14/12/12

Coluna de som "Cygnus II"

Baseada na coluna Cygnus, trata-se de uma coluna de duas vias com características semelhantes. O crossover é essencialmente o mesmo, mas os altifalantes e a caixa são diferentes. Com uma potência nominal de 50W, é uma coluna adequada para salas de tamanho médio. A sua resposta em frequência mais alargada, de 33Hz a 22KHz, confere-lhe maior dinâmica. Esta coluna peca por ter uma sensibilidade relativamente baixa, de apenas 87dB. Não obstante, a qualidade de reprodução é muito boa.

Parâmetros de funcionamento:
- P nom. = 50W
- P pc. = 80W

Características eléctricas:
- R = 6,4Ω
- Z nom. = 8Ω

Características sonoras:
- Resposta em frequência (-10dB): 33-22000Hz
- Sensibilidade (1W/1m): 87dB

O circuito é simples. Emprega um crossover de 2ª ordem com alinhamento Linkwitz-Riley e ponto de transição a 4,1KHz, sendo que este é constituído pelas bobinas L1 e L2 e pelos condensadores C1 e C3. Uma célula de Boucherot, constituída pelo resistor R1 e pelo condensador C2, corrige a impedância do mid-bass para que não haja desvios na resposta do crossover. Os resistores R2 e R3 constituem uma rede de atenuação (L-pad), cujo propósito é baixar a sensibilidade do tweeter. Os altifalantes aqui especificados foram escolhidos por terem uma boa relação qualidade/preço. Não aconselho o uso de outros altifalantes, dado que o crossover e a caixa foram calculados de acordo com os parâmetros Thiele/Small destes.

Lista de componentes:
C1/3 – Condensador Visaton ELKO spez. 2,2µF;
C2 – Condensador Visaton ELKO spez. 10µF;
FTE1 – Mid-bass Visaton W 130 S 8 OHM;
FTE2 – Tweeter Visaton DT 94 8 OHM;
L1 – Bobina Visaton SP 0,68mH 1mm;
L2 – Bobina Visaton SP 0,68mH 0,6mm;
R1 – Resistor bobinado 8,2Ω±5% 5W;
R2 – Resistor bobinado 2,2Ω±5% 7W;
R3 – Resistor bobinado 18Ω±5% 5W.

A placa de circuito impresso é de face simples e pode ser preparada em casa. No entanto, há que tomar alguns cuidados prévios: é necessário estanhar todas as pistas antes de soldar os componentes, tal como o layout da mascara de solda sugere. A caixa deve ser construída com painéis de MDF de 22mm de espessura, à excepção do bastidor da tela ortofónica que requer um painel de 16mm. Poderá ver uma lista de todo o material necessário nas notas do projecto. Dispõe também de planos de construção com a indicação das medidas exactas dos painéis, cortes e furações.

Links importantes:
Diagrama do circuito: http://www.box.com/s/2k70oofm5kk0gqlq2fwo
Layout da placa: http://www.box.com/s/xk3jr8vejftmwk98060s
Planos de construção da caixa: http://www.box.com/s/au3sl5rgkdvs91csmqbi
Modelo da caixa (em anim8or): http://www.box.com/s/2uknyikyff581mugoby7
Notas do projecto (contém indicações importantes): http://www.box.com/s/n8iigtqn7ko3qfaaiy8e
Pasta contendo todos os ficheiros: http://www.box.com/s/o13leaohcnshllq9oa65

01/12/12

Circuito de muting para integrados amplificadores de potência "Overture"

Concebido para amplificadores de áudio, este circuito é compatível com a generalidade dos integrados* amplificadores de potência da série "Overture", da National Semiconductor (agora Texas Instruments), providos de mute. O seu propósito é cortar a saída do amplificador no instante em que este é desligado. Sem este circuito, o amplificador continuaria simplesmente a reproduzir durante alguns segundos, alimentado pelas reservas dos condensadores de filtro. Como é possível ver pelo diagrama da figura abaixo, trata-se de um circuito bastante simples e que requer poucos componentes: dois díodos, dois resistores, um condensador e um opto-acoplador.

Diagrama do circuito de 'muting'.

O que torna este circuito fácil de implementar é o facto de não precisar de uma fonte de alimentação dedicada ou de uma tensão específica para funcionar. Faz simplesmente uso das tensões já disponíveis na fonte de alimentação do amplificador. A figura seguinte mostra o diagrama do circuito de uma fonte de alimentação simétrica, comum em amplificadores deste género. Note que Vac+ e Vac- são tensões alternas de igual valor (Vac), mas em oposição de fase (porque, para todos os efeitos, existe um ponto de massa ou de referência entre os enrolamentos secundários do transformador). As tensões Vcc e Vee são contínuas e derivam da tensão presente em cada um dos enrolamentos secundários, Vac.

