Divisor Ativo de Duas Vias (ART2145)

Este circuito fornece uma potência de 22 watts em canais separados de graves e agudos, podendo ser usado como divisor ativo no carro ou mesmo em equipamentos domésticos com fonte apropriada. A separação dos e sinais é feita por um sistema ativo de modo que cada canal amplifica apenas a faixa de frequências a ser reproduzida com muito maior rendimento.

Uma das grandes vantagens dos divisores de frequência ativos é que o amplificador trabalha com sinais de uma única faixa de frequências, que vai ser reproduzida, não perdendo assim parte da potência com sinais que no final não vão ser aproveitados, pois são bloqueados num divisor passivo.

Com um divisor ativo, não temos estas perdas e a potência de cada faixa é a máxima fornecida pelo amplificador com muito maior rendimento.

Assim, no nosso projeto usando dois canais de 11 watts, temos efetivamente, se o leitor desejar 11 watts de agudos num tweeter, e 11 watts de médios e graves num extended range ou ainda num bom alto-falante pesado para toda faixa.

O uso do circuito integrado TDA1519A da Philips Components facilita extremamente o projeto dado o reduzido número de componentes periféricos necessários a sua operação, além de funcionar com tensões na faixa de 6 a 18 V o que o torna ideal para aplicações como booster automotivo.

 

Obs. O artigo é de 1991. A Philips Componentes é agora NXP.

 

A potência de 11 watts por canal é obtida com 14,4 Volts de alimentação e carga de 2 ohms.

 

Características

  • Tensão recomendada de alimentação: 12 a 14,4 Volts
  • Potência por canal com carga de 4 ohms: 5,5 watts (tip) com 14,4 V; com carga de 2 ohms: 11 watts (tip) com 14,4 V
  • Impedância de entrada: 60 k
  • Ganho de tensão: 40 dB
  • Corrente quiescente: 40 mA
  • Corrente com a chave na posição stand-by: 100 uA (max)
  • Distorção harmônica total para 1W de saída: 0,1% (tip)

 

COMO FUNCIONA

O TDA1519A consiste num circuito integrado com dois amplificadores internos de potência que podem ser usados separadamente (estéreo) ou em ponte (BTL) com uma potência total de 22 watts.

No nosso caso, usamos a versão estéreo, com a separação na entrada do sinal em duas faixas de frequências, conforme mostra o gráfico da figura 1.

 

Figura 1 – Curva de separação dos canais
Figura 1 – Curva de separação dos canais

 

 

O ponto de transição dos sinais pode ser modificado, alterando-se os valores de C2 que (determina o limite superior da faixa de médios e graves) e C1 que (determina o limite inferior dos agudos).

Um atenuador, no caso P1, permite ajustar o nível de agudos na saída caso a potência total do amplificador seja muito para a aplicação desejada.

Na saída do circuito são usados dois eletrolíticos de valores diferentes em lugar de um só, como na aplicação original da Philips, já que operamos com duas faixas de frequências diferentes.

Para a faixa de agudos temos um capacitor menor e para a faixa de médios e graves um capacitor maior.

O integrado possui o interessante recurso da chave stand-by que permite uma baixíssima corrente quiescente na condição de espera.

Esta aplicação tem importância no caso do uso automotivo em vista da possibilidade de se evitar a descarga da bateria.

 

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama completo do sistema.

 

   Figura 2 – Diagrama completo do sistema
Figura 2 – Diagrama completo do sistema

 

 

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 3.

 

 

   Figura 3 – Placa para a montagem
Figura 3 – Placa para a montagem

 

 

O circuito integrado deve ser dotado de um bom radiador de calor, já que se aquece bem na potência de operação máxima.

Os capacitores eletrolíticos devem ter uma tensão de trabalho de pelo menos 16 V.

Os demais capacitores podem ser tanto de poliéster como cerâmicos. Os resistores são de 1/8 ou ¼ W com 5 a 20% de tolerância.

Como o circuito é projetado para servir de reforçador para ser ligado na saida de um auto-rádio ou toca-fitas ou outro equipamento que já tenha seu amplificador, um resistor de carga de 1k (R1) é previsto.

Se a fonte de sinal for operar sem os alto-falantes, eventualmente este resistor deve ser trocado por um de fio de 10 watts com resistência de 10 ohms a 22 ohms para servir de carga e assim não causar distorções.

O tweeter deve ser de tipo capaz de suportar a potência de 11 watts (rms) gerada pelo canal correspondente, o mesmo ocorrendo em relação ao alto-falante de graves e médios.

Este alto-falante deve ser do tipo pesado para melhor rendimento.

O trimpot é do tipo comum para montagem vertical na placa de circuito impresso e serve de pré-ajuste para o nível de agudos.

Observe que na placa de circuito impresso existem trilhas mais largas para a circulação das correntes mais intensas do circuito.

 

PROVA E USO

Na figura 4 temos o modo de se fazer a ligação de dois destes amplificadores para um sistema reforçador estéreo para carro.

 

Figura 4 – Uso no carro
Figura 4 – Uso no carro

 

E muito importante proteger o sistema elétrico do carro com um fusível de 5 ampères na linha positiva da alimentação.

Os alto-falantes (tweeter e FT2) podem ser de 2 ohms ou 4 ohms. Para obter 2 ohms com alto-falantes comuns basta ligar dois alto-falantes de 4 ohms em paralelo, conforme mostra a fig. 5.

 

   Figura 5 – Associando alto-falantes
Figura 5 – Associando alto-falantes

 

Os capacitores C6 e C7 como mostra o desenho da placa devem ficar os mais próximos possíveis do pino 7 do circuito integrado.

A chave S1 pode ficar no painel do aparelho, fazendo as vezes da chave de. liga/desliga, já que a corrente de stand-by é extremamente baixa.

Para usar o aparelho o volume é ajustado na fonte de sinal (rádio ou toca-fitas) de modo a termos a excitação ideal sem distorção.

Se os alto-falantes da fonte de sinal não forem usados, R1 poderá ser alterado conforme explicado anteriormente de modo a se evitar distorções.

Lembramos que para obter o efeito estéreo, os alto-falantes dos dois canais devem ficar bem separados.

 

CI-1 - TDA1519A - Circuito Integrado (Philíps Components)

FT E1 - alto-falante de agudos (2 ou 4 ohms)

FTE2 - alto-falante de médios e graves (full range ou extended range) de 2 ou 4 ohms com pelo menos 11 Watts.

P1 – 10 k - trimpot

R1 – 1 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, vermelho)

R2 – 10 k x 1/8 W - resistor (marrom, preto, laranja)

C1 - 5n6 - capacitor cerâmico ou poliéster

C2 - 5n6 - capacitor cerâmico ou poliéster

C3 - 220 nF - capacitor cerâmico ou poliéster

C4 - 220 nF - capacitor cerâmico ou poliéster

C5 - 100 uF x 16 V - capacitor eletrolítico

C6 - 2 200 uF x 16 V – capacitor eletrolítico

C7 - 100 nF - capacitor cerâmico ou poliéster

C8 - 100 uF x 16 V - capacitor eletrolítico

C9 - 1 000 uF x 16 V – capacitor eletrolítico

Diversos: placa de circuito impresso, radiador de calor, fonte de alimentação (opcional) de 13,2 V x 2 A, fios, caixas para os alto-falantes (para uso local), caixa para montagem, etc.

 


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