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Amplificador de Potencia de Audio de 22 W.
Amplifieur de Puissance d'Audio de 22 W
22 W Audio Power Amplifier.

Ing - Eng : Hugo Gutiérrez Salazar

Última Actualización : 25 de Enero de 2008

Dificultad - Difficulté - Difficulty :
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AP22W-3.jpg AP22W-4.jpg

Chile.gif Francia.gif Inglaterra.gif

Introducción

Uno de los mitos que aún persiste, es que los antiguos amplificadores de tubos son superiores a los actuales de circuítos integrados. Esto pudo haber sido cierto, cuando recién se estaban comenzando a fabricar los amplificadores de audio, en encapsulados de circuitos integrados. Aún recuerdo que su sonido era chillón y casi no entregaban sonidos de baja frecuencia. Todo eso ha cambiado. Después de hacer este circuíto quedé grátamente impresionado con el sonido, y con la pequeña cantidad de piesas requeridas para lograrlo.

Este circuíto forma parte de los esquemas que estoy incorporando, para aquellas personas que desean introducirse en la electrónica. Nada mejor que hacer un potente y sencillo amplificador de audio, que se puede usar tanto para su personal stereo (necesitará duplicar el circuíto, para la versión estéreo) o bien, como amplificador para guitarra eléctrica.

Introduction

Un des mythes qu'encore aujourd'hui persiste, est que les anciens amplifieurs de tubes sont superieurs aux actuelles de circuits intégrés. Ceci peut être, a été vrais, quand les premiers amplifieur d'audio se fabriquerent, dans encapsulations de circuits intégrés. Encore je me souviens du son tricheur, qui avaient et que n'avaient presque pas de sons de basse frequence. Tout ça à changé. Après de faire cet circuit j'ai eus une très bonne impresion du son obtenu, et surtout avec la petite quantité de pièces qui sont nécésaires pour le faire.

Cet circuit fait partie de schemas que je suis en train d'incorporer sur mon site, pour cettes personnes qui veuillent s'introduire dans l'éléctronique. Rien de meilleur, que faire un puissant et simple amplifieur d'audio, que vous pouvez l'utilisser pour vôtre personal stereo (vous aurrais besoin de cloner le circuit, pour la version éstéreo) ou bien, comme amplifieur d'une guitarre éléctrique.

Preliminar

One of the myth still exists, is that older valve amplifiers were superior to the actual with integrated circuits. This could be truth, when the first audio amplifiers, began to be made in integrated circuit assemblies. I still remember when it's sound were very poor and they couldn't deliver bass frequency sounds. All of this was changed. After made this circuit, I was very good impresed with it's sound and with the little amount of parts required to achieve it.

This circuit is part of the schemas I'm imcorporating to my site, for those people who whants to be introduced in electronics. Nothing better to do a powerfull and simple audio amplifier, you can use it with your compact disc personal stereo (you'll need to duplicate the circuit, to have the stereo version) or, to use it as an electric guitar amplifier.

Impreso2040.jpg

TDA2040

El circuíto integrado TDA-2040, es un amplificador operacional de potencia, que permite realizar varios tipos de amplificadores de potencia. La hoja técnica del fabricante muestra varios de ellos, incluyendo los patrones para hacer el circuíto impreso en escala 1:1. Solamente tengan cuidado en que el patrón aparece mostrado desde el lado de los componentes.

La hoja técnica

Ver archivo pdf de 13 páginas del fabricante en:

TDA2040

Le circuit intégré TDA-2040, est un amplifieur operationel de puissance, qui permet réaliser plusieurs types d'amplifieurs de puissance. La feuille téchnique du fabriquant montre plusieurs d'eux, avec le patron pour faire le circuit imprimé en échaille 1:1. Seulement ayez soin, car le patron se montre du côté des compossant.

La feuille téchnique

Voir document pdf de 13 pages du fabriquant sur:

TDA2040

The integrated circuit TDA-2040, is an operational power amplifier, with which you can make many types of power amplifiers. The manufacturer datasheet shows many of them, including paterns to make the printed circuit in 1:1 scale. Only you have to pay attention because, the pattern are shown by the components side.

