INTRODUCCION

Muchos técnicos se resisten a emplear nue-vas técnicas de reparación cuando están repa-rando amplificadores de audio. Suponen que unamplificador de audio no puede presentarles difi-cultades a un técnico experimentado y tratan derepararlos por el método clásico de cambiar yprobar. Un amplificador actual no se repara altanteo.

Si Ud. encuentra los transistores de salidaquemados no cometa el desatino de cambiarlosy conectar el equipo a la red. Todo lo que va aconseguir es quemar 2 o 4 transistores Darling-ton de valor considerable y sin obtener ningúnbeneficio a cambio porque se queman tan rápi-damente que no permiten medir nada.

En efecto, los transistores de salida estánmuy bien protegidos y antes de quemarse segu-ro que se quemó alguna otra cosa. Probable-mente la etapa excitadora o alguno de los circui-tos de protección. De allí que se requiere unanálisis metódico del circuito completo.

Por otro lado, antes, para reparar un amplifi-cador se requería conocer solo el funcionamien-to de los transistores bipolares. Hoy en día unamplificador contiene transistores bipolares,mosfet, transistores Darlingtons de potencia, ter-mistores, diodos comunes de señal, diodos depotencia, diodos zeners, resistores comunes, re-sistores SMD, capacitores comunes y SMD,transistores SMD, microfusibles, relés, turbinas,etc. etc. Lo importante es que el método deprueba empleado sea seguro, comprensible y norequiera instrumentos especiales. Nuestro méto-do cumple con esas 3 premisas por demás. So-

bre todo con la primera que es la más importantecomo veremos a continuación.

El diseñador de AIWA optó por utilizar unpreamplificador del tipo balanceado con espejode corriente (que será analizado con detalle enla entrega próxima en otra sección del mismoautor dedicada específicamente al audio); un dri-ver con un solo transistor bipolar PNP, compen-sación térmica a diodos y amplificador de poten-cia con transistores darlingtons complementariosen disposición semidigital, con llaves realizadascon MOSFETs de conmutación y diodos rápidos.Si Ud. no entiende alguno de los términos em-pleados aquí le proponemos que relea los últi-mos números de la revista porque allí encontrarála explicación de los mismos.

Nuestro método comienza protegiendo losDarlingtons de potencia de un modo muy efecti-vo. Desuéldelos de la plaqueta, porque según elmétodo, recién se deben colocar cuando todo elresto del circuito esté funcionando correctamen-te. Es posible que los Darlingtons estén en ma-las condiciones pero cuando todo lo demás estácomprobado los mediremos y los colocaremos ocompraremos otros.

Lo que Ud. necesita para aplicar el métodode prueba es:

A) Un simple téster digital o analógico.B) Un pequeño bafle potenciado de esos que

se utilizan para PC (puede ser hasta una radioen desuso).

C) Una carga resistiva de construcción case-ra de 6 ohm 200W (en mi libro reparando cen-tros musicales le explico cómo se construyeuna).

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ANALISIS DEL AMPLIFICADOR DE AUDIO SEMIDIGITALDEL CENTRO MUSICAL AIWA F9

Ing. Alberto H. PicernoIng. en Electrónica UTN - Miembro del Cuerpo docente de APAE y de QUARK

E-mail: picernoa@fullzero.com.ar

Como ya hemos explicado la teoría de funcionamiento de los amplifica-dores de audio actuales, a partir de este artículo comenzaremos a anali-zar algunos circuitos comerciales, en esta oportunidad comentaremosla etapa semidigital del Centro Musical AIWA F9.

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EL PREAMPLIFICADOR Y EL DRIVER

La intención es que Ud. pueda reparar elcentro musical parte por parte, separando losproblemas. En este apartado le toca el turno alpreamplificador y el driver pero antes de probar-los sin transistores de salida Ud. debe compro-bar que las fuentes funcionan correctamente. Enla figura 1 se observa el circuito básico completode esta sección para los modelos F9, F98, F99,F12 y F15.