Diagrama do circuito de alimentação.

Os díodos Da e Db, configurados em meia ponte, formam um rectificador de onda completa com ponto neutro. Repare que após esta rectificação não existe qualquer condensador de filtro. É fulcral que assim seja, para que o circuito deixe de operar assim que o amplificador é desligado. A tensão rectificada resultante vai alimentar o LED do opto-acoplador (ICm), através do resistor Rl. Por sua vez, o foto-transístor do opto-acoplador conduz quando iluminado pelo LED. Note que a corrente que passa pelo LED é pulsada, mas devido à alta sensibilidade do foto-transístor, este último está em condução durante mais de 90% do tempo (os intervalos em que está ao corte nunca ultrapassam 1ms). O condensador (Cm) gere o tempo de arranque/corte da saída do amplificador e, em conjunto com o resistor Rm, mantém constante a corrente debitada do pino (ou pinos) de mute do integrado (ou integrados).

A tabela em baixo especifica os componentes recomendados, de acordo com a tensão de saída dos enrolamentos do transformador (Vac) e o número de pinos a serem comandados. Os resistores têm tolerância de 5%.

VacVeeCmDa/DbICmRlRm
Comando de pinos individuais
9V~-12V100µF 25V1N4001PC817470Ω 1/2W12KΩ 1/8W
12V~-16V100µF 25V1N4001PC817680Ω 1/2W18KΩ 1/8W
15V~-20V100µF 35V1N4001PC817820Ω 1W27KΩ 1/8W
18V~-24V100µF 50V1N4001TLP521-11,0KΩ 1W33KΩ 1/8W
22V~-30V100µF 50V1N4001TLP521-11,5KΩ 1W39KΩ 1/8W
25V~-34V100µF 63V1N4002PS2501A-1
PS2561A-1
1,5KΩ 1W47KΩ 1/8W
30V~-41V100µF 63V1N4002PS2501A-1
PS2561A-1
1,8KΩ 2W56KΩ 1/8W
Comando de dois pinos em simultâneo
9V~-12V220µF 25V1N4001PC817470Ω 1/2W6,8KΩ 1/8W
12V~-16V220µF 25V1N4001PC817680Ω 1/2W10KΩ 1/8W
15V~-20V220µF 35V1N4001PC817820Ω 1W12KΩ 1/8W
18V~-24V220µF 50V1N4001TLP521-11,0KΩ 1W18KΩ 1/8W
22V~-30V220µF 50V1N4001TLP521-11,5KΩ 1W22KΩ 1/8W
25V~-34V220µF 63V1N4002PS2501A-1
PS2561A-1
1,5KΩ 1W22KΩ 1/8W
30V~-41V220µF 63V1N4002PS2501A-1
PS2561A-1
1,8KΩ 2W27KΩ 1/4W
Comando de quatro pinos em simultâneo
9V~-12V470µF 25V1N4001PC817470Ω 1/2W3,3KΩ 1/8W
12V~-16V470µF 25V1N4001PC817680Ω 1/2W4,7KΩ 1/8W
15V~-20V470µF 35V1N4001PC817820Ω 1W6,8KΩ 1/8W
18V~-24V470µF 50V1N4001TLP521-11,0KΩ 1W8,2KΩ 1/4W
22V~-30V470µF 50V1N4001TLP521-11,5KΩ 1W10KΩ 1/4W
25V~-34V470µF 63V1N4002PS2501A-1
PS2561A-1
1,5KΩ 1W12KΩ 1/4W
30V~-41V470µF 63V1N4002PS2501A-1
PS2561A-1
1,8KΩ 2W15KΩ 1/2W

Como se depreende da tabela anterior, é possível comandar vários pinos de mute de um ou mais integrados com o circuito básico da primeira figura. Isto pode ser útil quando é necessário que esses pinos sejam comandados com absoluto sincronismo, o que acontece se o estágio de saída utilizar topologia paralela. No entanto, não é de todo necessário recorrer ao mesmo circuito de muting para gerir canais diferentes (por exemplo, em amplificadores estéreo). Nesse caso, é até recomendável o uso de circuitos de muting dedicados, partilhando os díodos entre si. Outras adaptações podem ser feitas ao circuito básico. É possível, por exemplo, implementar uma função de muting manual, apenas com a introdução de um simples interruptor em série com Rl.

* Aplica-se aos seguintes integrados: LM2876, LM3876, LM3886, LM4766, LM4780 e LM4781.