Data Sheet

You can see a 13 pages maker pdf file in:

http://home.planet.nl/~midde639/specs/tda2040.pdf

Este circuíto puede funcionar con parlantes de 8 o de 4 [Ohmios], siendo con esta última impedancia, con la que se logra la mayor potencia.

Este circuíto puede funcionar, de acuerdo con sus datos técnicos desde +/- 2.5 [Voltios] y hasta un máximo de +/-20 [Voltios].

El circuito integrado tiene 5 patitas distribuídas en un patron llamado pentawatt y contiene un amplificador de audio, en configuración de amplificador de tipo clase AB.

Como este encapsulado de circuíto integrado, posee una pequeña superficie de disipación, es necesario agregar un disipador de calor. Yo le agregué un trozo de aluminio anodizado de perfil para ventanas, ya que éste es muchísimo más barato, que comprar un disipador hecho para circuítos integrados. Entre el cuerpo del integrado y la barra disipadora, es necesario agregar grasa de silicona, para mejorar la transferencia del calor.

Este integrado incorpora además un circuíto de protección contra corto circuítos y otro contra sobrecalentamiento, los que actuarán apagándolo, cuando alcance los 145 [° C] o cuando se produce un corto circuíto. La temperatura normal de funcionamiento es de hasta 75 [°C], pero gracias a la barra disipadora, nunca debería llegar a esa temperatura.

Cet circuit peut fonctioner avec haut parleurs de 8 ou de 4 [Ohms], étant cette dernière impedance, avec laquelle ont peut obtenir la mayeure puissance.

C'est circuit peut fonctioner, en accord avec ses donnés téchniques dépuis +/- 2.5 [Volts] , jusqu'un maximum de +/-20 [Volts].

Le circuit intégré a 5 pattes reparties sur un patron appelé pentawatt et contient un amplifieur d'audio, en configuration d'amplifieur de type clase AB.

Comme c'est encapsulé du circuit intégré, posede une petite surface de disipation, il est nécésaire lui ajouter un disipateur de chaleur. Je lui ai ajouté un morceau d'aluminium anodisé de profil pour fenaîtres, puisque ceci est beaucoup plus bon marché, qu'acheter un disipateur fait pour circuits intégrés. Parmi le corp du intégré et la barre disipatrice, il est nécésaire ajouter de la graisse de silicone, pour améliorer la transference de chaleur.

De plus, cet integré incorpore un circuit de protection contre court circuits et un autre contre surchauffement, ce qui vont actuer l'étaignant, quand il arrive aux 145 [°C] ou quand il se produit un court circuit, respectivement. La temperature normale de fonctionement est jusqu'à 75 [° C], mais grâce à la barre disipatrice, jamais dévrais atteindre cette temperature

This circuit can work with 8 or 4 [Ohms] loudspeakers , being the last impedance, which you can reach the greatest power.

This circuit can function, in acordance with it's technical data from +/- 2.5 [Volts] to a maximum of +/-20 [Volts].

This integrated circuit has 5 pins distributed in a pattern called pentawatt and it contains an audio amplifier, type AB class configuration .

As this integrated circuit capsule, as a little disipation surface, it's necesary to add a heatsink. I have add a piece of anodized aluminium windows edge, since this is sheappier, than those made for integrated circuit use. Between the integrated circuit body and the heatsink it is necesary to add silicon grease, to ameliorate the heat transference.

This integrated have inside a short circuit against protection and another overheating against protection, both of them will actuate, shutting off the IC when it achieve 145 [° C] (293°F) or if you have a short circuit respectively. The normal function temperature is until 75 [° C] (167°F ), but thanks to the heatsink bar, this temperature never should occurs.

