Publicado por nós numa revista técnica de 2007, o artigo se baseia em documentação do próprio fabricante do circuito integrado, a ST Microelectronics. A montagem do amplificador depende apenas da disponibilidade do circuito integrado, o que deve ser verificado com antecedência pelo leitor interessado. O circuito é ideal para alimentar um alto-falante de graves (subwoofer) num sistema de home theater ou ainda como amplificador suplementar de graves num sistema de som comum.
Descrevemos neste artigo um amplificador de áudio que fornece uma potência de saída de 30 W RMS, sendo recomendado para aplicações domésticas, como subwoofer (sistema de graves) para um home-theater ou ainda numa caixa amplificada para instrumentos musicais e microfones. A principal vantagem desse circuito está na sua simplicidade, já que ele usa apenas dois circuitos integrados e poucos componentes externos.
Já descrevemos anteriormente o projeto de um amplificador estéreo com o circuito integrado TDA7040, com características que permitem obter uma excelente qualidade de áudio e boa potência com baixo custo.
Essas características tornam justamente o projeto de amplificadores ou eletrônicos que possuam amplificadores, bastante atraente pela relação custo benefício.
O que descrevemos nesse artigo é a aplicação do TDA7040 numa configuração em ponte que permite obter uma potência muito mais alta. A inversão de uma das fases do sinal com aplicação ao mesmo tempo na mesma carga permite quadruplicar a potência com o uso de dois amplificadores.
Antes de passarmos ao projeto BTL (Bridge Tied Load) propriamente dito, será interessante analisarmos as características do circuito integrado TDA7040.
O Circuito Integrado TDA7040
As características do TDA7040 são excelentes para se obter um sistema de som de qualidade.
Características:
Faixa de tensões de alimentação: 2,5-0-2,5 v a 20-0-20 V
Corrente quiescente com 20 + 20 V = 45 mA (tip)
Potência de saída: 22 W com 4 ?
12 W com 8 ?
faixa passante: 100 kHz
Ganho sem realimentação: 80 dB
Distorção harmônica total: (40 a 15 000 Hz) = 0,08%
Resistência de entrada; 5 M ? (tip)
Eficiência: 665
Na configuração em ponte com uma alimentação simétrica de 16 v, carga de 8 ?, a potência de saída será de 30 W (min) com uma distorção de 0,5%.
Veja que a grande vantagem na configuração em ponte está na eliminação dos grandes capacitores de acoplamento dos alto-falantes, normalmente usados nos circuitos simples.
Montagem
O circuito integrado TDA2040 (ST) é fornecido em invólucro TO-220, conforme mostra a figura 1.
Na figura 2 temos o diagrama completo do amplificador.
Na figura 3 temos a placa de circuito impresso sugerida pelo próprio fabricante do circuito integrado, a ST Microelectronics. No site www.st.com, o leitor poderá obter mais pormenores do circuito integrado, no data sheet do componente.
Veja que é muito importante manter as trilhas de alta corrente sejam largas. Também é preciso considerar a grande área cobreada de terra na placa de circuito impresso, a qual serve de retorno para o sinal e também de blindagem.
Os circuitos integrados ficam na borda da placa de modo a poder receber os dissipadores de calor, que devem ser grandes dado o calor desenvolvido no funcionamento.
Uma fonte de alimentação simétrica para esse amplificador é sugerida na figura 4.
Mantenha as conexões curtas entre a fonte e a placa do amplificador para evitar a captação de zumbidos. Se isso ocorrer, blinde os cabos positivo e negativo da fonte conectando o ponto de zero volt à caixa.
Para uma versão estéreo, a capacidade da fonte deve ser dobrada, o que significa corrente maior no secundário do transformador.
Prova e Uso
Para testar, confira toda a montagem e ligue o amplificador, observando inicialmente a temperatura dos circuitos integrados. Se houver aquecimento excessivo, desligue o amplificador e verifique a causa.
Com uma caixa apropriada, aplique sinal na entrada do amplificador, verificando a qualidade de som e a potência. Se ocorrerem zumbidos, verifique as blindagens e aterramentos. Veja a blindagem principalmente do cabo de entrada de sinais.
Comprovado o funcionamento, é só utilizar o amplificador respeitando-se a intensidade máxima do sinal de entrada e também a menor impedância admitida para os alto-falantes.
O sinal de entrada deve ter pelo menos 500 mV pico a pico, sendo fornecido por um pré-amplificador, mesa de som ou outra fonte apropriada. Microfones de baixa impedância, cápsulas ou captadores de instrumentos musicais necessitam de pré-amplificadores apropriados para funcionar com esse amplificador.
Circuitos Integrados:
CI-1, CI-2 - TDA2040 - circuitos integrados, amplificadores de potência ST Microelectronics ou equivalentes
Resistores;
R1, R2, R7 - 22 k ? x 1/8 W - resistores - vermelho, vermelho, laranja
R3, R5 - 22 ? x 1/8 W - resistores - vermelho, vermelho, preto
R4, R6 - 680 ? x 1/8 W - resistores - azul, cinza, marrom
R8, R9 - 4,7 ? x 1/8 W - resistores - amarelo, violeta, dourado
Capacitores:
C1 - 2,2 µF x 25 V - capacitores eletrolíticos
C2, C6 - 100 µF x 40 V - capacitores eletrolíticos
C3, C7 - 100 nF - capacitores cerâmicos
C4, C5 - 22 µF x 25 v - capacitores eletrolíticos
C8, C9 - 100 nF (0,1 µF) - capacitores de mylar
Diversos:
Placa de circuito impresso, material para fonte de alimentação, cabo de força, caixa para montagem, radiadores de calor para os circuitos integrados, suporte de fusível, fios blindados, fios comuns, solda, parafusos e separadores, etc.
Ver também:
* Amplificadores BTL (ART074)