Un amplificador integrado para principiantes (amplificador + preamplificador + fuente)

Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
Esto estaba faltando hacer, y es el mecanismo de atenuación y selección de entradas.
El preamplificador tendrá solo dos entradas disponibles, por que de esa forma el cambio entre ellas puede hacerse con un switch DPDT, que sale barato y es fácil de conseguir. Por supuesto que ambas entradas son de alto nivel, como la salida de un reproductor de CD, de un DVD, de un DAC o de un receptor/reproductor Bluetooth, y por ese motivo hay que atenuarlas para llevarlas a un nivel de entrada adecuado para el preamplificador, y para que este no sature cuando le demos volumen.
Como el amplificador tiene una sensibilidad de entrada de 500mVrms y cada dispositivo reproductor digital tiene entre 1.2V y 2V de salida, es necesario atenuar la señal de entrada para que luego el preamplificador puede manejarla sin problemas. De esta forma, como el preamplificador tiene una ganancia máxima de 17dB (mas o menos 7 veces), si elegimos que la entrada al preamplificador quede en 200mVrms, este será capaz de excitar sin problemas al amplificador teniendo la posibilidad de llevar su salida hasta 1.4Vrms quedando margen suficiente si la señal es menor de 200mVrms.
Para cumplir con esto le asigné un divisor a cada entrada con valores de atenuación diferentes ya que no sé que cosa conectarán para escuchar música: uno de ellos con atenuación de -20dB - útil para CD y DVD - y otra con una atenuación de -16dB que será útil para DACs y receptores Bluetooth...y tal vez teléfonos celulares. Con esta atenuaciones casi que no debería haber impacto en la posición del control de volumen al conmutar entre ellas 🤷‍♂️
Acá les dejo el esquema, que es bastante tonto, pero no creo que haga un PCB sino que tal vez lo arme en araña sobre los conectores de entrada.
1660596513336.png
Las resistencias de los divisores de tensión no son muy altas para no agregar mas ruido a un chip que de por sí no es de lo menos ruidoso del mundo. Además yo supongo que cualquier fuente de señal debería excitar sin problemas una carga de entre 15K y 20K como las que están en la figura, pero si ustedes encuentran algún drama pueden calcular nuevos valores mayores aplicando las fórmulas siguientes:
Para las resistencias cuyo nombre termina en L1 y R1, los valores se calculan como:
L1 o R1 = 9 * R2 o L2 ---> para una atenuación de -20db ó
L1 o R1 = 5.33 * R2 o L2 ---> para una atenuación de -16dB
Obviamente eligen un valor para R2 o L2, lo multiplican por lo que corresponda y obtienen el valor de R1 o L1. De más está decir que tienen que buscar el valor stándard mas cercano, así que no usen quinientos decimales para el cálculo: con solo dos decimales alcanza sin problemas.

Continuará....
 

Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
pero no creo que haga un PCB sino que tal vez lo arme en araña sobre los conectores de entrada.
Ya diseñé un simple PCB para estos atenuadores por que es mala idea atravesar el gabinete con señales entre 7 y 10 veces menores que la disponible a la entrada. Esto podría causar una menor inmunidad al ruido, así que es mejor llevar las señales de entrada con la máxima amplitud hasta la llave, ahí atenuarlas y luego llevarlas con un cable corto hasta la entrada del preamplificador.
Luego que lo arme y pruebe subo el PCB, pero es muy pequeño, de 50 x 21mm y va montado directamente sobre la llave DPDT. Lamentablemente no cupo en el resto de pertinax original pero afortunadamente tenía un pequeño recorte que dá el tamaño necesario....
Quien no tenga un recorte puede usar una placa experimental universal, cortarla a medida y cablearla punto-a-punto, o bien rediseñar el PCB para un menor tamaño.

Continuará...
 