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Amplificador22W.jpg
Diagrama Electrónico
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El diseño

Este circuito se basó totalmente en la hoja técnica de Thompson y cualquier similitud, no es casualidad. Mi aporte en este caso, ha sido incorporarle un preamplificador transistorizado, cuyo cálculo puede encontrarse, en este mismo sitio, bajo el titulo de "Diseño de un preamplificador de 2 transistores", sólo que he utilizado únicamente la primera etapa del preamplificador. De ésta forma, se agregará una preamplificacion de 50 veces, estimándose que es suficiente, para la entrada (J1) de una guitarra eléctrica o un micrófono . La cantidad de amplificación entregada a la estapa de potencia, se regula mediante el potenciómetro (R5). Se agregó además un enchufe (J2), que va directamente a la etapa de potencia, para recibir una señal de mayor potencia, como puede ser, por ejemplo : la salida de audífonos de un personal compact disc.

Le dessin

C'est circuit a été bassé totalment sur la feuille téchnique de Thompson et n'importe quelle similitude, n'est pas par hazard. Mon apport en c'est cas, a été l'incorporation d' un préamplifieur transistorisé, dont le calcul peut se trouver, sur cet même site, sous le titre de "Dessin d'un préamplifieur de 2 transistors", seulement que j'ai utilisé uniquement la première étage du préamplifieur. De cette forme, ont va ajouter une préamplification de 50 fois, croyant que c'est sufissante, pour l'entré (J1) d'une guitarre éléctrique ou d'un microphone. La quantité d'amplification fournie a la étape de puissance, se régule parmi le potenciomètre (R5). Je lui ai ajouté aussi une fiche (J2), qui va directament à l'étage de puissance, pour recevoir une signale de mayeure puissance, comme peut être, par example : la sortie des audiphones d'un compact disc personel.

The design

This circuit was based totaly in the Thompson's datasheet and any similitude isn't by serandipity. My contribution in this case, has been to incorporate in it a transistorized preamplifier, the calculus made to design this preamplifier, you can find it, in this same site, under the title of "2 transistor preamplifier design", the only thing I have to advertise you, is that I have used only the first stage of the preamplifier. This way, we will have a 50 times preamplification, thinking this is enough, for the (J1) input of an electric guitar or a voice microphone. The amount of amplification furnished to the next power stage, is regulated by a potentiometer (R5). I had add a (J2) jack input, which goes directly to the power stage, to receive a bigger power signal, as you can obtain , by example from: a compact disc personal audiphones terminal.

La fuente de Alimentación

La fuente de alimentación requerida, se muestra en este mismo sitio, bajo el título de Fuente de Alimentación de +17 0 -17 [Voltios], es una fuente doble, que puede entregar hasta 2 [Amperios]; y se hizo justamente para usarla con este amplificador.

La source d'Alimentation

La source d'alimentation qu'on a besoin, se montre sur cet même site, sous le titre de Source d'Alimentation de +17 0 -17 [Volts], elle est une source double, qui peut fournir jusqu'à 2 [Ampères]; et elle a été faite justement pour l'utilisser avec cet amplifieur.

The power supply

The required power supply, is shown in this same site, under the title of +17 0 -17 [Volts] Power Supply , this is a double power source, it can brings till 2 [Amperes]; It was made precicely to use it with this amplifier.

Fijando el Disipador

Después de terminar todo el circuíto, pude darme cuenta que la barra no tiene fijación mecánica en ningún punto, exceptuando, que se encuentra atornillada al circuíto integrado. Antes de realizar el proyecto, es recomendable dejar un pedazo de circuíto impreso adicional, para poder atornillar el perfil a la placa, evitando así, que el circuito integrado se dañe, al quedar sin apoyo. Una forma como superé este inconveniente fue pegando el perfil al borde de la placa del circuito impreso, mediante la gotita salvadora (cemento de cianocrilato). De esa forma, logre fijar firmemente todo el conjunto.

Fixant le disipateur

Après de finir tout le circuit, je me suis rendu compte, que la barre disipatrice n'avait aucune fixation méchanique, sur aucun point exceptuant, qu'elle se trouve vissée au circuit integré. Avant de réaliser ce project, il est récomendable laisser un morceau de circuit imprimé additionel, pour pouvoir visser le profil à la plaque, évitant de cette forme, que le circuit integré s'endommage, par le fait d'être sans appui. Une façon comme j'ai superé cet inconvenient fût collant le profil au bord de la plaque du circuit imprimé, à l'aide de la goutte sauveuse (ciment de cyanocrilate). De cette forme, j'ai reussi a fixer firmement tout l'ensemble.

