Díodos rectificadores

Um díodo rectificador não é mais do que um díodo convencional dimensionado para suportar correntes relativamente elevadas. É basicamente constituído por uma pastilha de silício contendo uma junção P-N, que é colocada entre dois terminais e envolta num corpo de resina epóxi. Tal como a maioria dos díodos, permite a passagem da corrente apenas num sentido: do ânodo (A) para o cátodo (K) (note que, na realidade, os electrões só podem fluir do cátodo para o ânodo). Os díodos rectificadores podem assumir vários tamanhos, consoante a corrente que suportem. Tipicamente têm uma banda no encapsulamento para identificar o cátodo.

A tabela abaixo apresenta uma selecção de díodos rectificadores mais vulgares, categorizados de acordo com a corrente média e a tensão inversa nominais.

	50V	100V	200V	300V	400V	500V	600V	800V	1000V
1A	1N4001	1N4002	1N4003	–	1N4004	–	1N4005	1N4006	1N4007
1,5A	1N5391	1N5392	1N5393	1N5394	1N5395	1N5396	1N5397	1N5398	1N5399
3A	1N5400	1N5401	1N5402	1N5403	1N5404	1N5405	1N5406	1N5407	1N5408
6A	6A05	6A1	6A2	–	6A4	–	6A6	6A8	6A10
10A	10A05	10A1	10A2	–	10A4	–	10A6	10A8	10A10

Em esboço: Circuito de massa virtual CMV2A

Aproveitando a ideia do post anterior, decidi criar este novo projecto. Penso que um circuito de massa virtual, para além de ser um projecto interessante, é um equipamento que pode ser muito útil em qualquer bancada. O circuito será construído em torno do OPA548, um amplificador operacional de potência. Sem adiantar um prazo, planeio publicar este projecto em breve.

Um circuito de massa virtual

Por vezes pode ser necessário criar uma massa virtual, especialmente quando apenas se dispõe de uma fonte de alimentação simples para alimentar um circuito que requer alimentação simétrica. A maneira mais simples de o fazer é utilizando dois resistores de igual valor, em série, sendo que o ponto médio dessa associação serve de massa. Os resistores constituem assim um divisor de tensão. Esse método, contudo, tem os seus inconvenientes: um divisor de tensão apenas pode fornecer ou drenar uma pequena parte da corrente que consome (tipicamente até um décimo) e, além disso, a tensão no seu ponto médio varia consoante a corrente fornecida ou drenada. O circuito teórico da figura seguinte aborda a questão sem os inconvenientes do método anterior.

O amplificador operacional ICd, um amplificador operacional de potência, está configurado como seguidor de tensão. A sua entrada não inversora é alimentada por um divisor de tensão constituído por resistores idênticos (Rda e Rdb). Deste modo, a tensão no ponto intermédio do divisor terá metade do valor de Vin. O mesmo se sucede com a tensão à saída do amplificador. Sendo assim, assumindo que a saída do amplificador é a massa, as tensões Vcc e Vee resultarão simétricas e de igual valor (1/2*Vin). Por se tratar de um amplificador operacional, a impedância de entrada extremamente alta de ICd possibilita a utilização de resistores de valor elevado (na ordem dos 100KΩ) no divisor de tensão. Consequentemente, a corrente de repouso será muito pequena para todo o circuito. Dado que ICd é um amplificador de potência, é possível com este circuito fornecer ou drenar uma corrente substancial (que, dependendo do amplificador operacional empregue, pode chegar a alguns amperes).

Na prática, o circuito apresentado poderá não funcionar devidamente sem algumas alterações. Definitivamente precisará de condensadores de desacoplamento para melhorar a estabilidade e de díodos de protecção na saída. Além disso, apenas alguns amplificadores operacionais de potência podem ser utilizados nesta configuração. São exemplos o OPA547, o OPA548 e o OPA549.

Novo endereço do repositório de ficheiros

O repositório de ficheiros pode agora ser acedido através de um novo endereço, mais curto e intuitivo: http://www.box.com/bloguetronica. Esta melhoria não afecta links já existentes para ficheiros ou pastas dentro do repositório.

Brevemente: Coluna de som "Lynx"

Finalmente, após oito meses, posso afirmar que este projecto está na sua fase final. Tanto o diagrama do circuito como o layout da placa estão concluídos. Falta apenas dimensionar e desenhar a caixa acústica. Sendo assim, espero publicar o projecto em Fevereiro ou Março.

Entretanto disponibilizei alguns ficheiros no repositório de ficheiros, os quais poderá consultar através do seguinte endereço: http://app.box.com/s/diytq8ryn0rcz4b2zdl5.

Bloguetrónica no FeedBurner

A partir de hoje é possível acompanhar o blogue através do Feedburner, em http://feeds.feedburner.com/bloguetronica. Subscrever é fácil e, dado que a feed é automaticamente disponibilizada nos formatos Atom e RSS, poderá utilizar qualquer leitor para o fazer.

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

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.

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.

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%.