Poco laburo con el amplificador esta semana, pero es que estoy hasta las manos con cosas de mi trabajo...
Hoy solo tuve tiempo de probar el efecto del fosfatizado en las chapas, y tal como vaticinó @DOSMETROS, no le hace mucho efecto a estas chapas...aunque creo que es probable que tampoco les haga efecto a las fuentes modernas por que la chapa también parece tener algun recubrimiento anti-óxido. Pero bueno...le pasé un poco de lija al agua 120 (pero en seco) y pareció haber mejorado y realizado algún efecto, aunque solo lo dejé 20 minutos con el fosfatizante.
Me estoy covenciendo que voy a tener que lijar o cepillar el frente y el fondo para poder pintarlos...
En la foto, la chapa de arriba está sin lijar y la chapa de abajo está lijado...y ambas fosfatizadas durante 20 minutos. En la chapa de arriba se ven un par de toques de la amoladora donde si hizo efecto el engrudo ese...
Ver el archivo adjunto 286450

Continuará...
Segun usos y costumbres de mis otras locuras, el fosfatizado ( de cuchillos en este caso ) se hace con el liquido a 95ºC ... desconozco si es el mismo producto .
Ademas esos gabinetes vienen ya con un zincado o algo parecido , no haria falta .
 

Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
Segun usos y costumbres de mis otras locuras, el fosfatizado ( de cuchillos en este caso ) se hace con el liquido a 95ºC ... desconozco si es el mismo producto .
No creo que sea. El que yo uso se aplica a temperatura ambiente, y el calor no le hace muy bien que digamos así que hay que mantenerlo "fresco".
Ademas esos gabinetes vienen ya con un zincado o algo parecido , no haria falta .
Si, los "nuevos" traen algo que no requiere fosfatizado, pero en particular es algo "áspero" que puede dar buen mordiente a la pintura. Las que yo tengo también están tratadas con algo, pero son brillantes y muy "patinosas", así que estimo que si las pinto tal como están..la pintura va durar lo que un pelado en la nieve. Por eso estoy jugando con los restos de las cajas a ver si encuentro alguna solución que le dé mejor agarre a la pintura.
 
Lija 180-240 o por ahi deberia ser suficiente!
Depende pintura tambien ... las a agua no son ni duras ni tan "prendedoras"
Acabo de pintar un bafflecito con el frente de melamina y se desprende con la uña!:mad::mad:
 
Ayer hablé con la empresa que vende componentes para transformadores y traté de que me dieran un presupuesto para el alambre y carrete que necesito..y..... me dieron un millón de vueltas sin conseguir un precio ni siquiera aproximado.
Con esto en mente, recorrí MercadoLibre para tratar de estimar un presupuesto, y viendo el peso de los alambres necesarios mas el carrete me resultó algo de $2900 (que son como u$s12.00 al precio del dolar tarjeta el día de ayer). Claro, esto es suponiendo que me vendan justo las cantidades necesarias y sin considerar precios por fracción de kg que suelen ser mas altos.
Si a esto le sumo que debo construir una bobinadora que no sé cuando vuelva a usar, y que un trafo comercial de 24V 3A vale entre $4800 y $5800 en ML.... empezé a pensar en comprar una SMPS de 36V 3A que pudiera cubrir el funcionamiento de todo el sistema.
Hasta hace un tiempo no aparecían este tipo de fuentes en ML, y las pocas que habían de 36V eran muuuuy caras y de mucha potencia. Esta vez tuve suerte y apareció una SMPS en un simple PCB, sin gabinete ni nada, y que va de 220V a 36V 5A por un módico precio.. Esta fuente, según encontré en la web, mide 11.6 x 6.6 x 3.6 cm y es capaz de entregar hasta 9A agregando un cooler, por lo que parece caber sin problemas en el espacio que queda libre en el gabinete.
Si uno mira el precio de esta fuente AC-DC que entrega la tensión DC necesaria, regulada y estabilizada, con un ripple de 40mV y cuyo esquema alguien relevó y publicó en EasyEda. Que además tiene un precio inferior solo al transformador, al que hay que agregarle rectificador y filtro, y aún así no tenemos la regulación ni la estabilización que serían deseables para este diseño de amplificador (aunque yo ya optimicé un poco el circuito para que no sea taaan necesario estabilizar, y las simulaciones dan bastante bien).
En resumen, me mandé y compré una SMPS de estas y me llega el proximo jueves, así que no habrán muchas novedades al respecto hasta que pueda evaluarla.