Fixing the heatsink

After finishing all the circuit, I could realize that the heatsinking bar haven't any mechanic fixation at any point, except where it's screwed to the integrated circuit. Before making this project, is advisable to think letting a peace of additional printed circuit, to allow screw the profil to the plaque, avoiding this form the integrated circuit were damaged, when it's haven't a mechanical fixature. A way I had overried this inconvenient was fixing the profile to the edge of the printed circuit, by the use of the saving drop (super bonder - cyanocrilate glue). This way, I achieved to fix firmly all the assembly.

PruebaAmplif22W.jpg
Todo el equipo en el
banco de pruebas
Tout l'équipe au
bank d'épreuves
All the equipment
in the test bank

La versión estéreo

La versión estéreo requiere el doble de piesas, y voy a suponer que le estoy explicando esto, a una persona que recién está aprendiendo de electrónica. El estéreo es un efecto, en el que se graban pistas de sonido diferentes, para el oído izquierdo y el derecho, dándole un efecto de profundad a los sonidos. Esto significa que necesitamos 2 amplificadores, para hacer un equipo de reproducción estéreo.

En los años 70, la industria electrónica intentó crear un nuevo sistema, que se llamó Quadrasónico, éste finalmente no prosperó. Se trataba de cuatro canales separados (o un doble estéreo). Se grabaron discos de vinilo con 4 pistas, 2 grabadas en surco normal y 2 codificadas 20 [KHz] sobre las pistas normales.

Fuente de Alimentación

Para alimentar los amplificadores debería duplicarse la fuente, si se desea obtener toda la potencia por cada canal. Si no va a utilizar más que 11 [Watts], puede compartir la misma fuente. También los integrados se pueden atornillar al mismo disipador, y aunque la aleta del TDA2040 se encuentra conectada eléctricamente a -Vs, ésto no produce problemas, ya que este terminal puede ser comun en ambos amplificadores.

La version éstéréo

La version éstéréo a besoin du double de pièces, et je vais faire la suposition que j'éxplique ceci, a une personne qui est en train d'apprendre l'éléctronique. L'éstéréo est un effet, où les pistes s'enregistrent avec des sons differents, pour l'ouïe gauche et droit, lui donnant un effet de profondeur aux sons. Ceci signifie que nous avons besoin de 2 amplifieurs, pour faire un équipe de réproduction éstéréo.

Aux ans 70, les industries éléctroniques ont teinté de faire un système, qui cet appelé Quadrasonique, qui finalement n'a pas reussi. Il s'agissait de 4 canaux séparés (ou un double éstéréo). Les disques de vinile s'enregistrèrent avec 4 pistes, 2 enregistrés sur un surque normal et 2 codifiés 20 [KHz] sur les pistes normales.

Source de Pouvoir

Pour alimenter les amplifieurs vous dévrais doubler la source, si vous désirez toute la puissance pour chaque canal. Si vous ne pensez utiliser que 11 [Watts], vous pouvez partager la même source. Aussi vous pouvez visser les integrés a la même barre disipatrice, et bien que le bord métalique du TDA2040 est connecté éléctriquement à -Vs, ceci ne posse pas de problèmes dépuis, cet terminal peut être commun aux deux amplifieurs s'il est nécésaire.

The stereo version

The stereo version needs the double of components, and I will suppose I am explainning this, to a person who is beginning with his studies in electronics. Stereo is an effect, where track are recorded with different sounds for the left ear and diferent to the righ, giving an effect of sound deap. This means too, that we need 2 amplifiers, to make an stereo reproduction equipment.

In the early 70's years, electronics industries tried to make a new system, they called Quadrasonic, but it doesn't achieved to positionate in the market. It was a system with 4 separate channels (or a double stereo). Vinil discs were recorded with 4 sound tracks, 2 recorded in a normal path and 2 codified 20 [KHz] over the normal tracks.

