Stereo Audio Amplifier With Tone Control

En este proyecto construiremos un amplificador de audio estéreo con control de bajos, medios y altos. Ideal para lucirse en una fiesta con amigos y bromear con los sonidos ecualizados. Este proyecto fue presentado para un curso de electrónica de audio y realizado con ayuda de mis amigos de la IEEE de la Universidad Católica de Chile.

El Diseño, Funcionamiento y Teoría Básica:

En un dispositivo de audio (como un teléfono celular) existen dos señales de salida (canal izquierdo y derecho) y una tierra común. Lo que haremos será aplicar sobre estas señales diferentes filtros en frecuencia, estos alterarán ambos canales de igual forma pues utilizaremos potenciómetros dobles para ajustarlos. Aprovecharemos este circuito de control de tonos para poder pre-amplificar un poco la señal original de audio y luego pasar a la etapa amplificadora de potencia que energizará los parlantes.

Para esto necesitaremos los siguientes componentes:

• Conector T-block 3 pines x4
• Conector Molex 3 pines x12
• Conector Molex 2 pines x2
• Potenciómetros dobles 20kΩ x4
• Perillas para potenciómetro x4
• Base DIP-8
• Switch 3A 220V
• Portafusible + fusible 1A
• Conector de pode
• Parlantes 4Ω 20W x2

• Rectificador 6A

• Transformador 12V+12V con punto medio de potencia superior a 50W

• Capacitor electrolítico 4700uF 25/50V x 2
• Capacitor electrolítico 2.2uF 35V x 4
• Capacitor electrolítico 10uF 50V x4
• Capacitor cerámico 100nF x2
• Capacitor cerámico 470pF x4
• Capacitor cerámico 4.7nF x2
• Capacitor cerámico 330pF x2
• Resistencia 1/4W 1kΩ x5
• Resistencia 1/4W 2.7kΩ x2
• Resistencia 1/4W 4.7kΩ x 2
• Resistencia 1/4W 10kΩ x2
• Resistencia 1/4W 20kΩ x3
• Resistencia 1/4W 22kΩ x4
• Resistencia 1/4W 100kΩ x2
• Resistencia 1/4W 220kΩ x2

• Integrado JRC4558 o TL072
• Integrado LM4766

Preamplificador con control de tonos:

El circuito del preamplificador fue tomado del circuito propuesto por Andrés Perez (Ver aquí). Consiste en una topología de filtros pasivos en cascada que posteriormente pasan por un amplificador operacional para amplificar la señal de voltaje. Agregamos una pequeña modificación para obtener una mayor ganancia en la etapa de pre amplificación. La diferencia está en la resistencia de realimentación, para aumentar 12dB la señal original. Para esto se reemplazó la resistencia R10 que originalmente era de 2.7k a una de 4.7k.

Fuente de alimentación:

La fuente de alimentación será bipolar, es decir, alimentaremos el amplificador con voltaje positivo y negativo desde la red. El voltaje escogido será 16.9V aproximadamente, eso lo conseguiremos con un transformador de 12V+12V con punto medio. El voltaje rectificado será 12Vrms*√2=16.97, descontamos un poco por pérdidas de voltaje en los diodos del puente rectifcador y la regulación de carga. Ahora tendremos de salida +16.9V, 0V y -16.9V. Es importante destacar que los capacitores son grandes para poder reducir el ripple del rectificado y el voltaje se vea lo mas constante posible.

Amplificador de potencia:

Para el amplificador de potencia lo que haremos será tomar la salida del pre amplificador (estéreo) y conectarla directamente a la entrada del circuito de potencia, este circuito inicia con el potenciómetro de volumen, posteriormente un capacitor para eliminar cualquier componente DC que provenga del preamplificador (que de seguro viene puesto que la salida debería estar centrada en VCC/2), de este modo recuperamos el sonido centrado en 0V. El circuito integrado que utilizaremos será el LM4766 de TI, en su hoja de datos puedes encontrar mucha información relevante, entre ella ejemplos de esquemático. Me basé en uno de estos para la construcción del circuito amplificador estéreo, sólamente cambié algunas resistencias y capacitores para adaptarlos a los que logré encontrar respetando su funcionalidad. En los archivos de Eagle puedes ver los valores que utilicé en reemplazo del esquema original. Por otra parte debo mencionar que de la Figura 7 del datasheet no se utilizó el filtro de salida con inductor pues no encontré uno indicado.

Ensamblaje:

El ensamblaje se realizó en una caja de MDF cortada en láser, se adjunta el archivo Ilustrator del diseño (falta solamente una tabla de madera para el segundo piso realizado al interior de la caja, esta puede adaptarse fácilmente recortando una cara superior de la caja y adaptándola sobre el transformador. Cualquier mejora es bienvenida!

A continuación un video del funcionamiento del proyecto, espero que les guste!