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TDA2003 em ponte podendo chegar a 20W por até 15V x 2A

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União Metropolitana de Educação e
Cultura
Amplificadores de potência operacionais
TODA 2003
Alunos;
Alan
Tiago
Waldir
William Santana
Professor Uerley
20de maio de2016
Lauro de Freitas - BA
1
Amplificadores de potência para áudio
Introdução
Os amplificadores operacionais evoluíram a tal ponto que hoje existem unidades
com características fantásticas com a em pregada neste projeto. Um único
amplificador operacional de potência capaz de trabalhar com tensões de 12 a
45V e correntes de 3.5 A, quando usa num excelente amplificador de áudio pela
baixa distorção, pode entregar a carga de 4 ohms X 10Watts de potência RMS.
É claro que as aplicações de áudio não são únicas possíveis para o componente
básico de nosso projeto e isso não será esquecido neste artigo. Fontes de
alimentação, poltters, controles de servomotores são alguns exemplos de
aplicação para o TDA2003,TODA 2005 , TODA 2030.um amplificador
operacional de potência da National Simicondutor. O projeto básico de áudio é
da capa de uma revistas Saber Eletrônica, mais as outras aplicações são
igualmente importantes para os leitores interessados nas aplicações industriais
deste componente. Segundo ( Newton C. Braga ) Editor da Revista Saber
Eletrônica.
Partindo das unidades de amplificadores de baixa potência, destinadas a
realização de operações matemáticas em computadores analógicos, logo
chegamos aos amplificadores operacionais com transistores de efeito de campo,
largamente usados em instrumentação, controle de processo e mesmo para o
grande consumidor, chegando finalmente aos fantásticos amplificadores
operacionais de alta potência com os LM e LA da National.
Baseados nas características destes componentes, descrevemos um
amplificados de áudio com até 10W por canal, com apenas 0,01% de distorção,
e que pode servir como ponto de partida para sonorização em módulos. Outras
aplicações, já citadas, podem
facilmente implementadas a partir das
características deste componente dadas a seguir.
O TDA 2003, TDA2005, TDA2030, consiste num amplificador operacional de
potência de 20W fornecido pela Philips Ltda, e outros fabricantes como Toshiba
e Sony.
TDA2003 é um amplificador barato que é projetado para rodar em fontes de
alimentação trilho único (unipolares). Ele fornece uma capacidade de corrente de
saída alta (até 3.5A), muito baixo harmônica e cross-over distorção.
História
Amplificador é um equipamento que utiliza uma pequena quantidade
de energia para controlar uma quantidade maior. Em sua utilização mais
coloquial, o termo se refere a amplificadores eletrônicos, principalmente aqueles
usados para aplicações de áudio e para transmissão de rádio. A relação entre a
entrada e a saída de um amplificador — geralmente expressa em função
da frequência de entrada — é denominada função de transferência do
amplificador, e a magnitude da função de transferência é denominada de ganho.
2
Amplificadores eletrônicos
O tipo de amplificador mais comum é o eletrônico, comumente usados
em transmissores e receptores de rádio e televisão,
equipamentos estéreo de alta
fidelidade (high-fidelity ou hifi), microcomputadores e outros equipamentos eletrônicos digitais, e guitarras e
outros instrumentos musicais elétricos. Seus componentes principais
são dispositivos ativos, tais como válvulas ou transistores.
Em alta fidelidade o amplificador é um aparelho eletrônico que eleva os níveis
de tensão dos sinais de áudio. É muitas vezes empregado para designar o
conjunto pré-amplificador e amplificador de potência ou o amplificador integrado.
Pré-amplificador é o estágio de um
amplificador de áudio que recebe o sinal
da fonte sonora, tais como o gravador
cassete, o receptor e o toca-discos de
baixo nível e corrige-o, entregando em
sua saída um sinal suficientemente
elevado para excitar o amplificador de
potência.
Amplificador de potência é o estágio de
um amplificador de áudio ou de RF
(radiofrequência) que eleva o sinal de áudio ou de RF fornecido pelo préamplificador ou oscilador a um nível de tensão e impedância adequados para
funcionar as caixas acústicas ou antenas transmissoras.
O amplificador integrado possui o pré-amplificador e o amplificador de potência
juntos no mesmo aparelho.