Power Supply

To feed the amplifiers you should duplicate the supply, if you want to obtain all the power by each channel. Elsewere if you are going to use no more than 11 [Watts], you can use the same supply. At the same time, you can screw the integrated circuits to the same heatsink, and although the metalic edge of the TDA2040 is electrically connected to -Vs, this doesn't matter, because this terminal can be common to both amplifiers.

Lista de Componentes - Liste de Composants - Component List

Cuantas
Quantité
How many
ID Descripción - Description Imagen - Image - Picture
1 U1 Circuito Integrado
Circuit Integré
Integrated Circuit TDA2040 (or NTE-1376 equivalent )
TDA2040.jpg
2 C2,C10 Condensador Electrolítico
Condenseur Eléctrolitique
Electrolitic Capacitor 4,7 [ufd] / 25[V]
C470-25.jpg
2 C6,C8 Condensador Electrolítico
Condenseur Eléctrolitique
Electrolitic Capacitor 220 [ufd] / 25[V]
C470-25.jpg
1 C1 Condensador Electrolítico
Condenseur Eléctrolitique
Electrolitic Capacitor 100 [ufd] / 25[V]
C470-25.jpg
1 Q1 Transistor
Transisteur
Transistor BC547 NPN (or equivalent)
BC147.jpg
1 R5 Potenciómetro Lineal
Potenciomètre Lineaire
Linear Potentiometer 10 [KOhms]
Potenciometros.jpg
1 R1 Resistencia de Carbón
Resistance de Charbon
Carbon Resistor 10 [KOhms] 1/4 [w] 5%
Resistencia.jpg
1 R2 Resistencia de Carbón
Resistance de Charbon
Carbon Resistor 1,8 [KOhms] 1/4 [w] 5%
Resistencia.jpg
1 R3 Resistencia de Carbón
Resistance de Charbon
Carbon Resistor 1,2 [KOhms] 1/4 [w] 5%
Resistencia.jpg
1 R4 Resistencia de Carbón
Resistance de Charbon
Carbon Resistor 180 [Ohms] 1/4 [w] 5%
Resistencia.jpg
2 R6,R8 Resistencia de Carbón
Resistance de Charbon
Carbon Resistor 22 [KOhms] 1/4 [w] 5%
Resistencia.jpg
1 R9 Resistencia de Carbón
Resistance de Charbon
Carbon Resistor 4,7 [Ohms] 1/2 [w] 5%
Resistencia.jpg
1   Pertinax Impreso Vírgen 1 cara 6 x 10 [cms]
Pertinax Vierge 1 face 6 x 10 [cms]
Virgin Pertinax 1 face 1.6 x 4 [inches]
Pertinax.jpg
1 J1 Enchufe hembra Jack Grande para Chasis
Fiche femelle Jack grand pour chassis
Femele Big Jack for chassis
HembraJack.jpg
1 J2 Enchufe hembra Jack Pequeño para Chasis
Fiche femelle Jack petit pour chassis
Femele little Jack for chassis
HembraJack.jpg
3 C5,C7,C9 Condensador de Cerámica o Poliester
Condenseur Ceramique ou Poliester
Ceramic or Poliester Capacitor 100[Kpf] (100 [nfd] - 0.1 [ufd] - 104) 50 [V]
CP104-100.jpg
1 SP Parlante 8 pulgadas
Haut Parlant 8 pouces
Loudspeaker 8 inches 4 [Ohms] / 30 [Watts]
Parlante.jpg
1   Barra de Duraluminio perfil de ventana 12 [cms]
Barre de Duraluminium bord de fenaître 12 [cms]
DurAluminium Bar window edge 4.7 [inches]
BarraDisipadora.jpg
1   Tornillo con Tuerca
Visse avec tourne visse
Screw and bolt
TornilloTuerca.jpg
1   Grasa Disipadora de Silicona
Graisse Disipatrice de Silicone
Silicon Heat transfering Grease
GrasaSilicona.jpg
1   Pegamento en base a cianocrilato
Colle en base à cyanocrilate
Cyanocrilate based glue
Loctite.jpg