Booster com Divisor Ativo (ART1837)

Escrito por Newton C Braga

Dois destes amplificadores podem significar um considerável aumento para a potência do som de seu carro. Mas, a vantagem principal deste projeto está na separação direta dos sinais para graves/médios num canal e agudos no outro, com maior rendimento, sem a necessidade de divisores passivos. A potência total é de 160 W PMPO e a qualidade de som excelente. O circuito é sugerido pelo próprio fabricante do circuito integrado.

Descrevemos a montagem de um amplificador de reforço (booster) para o som do carro, com uma potência de 20 W RMS, o que significa 80 W PMPO, capaz de excitar em separado alto-falantes de agudos (tweeters) e de graves/médios, já que ele inclui o divisor de frequências.

Uma vantagem interessante a ser considerada neste circuito é que podemos montar diversos módulos e assim ter o reforço desejado em cada ponto de reprodução.

A base do projeto é o circuito integrado TDA2005-S que contém dois amplificadores completos num invólucro Multiwatt de 11 pinos para fixação direta em radiador de calor.

Os poucos elementos externos necessários à montagem facilitam bastante o projeto, principalmente da placa de circuito impresso.

Na verdade, como a excitação deste circuito pode ser feita a partir do som original do carro, sua potência se soma a do Booster acrescentando-se então os alto-falantes desejados.

 

Características:

Tensão de alimentação: 14,4 V (ou bateria de 12 V)

Potência de saída: 80 W PMPO ou 20 W RMS

Frequência de separação dos canais: 2 kHz e

Corrente de pico de saída: 3,5 A

Corrente quiescente típica: 75 mA

Impedância mínima de carga: 1,6 ohms

Distorção harmônica total típica: 0,3 %

Tensão de saturação de entrada: 300 mV

Impedância de entrada (do integrado): 200 k ohms (tip.)

Faixa de frequências de saída: 50 Hz a 15 000 Hz

Ganho de tensão sem realimentação: 90 dB (tip.)

 

COMO FUNCIONA

O circuito integrado TDA2005S da SID-Philips contém dois amplificadores de potência separados, cada qual capaz de fornecer uma potência de saída de 10 W RMS com poucos elementos externos.

Para separar os sinais em duas faixas de frequências, logo na entrada, usamos um filtro passa-baixas na entrada do primeiro amplificador, de modo a deixar entrar apenas os sinais correspondentes aos graves e médios abaixo dos 2 kHz.

Na entrada do segundo amplificador, ligamos um filtro passa-altas que deixa passar os sinais correspondentes aos agudos, acima de 2 kHz.

Esta segunda entrada possui um controle de agudos que, no entanto, pode ser eliminado, bastando substituir o potenciômetro por um resistor fixo de mesmo valor.

A rede divisora de tensão, formada pelos resistores R3 e R4 num canal, e por R5 e R5 no outro canal, determina o ganho de cada um dos amplificadores.

Os componentes C7 e R7/ C3 e R8 tem por finalidade manter a impedância de saída constante compensando os efeitos da indutância da bobina móvel do alto-falante.

 

MONTAGEM

A figura 1 nos mostra o diagrama completo de um dos canais do Booster Ativo.

 

   Figura 1 – Diagrama completo do filtro
Figura 1 – Diagrama completo do filtro

 

 

Para uma versão estéreo devem ser montados dois circuitos iguais a este, um para cada canal.

Os componentes principais são montados numa placa de circuito impresso com a disposição mostrada na figura 2.

 

   Figura 2 – Placa de circuito impresso para a montagem
Figura 2 – Placa de circuito impresso para a montagem

 

 

Dada a potência desenvolvida no circuito integrado, ele deve ser dotado de um bom radiador de calor.

Existem duas opções para isso: uma delas é o uso de radiador convencional, sustentado pelo próprio circuito integrado, enquanto que a segunda opção é a utilização de radiador fixo na caixa.

Nestes dois casos, não deve haver contato elétrico entre o circuito integrado e o radiador de calor, o que se garante com um isolador untado de pasta térmica.

O potenciômetro P1 é linear de 10 k ohms e eventualmente pode incluir o interruptor que controla a alimentação do circuito.

