potenciómetros a un valor
más grande.
Especificaciones de componentes
Potenciómetro
Es un resistor cuyo valor de resistencia es variable. De
esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de
corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o
la diferencia de potencial al conectarlo en serie. Normalmente,
los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca
corriente. Para circuitos de corrientes mayores, se utilizan los
resistores, que pueden disipar más potencia.
Amplificador operacional
El amplificador operacional es un dispositivo lineal de
propósito general el cual tiene la capacidad de manejo de
señal desde f=0 Hz hasta una frecuencia definida por el
fabricante, tiene además límites de señal
que van desde el orden de los nV, hasta unas docenas de voltio
(especificación también definida por el
fabricante). Los amplificadores operacionales se caracterizan
pero su entrada diferencial y una ganancia muy alta, generalmente
mayor que 105 equivalentes a 100dB
Resistencia cerámica (10w)
Componente electrónico diseñado para
introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos
puntos de un circuito.
Desarrollo del
proyecto. Cronograma
1. Consiguiendo los materiales donde muchos
valores tanto de resistencias como capacitaros no eran
valores comerciales buscamos valores próximos que no
afectaran al funcionamiento
3. Comenzamos a armar primero el
ecualizador
4. Colocando las partes a tierra con las
resistencias
5. Ecualizador terminado
6. Inicio del armado de la parte del
amplificador
7. Colocando las resistencias
8. conectando amplificadores
operacionales
9. conectando entradas y salidas de audio
al circuito
10. Circuito terminado y conectado a la
fuente
Conclusiones
Sergio
La implementación de circuitos operacionales
funciona con la variación de voltaje dentro de un
amplificador de audio en conjunto con resistores que tengan
una capacidad de tolerancia mayor como los cerámicos,
además del uso del potenciómetro para la
variación de los decibeles en el ecualizador donde se
puede apreciar el aumento de volumen.Miguel
Este circuito cuenta con componentes que analizamos
a lo largo de todo el curso como el caso del amplificador
operacional además del potenciómetro que en
este caso es el que permite la variación de sonido en
el ecualizador. Mediante de este proyecto se puede observar
como la variación de corriente puede dar resultados en
audio.Autor:
Ramirez Perez Sergio
A.Rodriguez Lopez Jose
MiguelPROYECTO:
AMPLIFICADOR DE AUDIO
PROFESOR:
SANTILLAN LUNA RAUL
FIGUEROA DEL PRADO FELIPE
GRUPO:
2CV9
FECHA DE ENTREGA:
02/12/2011