Vac	Vee	Cm	Da/Db	ICm	Rl	Rm
Comando de pinos individuais
9V~	-12V	100µF 25V	1N4001	PC817	470Ω 1/2W	12KΩ 1/8W
12V~	-16V	100µF 25V	1N4001	PC817	680Ω 1/2W	18KΩ 1/8W
15V~	-20V	100µF 35V	1N4001	PC817	820Ω 1W	27KΩ 1/8W
18V~	-24V	100µF 50V	1N4001	TLP521-1	1,0KΩ 1W	33KΩ 1/8W
22V~	-30V	100µF 50V	1N4001	TLP521-1	1,5KΩ 1W	39KΩ 1/8W
25V~	-34V	100µF 63V	1N4002	PS2501A-1 PS2561A-1	1,5KΩ 1W	47KΩ 1/8W
30V~	-41V	100µF 63V	1N4002	PS2501A-1 PS2561A-1	1,8KΩ 2W	56KΩ 1/8W
Comando de dois pinos em simultâneo
9V~	-12V	220µF 25V	1N4001	PC817	470Ω 1/2W	6,8KΩ 1/8W
12V~	-16V	220µF 25V	1N4001	PC817	680Ω 1/2W	10KΩ 1/8W
15V~	-20V	220µF 35V	1N4001	PC817	820Ω 1W	12KΩ 1/8W
18V~	-24V	220µF 50V	1N4001	TLP521-1	1,0KΩ 1W	18KΩ 1/8W
22V~	-30V	220µF 50V	1N4001	TLP521-1	1,5KΩ 1W	22KΩ 1/8W
25V~	-34V	220µF 63V	1N4002	PS2501A-1 PS2561A-1	1,5KΩ 1W	22KΩ 1/8W
30V~	-41V	220µF 63V	1N4002	PS2501A-1 PS2561A-1	1,8KΩ 2W	27KΩ 1/4W
Comando de quatro pinos em simultâneo
9V~	-12V	470µF 25V	1N4001	PC817	470Ω 1/2W	3,3KΩ 1/8W
12V~	-16V	470µF 25V	1N4001	PC817	680Ω 1/2W	4,7KΩ 1/8W
15V~	-20V	470µF 35V	1N4001	PC817	820Ω 1W	6,8KΩ 1/8W
18V~	-24V	470µF 50V	1N4001	TLP521-1	1,0KΩ 1W	8,2KΩ 1/4W
22V~	-30V	470µF 50V	1N4001	TLP521-1	1,5KΩ 1W	10KΩ 1/4W
25V~	-34V	470µF 63V	1N4002	PS2501A-1 PS2561A-1	1,5KΩ 1W	12KΩ 1/4W
30V~	-41V	470µF 63V	1N4002	PS2501A-1 PS2561A-1	1,8KΩ 2W	15KΩ 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.

Crossover passivo CSX128

Este é o último crossover da série CSX100. Tal como os restantes, o CSX128 é um crossover de duas vias, específico para altifalantes de 8 ohms. Dada a sua frequência de transição relativamente baixa, é adequado para emparelhar um mid-tweeter com um woofer. À semelhança dos outros crossovers da série, não dispensa o uso de uma rede de atenuação (ou L-pad) caso seja necessário baixar a sensibilidade do tweeter, ou de uma célula de Boucherot para corrigir a impedância do woofer.

Parâmetros de funcionamento:
– P _nom. = 100W
– P _pc. = 150W
– Z _W = 8Ω
– Z _MT = 8Ω

Características do crossover:
– Ordem: 1
– Alinhamento: Butterworth
– Frequência de transição: 2,765KHz
– Atenuação de transição: 6,269dB

O circuito é muito simples. O condensador em série com o tweeter actua como um filtro passa-alto, ao passo que o que a bobina em série com o woofer actua como um filtro passa-baixo. Desta forma, cada altifalante recebe as frequências adequadas à sua gama de resposta.

Lista de componentes:
C – Condensador Visaton ELKO spez. 6,8µF;
L – Bobina Visaton SP 0,47mH 1mm.

A placa de circuito impresso é de face simples e pode ser preparada em casa. A sua montagem requer contudo alguns cuidados prévios. Deverá estanhar todas as pistas antes de soldar os componentes, de acordo com o layout da máscara de solda.

Links importantes:
Diagrama do circuito: http://app.box.com/s/bd82ro8tx1yhxzpllikq
Layout da placa: http://app.box.com/s/vctkajg30lmlajakq09p
Simulação: http://app.box.com/s/eiafcbh9uabeon322ktd
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/4qxi7x9bkgqybr142kb9

Em esboço: Coluna de som "Cygnus II"

A necessidade deste novo projecto surge devido à descontinuação do altifalante W 130 SC 8 OHM da Visaton, um mid-bass necessário ao projecto "Cygnus". A nova coluna de som, Cygnus II, terá características similares às da sua predecessora. Prevê-se contudo a utilização de altifalantes diferentes: o mid-bass W 130 S 8 OHM e o tweeter DT 94 8 OHM, ambos altifalantes não blindados da Visaton.