Amplificador de distribución de audio

Tadeo Suarez

Jeffrey Torres Camayo

Ivan Blanco

Universidad de San Buenaventura

2011

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 2223.

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.

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

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.

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.

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

DISEÑO DE BAQUELA -ETAPA DE DISTRIBUCCION Y CONTROL DE VOLUMEN

Diseño PCB Wizard

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:

DISEÑO BAQUELA ECUALIZADOR DE 5 BANDAS

Plano baquela ecualizador de 5 bandas estéreo

Diseño PCB Wizard

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 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

DIAGRAMA DE BLOQUES DEL PROYECTO