Amplificadores
valvulados
No início do século XX, mais
precisamente em 1907, Lee
De
Forest patenteia
o
Audion,
posteriormente
reconhecido
como
o
primeiro tríodo da história. O
Audion foi a primeira válvula
eletrônica
usada
na
amplificação de sinais de
áudio e de telégrafo,
3
conforme a patente de número 879,532, publicada em 1908
As válvulas eram os únicos dispositivos ativos existentes à época e deram,
assim, início à chamada era da eletrônica, por permitirem a possibilidade de
amplificar sinais, algo impossível até a descoberta do Audion.
Válvulas ainda são utilizadas em aparelhos High End e em amplificadores para
instrumentos, em especial a guitarra elétrica e sua contrapartida grave, o
contrabaixo elétrico.
Um amplificador valvulado geralmente funciona sob altas tensões de
alimentação e baixas correntes, o que torna necessário o uso
de transformadores de saída para adequar as impedâncias de saída do
amplificador (altas) com as baixas impedâncias dos alto falantes. Os valvulados
podem ser montados em topologia Single-End, onde apenas uma válvula
amplifica todo o sinal, mas com baixo rendimento (classe A) e com topologia
Push-Pull onde pares de válvulas são conectadas ao transformador de saída de
forma que cada válvula de cada par amplifique apenas um semi ciclo (positivo
ou negativo) do sinal de áudio. São muito usadas válvulas pêntodo de potência
como elementos de saída tais como KT88, KT66, 6550, EL34, EL84,6L6 e 6V6
entre outras. (Correção: 6550, 6l6 e 6v6 não são pêntodos. Possuem 4
elementos e um canalizador de elétrons, para oferecer uma eficiência
concorrente ao pêntodo)
Amplificadores transistorizados
Fender mini-twin, transistorizado
4
Com a invenção dos transístores, as válvulas foram pouco a pouco substituídas
por estes novos amplificadores, devido às vantagens de menor consumo de
energia, maior durabilidade, menor tamanho e custo menor. Os amplificadores
transistorizados têm comportamento diferente dos valvulados, a distorção é
diferente e não necessitam de transformadores de saída para casar as
impedâncias dos alto-falantes. Hoje os amplificadores transistorizados podem
ser construídos com transístores bipolares ou MOSFETs ou ainda circuitos
integrados.
Amplificadores
(ampops).
operacionais
Amplificadores Operacionais são amplificadores diferenciais DC de alto
desempenho: alto ganho, alta impedância de entrada, baixa impedância de saída
e grande resposta em frequência. Foram criados para implementar
computadores analógicos, executando operações matemáticas (donde derivam
seu nome) com valores de tensões como operandos e resultados. Podem ser
construídos com transístores ou válvulas (hoje a maioria é na forma de circuito
integrado). São muito usados em instrumentação e equipamentos eletrônicos em
geral. Os amplificadores operacionais podem ainda ser divididos em dois tipos:
TDA2003 em ponte podendo chegar a 20W por até 15V
x 2A
Esta é montagem em ponte do
tda2003, bom pra que deseja
melhorar o som do PC podendo
retirar da própria fonte do PC a
voltagem de 12V, lembre-se que
também terá que melhorar os alto
falantes, poucos componentes e
na sua maioria são baratos.
Veja mais versões
5
6
Segundo o fabricante o TDA2002 es de 8W e o TDA2003 es de 10W. As
conexões, os valores dos componentes e a voltagem v são iguais. Para
instrumentos de caixas podem funcionar com 9 Volts, como amplificadores de
potência funcionam perfeito com 14 volts, e é melhor não ligar a 18V.
Nota importante:
Se é para conectar a saída de um computador ou algum reprodutor se pode
produzir ruídos por muito ganho a sensibilidade do amplificador. Então terá que
alterar o valor de R2, incluso mais de 33 ohms.
Desenho amplificador com TDA2003:
Neste gráfico podemos ver a colocação dos componentes deste amplificador,
devemos por atenção que as conexões negativa da corrente do terra solo se
mescla na porta 3 do circuito integrado, se mesclamos ao terra do auto falante e
a da entrada se podem produzir ruídos e oscilações não desejadas.
Como é só um canal tem que que fabricar 2 para usá-lo em estéreo.
a fonte de alimentação a utilizar para este projeto deve ser capaz de suprir 2
amperes.
a dissipação de calor do circuito integrado é muito importante, já que a
temperatura
determina
a
vida
do
mesmo.
Podemos agregar uma ventoinha da fonte de PC e agregamos uma resistência
e um capacitor.
7
Os ventiladores de computadores não consumem muita energia e a resistência
pode ser de 22 a 47 ohms, sempre que o ventilador arranque bem.
Este amplificador é muito fácil sua fabricação, serve algumas vezes para
repaginar alguns amplificadores, o para projetos de onde necessito alguns sons
que é o suficientemente forte.