En realidad existen otros muy similares enlos que solo cambia el número de posición delos componentes y otros que tienen una disposi-ción algo diferente pero que admiten el mismocriterio de service. La información completa dela línea AIWA la tiene disponible en 3 CDs de laeditorial Quark que no deben faltar en todo labo-ratorio de electrónica dedicado al service. Estaetapa se alimenta con una tensión conmutadade –25V que enciende la etapa, dos tensionesde +70V y –70V (conmutadas con un relé) y dostensiones de +25 y –25V (aplicadas permanen-temente). Para probar debidamente el equipo to-das las tensiones permanentes deben estar pre-sentes pero para probar el preamplificador y eldriver solo se requieren las de +70V, la de –70Vy la de –25V conmutada por la llave de encendi-do ON/OFF.

En la figura 1 vemos el canal izquierdo delamplificador. Observe que el mismo tiene unaentrada diferencial similar a la utilizada en ampli-ficadores operacionales. El audio ingresa a tra-vés de la entrada directa por C207 que está re-ferida a potencial de masa por R209. Larealimentación ingresa por la entrada inversora yestá referida por R233 a la salida del amplifica-dor. El mismo resistor se encarga entonces derealimentar la continua para estabilizar la salidaalrededor de cero y la alterna para acondicionarla respuesta en frecuencia del equipo al valordeseado.

El mismo resistor R233 junto con la red colo-cada entre la base de Q205 y masa sirve paracompensar la respuesta en frecuencia. R211 yC209 ajustan la respuesta en bajos y R213 yC211 en medias y altas frecuencias. Teórica-mente se puede calcular que la ganancia delamplificador a frecuencias medias y altas es lainversa de la atenuación de R233 con R213 yR211 en paralelo; en tanto que a baja frecuen-cias es la inversa de la atenuación de R233 conR211 solamente. Los cálculos indican una ga-nancia de 24 a frecuencias medias y de unas 20veces a frecuencias centrales y altas. Esto impli-ca que para máxima tensión de salida de 70V depico la entrada debe ser de 70/24 = 2,9V de picoo 2V eficaces.

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Figura 1

Si Ud. tiene un Workbench Multisim puedeprobar el circuito porque el archivo del mismoestá disponible en nuestra página. Si tiene unWorkbench 5.1 deberá dibujarlo a mano y pro-barlo después.

Los transistores Q223 y Q225 se comportancomo fuentes de corriente constante de modoque la corriente total del par diferencial que cir-cula por el resistor común R217 tiene un valor fi-jo de:

(25- 0.6)VI = —————— = 1,1mA

22kΩ

Si Q205 conduce los 1,1mA, Q203 está corta-do o viceversa.

En reposo ambos transistores Q203 y Q205conducen 0,55mA y sobre R215 y R291 se ob-tiene una caída de tensión de 0,55mA x 100Ohms = 5,5mV. Las bases de Q223 y Q225 es-tarán por lo tanto a un potencial algo menor de70V calculado como:

70V – 0,055V – 0,6V = 69,4V

El colector de Q223 no puede bajar más de600 mV por debajo de la base ya que D221 no lopermitiría. Esto significa que el colector de Q203tiene una tensión comprendida entre:

+70V – 0,65V = 69,3V

y

70V – 0,65V – 0,6V = 68,8 V

Por supuesto que estos valores son aproxi-mados porque están afectados por el valor de latensión de fuente positiva de 70V, esta fuente noes regulada y por lo tanto la tensión de 70V cam-bia con la tensión de red y el consumo. Paraahorrarse esta variación es conveniente medirlas tensiones referidas a los 70V en lugar de amasa. Así podemos decir que el colector deQ203 debe estar aproximadamente a 1V por de-bajo de los 70V.