Continuará....
Esto paso desapercibido, pero es muy interesante, algo que me parece ilogico es el valor de algunos trafos, mas filtros y rectificado. Desde hace muchos años no estoy en la electrónica del dia a dia, pero era un comentario en el audio, que las fuentes smps tenian mucho ruido para su aplicacion de audio! Igualmente 40mV me parece muy ajustado para lo que se esta buscando en este post! Y estarias sobrado de potencia. Vas a hacer algun LM7812 para el pre? Saludos
 

Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
algo que me parece ilogico es el valor de algunos trafos, mas filtros y rectificado
Es que es mucho peso en hierro y cobre, y el cobre es caro. Yo tengo casi 350gr de cobre en el cálculo del trafo, pero el trafo de la fuente SMPS debe tener 30gr cobre, y esa diferencia es importaaaante. Con los capacitores pasa lo mismo: para este diseño necesitás (mínimo) un capacitor de 4700uF o dos de 2200uF configurado en filtro PI para suavizar un poco el ripple. El problema no es la cantidad de capacidad necesaria sino el voltaje de aislación, que se requiere 50V como mínimo. Estos capacitores valen (precio de electronicaliniers.com el día de hoy) casi $800 los dos de 2200uF o $700 el de 4700uF, mas un puente rectificador de 6A - que es lo mínimo adimisible - que vale otros $200...y sumale el trabajo de diseñar un PCB y el costo de los conectores necesarios (tornillos de cobre o bronce). Ahí nomás tengo mas del precio de la fuente SMPS + una parva de trabajo y todavía no he conectado ni probado nada... 🤷‍♂️
Claro, yo ya tengo los capacitores de 2200uF x 63V comprados en el museo y tengo también un puente rectificador de 8A 1000V guardado desde hace años, pero cualquiera que trate de encarar este proyecto deberá averiguar cuanto valen las cosas, y saber que si bien estamos en plan "gasolero", algo hay que gastar si se pretende tener éxito.

Desde hace muchos años no estoy en la electrónica del dia a dia, pero era un comentario en el audio, que las fuentes smps tenian mucho ruido para su aplicacion de audio!
Y si...tienen ruido, pero sobre todo generan EMI. Esta parece bien protegida, al menos en la entrada de la red de 220V. Lo que no sé es a que frecuencia conmuta el PWM, pero si es arriba de los 20 o 30kHz no debería haber problema en lo que es audio. Hay un diseño en EasyEDA.com de alguien que hizo la ingeniería inversa, y la fuente supuestamente usa el chip NCP1200 en su versión de 60kHz, con lo cual no habría problema en la banda de audio...pero como no tengo aún el módulo en mi poder, no puedo ni confirmarlo ni negarlo 🤷‍♂️
Vas a hacer algun LM7812 para el pre?
Nononono, el pre ya tiene un diodo Zener de 9V y su resistencia limitadora en el propio PCB, así reduzco la cantidad de cosas a probar...
 
Última edición:
Como comentario, hace un par de años compré 4 fuentes switching de 36V 5A para mi amplificador de 4 canales, y poder reemplazar el transformador MONSTRUOSO que tenía colocado (todavía lo tengo guardado hasta que le encuentre otro uso, debe pesar entre 10 y 12kg).

Hasta el día de hoy las tengo funcionando, y el ruido es, diría, inexistente (mete más ruido el ventilador del gabinete).

Por las características y tamaño, deben ser las mismas que compró el Dr.
 
Y si...tienen ruido, pero sobre todo generan EMI. Esta parece bien protegida, al menos en la entrada de la red de 220V. Lo que no sé es a que frecuencia conmuta el PWM, pero si es arriba de los 20 o 30kHz no debería haber problema en lo que es audio. Hay un diseño en EasyEDA.com de alguien que hizo la ingeniería inversa, y la fuente supuestamente usa el chip NCP1200 en su versión de 60kHz, con lo cual no habría problema en la banda de audio...pero como no tengo aún el módulo en mi poder, no puedo ni confirmarlo ni negarlo 🤷‍♂️
Llevo armados algunos Clase D hiper chinos con fuente smps para leds cualunques y no he tenido problema excepto con algun crossover analogico o el DSP Dayton , pero son "batidos" de frecuencia mas que nada . No se puede todo
con el dbx , NADA!
 

Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
Les dejo el PCB (para planchar) del conmutador y atenuador de entradas. El diseño está ajustado a la imagen anterior, así que es muy sencillo. También les dejo la imagen del layout para que vean como van los componentes:
1660692410735.png
Aviso que yo aún lo he probado ni armado, pero supongo que si tengo tiempo lo haré mañana. Lo que pasa es que el diseño es taaaan simple y está verificado contra el esquemático que no puede tener errores (seee...también lo revisé a ojo).

Cosas importantes:
1- NO HACE FALTA usar los conectores que están dibujados, pero los puse por si alguien quiere hacer algo completamente desmontable. Yo voy a soldar los cables en los huecos de los pads y listo.
2- TENGAN CUIDADO COMO SUELDAN LA LLAVE!!! Ahí está marcado para que lado están las resistencias de Aux1 y de Aux2, pero las palancas de las llaves operan al revés: para el lado de Aux1 activa a Aux2 y viceversa. Si le escapan al montaje correcto después van a tener que modificar los carteles del frente del equipo para que coincidan con la selección de la entrada correcta. Están avisados!!! (por supuesto que pueden girar el montaje 180º y va a coincidir OK, pero alguno puede desesperarse y hacer macanas)
3- Las dimensiones y posición de los pads de la llave están ajustados a 0.1mm con las dimensiones de MI llave de palanca. Estas dimensiones coinciden con las mayoría de las llaves actuales del mismo tipo y tamaño. Pero yo que ustedes revisaría esto antes de hacer el PCB y analizaría, si no coinciden, que tanto tengo que trabajar para que lo hagan. Si no miden con su llave y verifican que coincidan los huecos luego irán a llorar al campito. Están avisados!

Continuará...
 

Adjuntos

  • entradasalida-B_Cu.pdf
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Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
Bueno, así queda armado el atenuador, lado cobre y lado componentes:
173-pcb-atenuador-Cu.jpg174-pcb-atenuador-Cmp.jpg
con los componentes ya montados:
175-pcb-atenuador-montado.jpg
y así queda en la prueba del panel:
176-pcb-atenuador-en-panel.jpg
Si miran la penúltima foto, verán que armé el Aux1 y el Aux2 cambiados de lugar respecto al diseño original. Esto es para dejar el conector de salida hacia el lado del preamplificador, no solo por que los cables quedan mas cortos, sino por que no me dí cuenta que el PCB iba a quedar muy cerca del lateral izquierdo y probablemente me molestara el tornillo que sujetará el panel frontal. De esta forma coloco el lado "mas ancho" del atenuador hacia el preamplificador, donde hay mucho espacio y soluciono el problema del tornillo.

Continuará...
 
Si colocaba la llave del lado soldadura le quedaba como el diseño original.

Se podia soldar sin problemas por que los contactos de la llave son largos y del lado soldadura no hay nada que moleste
 
.


Dr no hay problemas, siempre tiramos ideas en sus aventuras electrónicas para enriquecerlas y que los lectores tengan más herramientas cuando se pongan a armar algo.


Attenti al cane, no es por llevarle la contra.


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Dr. Zoidberg

Well-known-Papá Pitufo
Hoy no pude hacer mucho por que todavía no llegó la SMPS pero al menos preparé la plantilla de la base para marcar y luego perforar los agujeros por donde entrará el aire por debajo de los disipadores. Por supuesto que también hay que hacer lo mismo en la tapa, pero eso será para después...
1660866417807.png
Ese montón de "ochos" representan los pares de huecos que hay que perforar para lograr las "ranuras", solo que como no voy a tener muchas ganas de hacer artesanías avanzadas, perforo esos huecos (5.5mm) y luego elimino el resto central con el minitorno + disco de corte...y después supongo que habrá que usar la lima para suavizar el corte. Aire seguro que va a entrar...y no poco...

Continuará...
 
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