Observe que na placa de circuito impresso, as trilhas que conduzem as correntes mais intensas ç devem ser mais largas.

O resistor de 680 ohms na entrada serve de carga para o amplificador excitador, caso os alto-falantes originais do som do carro forem retirados.

Eventualmente, este resistor deve ser reduzido de modo a ser obtido o ponto ideal de funcionamento sem distorções.

Para valores menores que 100 ohms, este resistor deve ser de fio com pelo menos 5 W de dissipação.

Um fusível em série com o positivo da alimentação é importante para proteger o circuito elétrico do carro e o próprio aparelho em caso de curto-circuito.

Os alto-falantes usados são de dois tipos e com tamanho e potência de acordo com a saída do amplificador.

Escolha bem os locais em que os alto-falantes vão ficar, e certifique-se de que os tipos escolhidos cabem, já que no carro existem sempre problemas de espaço.

O tweeter pode ser do tipo piezoelétrico e o reprodutor de graves e médios (extended range) deve ser pesado e de boa qualidade, para não haver perdas nos graves.

Se os alto-falantes forem de 4 ohms, podemos obter uma impedância menor e portanto mais potência, ligando-os em paralelo.

Desta forma, teremos dois alto-falantes por canal e sua localização deve ser estudada de modo a se obter uma boa distribuição do sinal, conforme mostra a figura 3.

 

   Figura 3 – Ligação dos alto-falantes em paralelo
Figura 3 – Ligação dos alto-falantes em paralelo

 

 

Na mesma caixa podem ser montados dois amplificadores que terão alimentação em comum, mas entradas separadas.

 

PROVA E USO

Na figura 4 temos o modo de se fazer a instalação de dois Booster num sistema de som de carro, de modo a se obter maior potência e também melhor distribuição entre graves, médios e agudos.

 

 

Fig. 4 - Instalação no carro.
Fig. 4 - Instalação no carro.

 

 

O volume de som é ajustado no próprio rádio ou toca-fitas do carro.

Se houver tendência a um volume excessivo no alto-falante original e menor nos alto-falantes do Booster, será interessante desligar o original e manter somente o Booster.

Caso contrário, ou seja, volume excessivo no Booster, liga-se em série com a sua entrada, um trimpot de 10 k ohms onde será feito o ajuste do equilíbrio de excitação.

Comprovado o funcionamento do aparelho numa prova inicial, faça a instalação definitiva no carro, usando fios polarizados e bem isolados para os alto-falantes.

Pode ser acrescentado um LED indicador de alimentação para que o aparelho não seja esquecido ligado.

Uma outra possibilidade a ser estudada é a de aproveitar o positivo da alimentação diretamente do potenciômetro ou chave que liga e desliga o aparelho de som original do carro e acoplá-lo ao Booster.

Desta forma, quando um for ligado o outro também será.

Neste caso, pode ser mantido um interruptor no Booster para que sua ação seja eliminada quando o leitor quiser.

 

 

Semicondutores:

Cl1 - TDA 2005-S - circuito integrado

 

Resistores: (1/8 W, 5%)

R, - 680 ohms

R2 - 10 k ohms

R3, R5 - 1 k ohms

R4, R6 - 10 ohms

R7, R3 - 1 ohm

P1 - 10 k ohms - potenciômetro

 

Capacitores:

C1 - 5,6 nF - poliéster

C2 - 56 nF - poliéster

C3, C4, C11 - 2,2 pF x 16 V - eletrolíticos

C5, C6 - 100 uF x 16 V - eletrolíticos

C7, C3, C12 - 100 nF - poliéster

C9 - 2 200 uF x 16 V - eletrolítico

C10 c: 100 uF x 16 V - eletrolítico

 

Diversos:

F1 - 10 A - fusível

FTE, - 2 ohms ou 4 ohms - alto-falante de graves e médios

FET2 - 2 ohms ou 4 ohms - tweeter

Placa de circuito impresso, radiador de calor para o circuito integrado, caixa para montagem (de metal), suporte de fusível, botão para potenciômetro, fios, solda, etc.