La tensión de colector de Q203 con su com-ponente de señal se aplica al transistor excitadorQ207 que a su vez excita la base de Q209 enforma directa y a través de las barreras de D201y D203 a la base de Q211. Los resistores R219 yR221 ofician como carga del excitador conecta-da a los +70V ya que Q207 es un transistor PNP.C213 oficia de capacitor de boostrap para permi-tir que la salida cubra todo el rango de tensiónde fuente comprendida entre –70 y +70V. Obser-ve que en reposo el capacitor de boostrap secarga con una tensión continua de unos 30V demodo que cuando la salida está a +70V la unión

de los resistores se encuentra a +100V y el co-lector del driver puede llegar fácilmente a 70,6Vque es el valor requerido para saturar al Darling-ton superior.

Es evidente que si todo funciona bien la sali-da del parlante en reposo estará a potencial demasa. Si se hallara más alta, R233 haría condu-cir a Q205 restándole corriente a Q203. El colec-tor de Q203 aumentaría de tensión y Q207 con-duciría menos. Con esto su colector bajaría y lopropio haría la salida del amplificador (realimen-tación negativa).

METODO DE REPARACION DEL PRE Y EL DRIVER

Para aplicar el método comience desoldandolos transistores Darlingtons. Mídalos con el tés-ter como óhmetro entre el colector y el emisor. Sile da circuito abierto significa que pueden estarbien; mida las barreras entre base y emisor re-cordando que deben ser de 1,2V. Luego mida elbeta a baja corriente con el mismo téster (es delorden de 200). Si pasa todas estas pruebas esmuy probable que estén en buenas condiciones.En realidad faltaría una prueba que es la medi-

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ción del beta (ββ) a por lo menos 4A pero parahacerla se requiere una fuente de más de 4 am-pere y si el transistor fue medido a baja corrientees probable que funcione a alta. Si encuentra alos transistores dañados cómprelos pero no loscoloque aún en el equipo porque seguramentese dañó el preamplificador o el driver.

Luego conecte el centro musical a la red deenergía y observe que el display indique la horao invite a colocar la hora mostrando el símbolo:

--:--

Esto significa que el equipo está en stand by.En estas condiciones mida la fuente de +25Vque puede estar entre 20 y 30V de acuerdo a latensión de red. Mida la tensión negativa de–25V. Controle la tensión en la pata inferior deR217, debe estar cercana a 0V porque el equipoestá apagado. Controle que las fuentes de ±70Vestén en cero volt.

Opere el pulsador de encendido y compruebeque la tensión en la pata inferior de R217 lleguea –25V aproximadamente (ninguna de las cuatrofuentes de salida es regulada así que los valoresindicados son aproximados); compruebe queopere el relé entregando +70 y -70V.

Conecte el amplificador de prueba, el baflepotenciado para PC o lo que esté utilizando co-mo monitor de audio de alta impedancia (por lomenos debe tener una resistencia de entrada de1kΩ) sobre la salida que no debe tener conecta-

dos los parlan-tes. En esa con-dición si elpreamplificadory el driver estánen buen estado,Ud. podrá escu-char la radio, uncassette o unCD con muybuen nivel y sindistorsión. Prue-be los dos ca-nales para com-parar. Baje elvolumen a míni-mo y mida conun téster digitalla tensión conti-nua de salida.Debe estar muycerca de cero(por lo generaldentro de labanda de –0,5Va +0,5V).

Si sus tran-sistores Darling-

ton estaban en buenas condiciones, sólo le que-da por controlar los resistores de emisor de losmismos. Mida el resistor R231 con el tester, ob-serve que es de muy bajo valor, tanto que puedeocurrir que las puntas y los cables del téster ten-gan más resistencia que el propio resistor. Ob-serve cuánto miden las puntas en corto y luegodescuente ese valor del medido. Así verificamosel circuito serie de salida.

Ahora sí puede conectar sus Darlington nue-vos o verificados, pero recuerde que aún quedanpor probar las protecciones que se analizarán enel artículo siguiente, así que no levante mucho elvolumen ni conecte aun los bafles, siga proban-do con el bafle potenciado.