Quando precisar fazer muito barulho com sons, utilize alguns dos amplificadores
de 20 Watts (em bridge.) Existem circuitos integrados que tem 2 saídas em
ponte, e esta 4 que utilizam alguns rádios modernos para automóvel.
Alguns outros CI;
TDA1557Q - amplificador com 2 canais de 22W cada
Amplificador TDA8560Q de 2 canais de 40 watts por canal.
Amplificador TDA7386 4 Canais (mais 49W por canal)
TDA2003 em pontes
Aqui não recomendo utilizar circuitos integrados destes (TDA2002, TDA2003)
em ponte, por algumas dificuldades em sua fabricação, oscilações e ruídos não
desejadas, se não têm experiência com a fabricação pode ter muitos problemas,
e se tem experiência provavelmente optaria por outro tipo de circuito integrado
para seu projeto.
Por que se incluem para mostrar como se faz, e tomando as medidas adequadas
funciona bem.
Diagrama do amplificador com TDA2003 em ponte:
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Lista de peças:
Pot1 é um tri pont ou potenciômetro logarítmico de 10K a 50K.
R1 es de 1000 ohms, pode ser pequena (menos de 1/8W)
C1 y C6 de 10 uf de 10 V acima
R2 y R5 de 5.6 ohms (verde ,azul ,dourado ,dourado)
R3 de 470 ohms
C2 y C7 470 uf de 6 V acima.
R4 y R7 1 ohms (marrom, preto, dourado ,dourado)
C4 y C8 0.1 uf, em alguns se representa como 104.
R6 pode ser de 1000 ohms, do valor de esta resistência depende o balaço de
trabalho de os 2 circuitos integrados e é quase sempre o dobro doble que R3.
C5 2200 uf 16 V ou maior.
Se perceber ruídos pode ser necessário agregar um capacitor na entrada, da
porta 1 que irá controlar o volume no terra. Pode ser de 1nf (102)
2ª. Lista opcional
Componentes Valor Capacitores
C1,
C3,
C4,
C6100nF
C2,C539nF
C7,C1010uF 25V
C8,
C11 1000uF 25V
C9, C12470uF SemicondutoresI C1,
IC2TDA2003
Conectores
IN- LConector entrada canal Esquerdo
IN-RConector entrada canal Direito
OUT-RConector Saída canal Direito
OUT-LConector Saída canal Esquerdo
PWR1Conector da fonte de alimentação
Resistores 1/4 watts 5%
R1,R6220 Ohms – Vermelho,Vermelho, Marrom, OuroR2,
R539 Ohms -Laranja, Branco, Preto, OuroR3,R71 Ohm – Ouro Preto, Preto,
Ouro, OuroR4,R82.2 Ohms – Vermelho,Vermelho, Ouro, Ouro
Diversos
J1Jumper de 10 mm –
Pedaço de fioFonte de alimentação,
Dissipador para os cis,
9
Placa de circuito impresso, solda,
Caixa pro amplificador,
Alto-falantes de 20 watts 4 Ohms
Distribuição dos componentes do amplificador com TDA2003
com
este desenho se deve ter muito Cuidado com as conexões um terra , podendo
utilizarse o capacitor C5 Como Centro para conectar .
com a figura ao lado ppode se ver as conexões das peças ultilizadas do
TDA2003 em pontos onde pode ver Como se conctar o terra desde C5.
Tambem tem que tomar cuidado co as trilhas de terra e observar qantos
compnentes fazem contaos com o terra do circuito e devem ser mais grossa
possiveis.
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O valor da tensão final, que alimentará o circuito, pode ser calculado
através da seguinte fórmula:
Vf = (1,4 x Vi) – 0,5
Vf = tensão final (DC)
Vi = tensão da saída do transformador (AC)
Diagrama esquemático do circuito de fonte de alimentação para tda2003
Sugestão de pci para montagem da fonte alimentação para circuito com
tda2003 – escala 1:1
Modelo 1
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Silk screen dos componentes da placa para montagem da fonte de
alimentação – escala 1:1
Placas do Amplificador
Circuitos impressos do amplificador TODA 2003
12
Circuitos montado em ponte board do amplificador TODA 2003
Referencias
http://www.te1.com.br
50 projetos de circuitos eletrônicos, Revista Saber Eletrônica
Revista Saber Eletrônica
Eletrônica Analógica - Amplificadores Operacionais e Filtros Ativos - 6a Edição
Autor: Antônio Pertence Junior
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