Si en la prueba anterior Ud. no escucha la se-ñal de audio o la escucha a bajo nivel o distorsio-nada significa que tendrá que arreglar el pream-plificador o el driver. En la figura 2 dibujamos elcircuito sin transistores Darlingtons, con la fuenteconmutada de -25V explicitada y con el agregadode los transistores de MUTE ANALOGICO.

Veamos los problemas relacionados con lafuente de encendido de –25V. Si Ud. no tiene sa-lida debe verificar la tensión conmutada de –25Vque alimenta la pata inferior de R217. Si Ud. mi-de una tensión positiva al pulsar ON significaque no funciona el transistor Q227 que opera dellave y que si funciona el relé que conecta lafuente de +70V.

Analizando el circuito se observa que Q227opera como llave conectando emisor con colec-

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Figura 2

tor cuando la base queda a un potencial mayorque el emisor que está conectado a –25V conR235 de bajo valor. Q227 se opera desde el otrotransistor llave Q226 conectado a los +10V con-mutado por un lado (tiene un alto cuando el equi-po está encendido y sirve para alimentar la radioy otros dispositivos que no requieren alimenta-ción permanente) y la señal POWER ON negadaproveniente de la placa frontal y que contiene almicro principal.

Esta señal está a potencial de masa cuandoel equipo está encendido. Con ese potencialaplicado a la base y con 12 V aplicados al emi-sor el primer transistor llave (Q226) está condu-ciendo porque se trata de un transistor PNP. SiQ227 tiene un potencial positivo en su base(aplicado por R275) superior al de emisor condu-ce y aplica la fuente –25V a la pata inferior deR217. A su vez el relé se cierra aplicando +70Va los emisores de los transistores superiores.Con las dos fuentes aplicadas el pre y el driverestán en condiciones de operar.

Si no puede obtener los -25V en la primerparte del amplificador comience revisando los+10V conmutados, luego el cero en POWER ONnegado y unos 5V o más en el colector de Q226.En esas condiciones Q227 conduce y tiene–25V en el colector haciendo circular corrientepor Q203 y Q205. Sin embargo, esa corrientedebe circular hacia los +70V y para ello es im-prescindible que cierre el relé correspondiente.

No se olvide de verificar que además de en-cender, el equipo debe apagar y eso significaque se corten tanto los –25V como los +70V. Al-go curioso es que si el relé se queda pegado el

sonido se corta porque no circula corriente deemisores (Q227 abierto) y el colector de Q203queda prácticamente a potencial de fuente, ha-ciendo que el driver no conduzca y la salida tam-poco.

Cuando esté seguro del funcionamiento delsistema de encendido, puede controlar el restodel circuito. Recuerde que en muchos casos lastensiones de fuente no se presentan porqueoperan las protecciones. Sin embargo, como losMOSFET no están colocados las proteccionesno se necesitan. Las protecciones serán analiza-das más adelante, por ahora pueden anularsedesconectando Q213, Q214, Q106 y Q107 (es-tos últimos ubicados en el detector de corte dered o generador de sleep).

El dato más importante es la tensión de sali-da medida con un téster en combinación con laseñal de audio reproducida por el bafle potencia-do utilizado como monitor. Si la tensión de salidano es nula deberá hacer un análisis lógico delproblema antes de proceder a reparar. Observeque el circuito es fuertemente realimentado tantoen continua como en alterna. La resistencia derealimentación es R233 y para reparar el siste-ma debe levantarse la pata de la derecha y co-nectarla a masa. De ese modo nos aseguramosde cortar la realimentación. Ahora vuelva a medirla salida y analice cómo quedó la tensión, enfunción de ella puede optar por revisar una uotra cosa pero puede ser más facil realizar las si-guientes pruebas cualquiera sea la tensión en-contrada. En la próxima edición seguiremos ana-lizando cómo se debe probar el resto del circuitopara encontrar fallas.

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