Um amplificador de subwoofer é basicamente um amplificador de potência projetado para filtrar e extrair o conteúdo de baixa frequência do sinal de áudio de entrada e amplificá-lo para os níveis desejados. Isso permite uma reprodução de som aprimorada com graves mais profundos, gerando uma sala de concertos ou um teatro imersivo como efeitos sonoros.
Por: Sania D’souza
Você pode encontrar muitas pessoas experimentando com sistemas de home theater conectando uma TV ou PC às portas auxiliares de um sistema de música. Para a maioria das situações, essa configuração direta é uma melhoria substancial em relação aos alto-falantes integrados da TV.
Por outro lado, os sistemas de áudio populares de mesa pequena, por outro lado, raramente apresentam alto-falantes grandes o suficiente para fornecer os graves profundos que oferecem volume e força ao som do teatro. O alto-falante subwoofer, por outro lado, é responsável por esse aspecto fundamental do som do home theater.
Existem dois tipos de subwoofers: subwoofers passivos e alimentados. Uma rede crossover passiva e um alto-falante instalado dentro de uma caixa de alto-falante são os componentes mais comuns dos subwoofers passivos. Embora esse tipo de subwoofer seja o mais barato, ele requer um amplificador externo para acioná-lo, e a maioria dos amplificadores de sistemas de áudio integrados são muito pequenos para operar com eficiência um subwoofer passivo.
O mini ground shaker proposto é um subwoofer ativo com crossover ativo com um amplificador de potência de 50 watts, um driver de 10 polegadas e um gabinete de passagem de banda de quarta ordem. O amplificador de potência integrado do circuito do subwoofer permite que funcione com quase todos os tipos de sistemas de som.
Descrição do circuito
Os diagramas de circuito do subwoofer energizado são mostrados nas figuras abaixo.
Um transformador de 48 volts com derivação central, retificador de ponte e capacitores de filtro C7 e C8 compõem a fonte de alimentação. A tensão de saída depois de retificada e filtrada fica em torno de 35 volts. Os diodos Zener D1 e D2 e os resistores R19 e R20 regulam as saídas da fonte de alimentação para o amplificador operacional IC1 para 15 volts.
O amplificador quádruplo TL074 (IC1) funciona como um buffer de entrada, filtro passa-banda e um driver de saída para todo o circuito.
Os resistores R1 e R2, o potenciômetro R3 e o buffer de ganho unitário IC1a constituem um estágio misturador e divisor de tensão no circuito de entrada.
R3 é um potenciômetro que pode ser usado para controlar a saída do subwoofer para o nível apropriado.
Usando os capacitores C2 e C3 e os resistores R5 e R6, o amplificador operacional IC1b cria um filtro passa-alta de 12 dB por oitava.
Com os números fornecidos, a frequência de corte para este filtro é 1/2πRC, ou cerca de 34 Hz. O ganho e Q do filtro são controlados pelos resistores R8 e R7.
Em aproximadamente 20 Hz, o capacitor C1 e o resistor R4 fornecem um filtro passa-alta extra de 6 dB por oitava. IC1c, C4 e C5, e R9 e R10 juntos formam um filtro passa-baixa de 12 dB por oitava.
O corte passa-baixo é definido em 72 Hz usando os parâmetros fornecidos. R11 e R12 controlam o ganho e Q deste estágio.
Conectar esses dois filtros um após o outro cria um filtro passa-banda com a resposta de frequência conforme ilustrado no gráfico abaixo.
Para maior eficiência, o estágio de saída funciona como um amplificador classe B. A distorção de crossover, que é predominante com amplificadores classe B, é praticamente reduzida com a rápida taxa de variação do TL074. A especificação de distorção do amplificador tende a estar em uma faixa de frequência que o alto-falante do subwoofer não consegue reproduzir.
A saída do amplificador operacional IC1d pode oscilar em torno de 10 volts de pico enquanto trabalha com alimentação de 15 volts para acionar os transistores Q1 e Q2.
O feedback negativo é fornecido pelos resistores R17 e R18, que ajustam o ganho do estágio de saída para cerca de três. Como resultado, a saída pode atingir uma tensão de pico ideal de aproximadamente 30 volts.
A potência máxima de saída em uma carga de 8 ohms é (30 x 30/8)/2 = 56 watts RMS se os transistores forem classificados com especificações de alto ganho conforme indicado.
O resistor R13 e o resistor de feedback R14 determinam o ganho total do amplificador. O isolamento DC é fornecido através do capacitor C6.
Layout da caixa
A caixa de um subwoofer é uma parte crucial de sua configuração. Um gabinete passa-banda de quarta ordem foi criado com o uso de software de computador para este mini-shaker.
O modelo digital é determinado pelas características mostradas no gráfico a seguir, fornecido para um alto-falante de 10 polegadas. O movimento de pico do cone do alto-falante foi escolhido para ser de 1 polegada.
Um alto-falante com características correspondentes deve ser escolhido para um desempenho ideal. O amplificador e o alto-falante devem ser alojados em uma câmara selada com dimensões de 18 x 15 x 8,5 polegadas e capacidade de 1,2 pés cúbicos.
A caixa do alto-falante é orientada de forma que o cone do alto-falante fique voltado para o chão. Os suportes em ambos os lados do gabinete o mantêm 1,5 polegada acima do piso, resultando em um compartimento frontal com capacidade de 0,2 pés cúbicos.
As extremidades abertas de suporte servem como duas portas, ambas com 1,5 x 12,5 polegadas.
Como testar
A primeira coisa é certificar-se de que a fonte de alimentação está operacional. Verifique se os emissores de Q3 e Q4 estão recebendo +/-35 volts DC e se IC1 está recebendo 15 volts DC nos pinos 4 e 11, apropriadamente. Teste a tensão CC na saída também (nos coletores Q3/Q4).
Se a tensão de saída for superior a 0,1 volt, verifique se as peças, principalmente C6, estão posicionadas corretamente.
Um alto-falante pode ser danificado se a tensão na saída do amplificador for muito alta. Caso você tenha acesso a um gerador de funções e um osciloscópio, você pode conectar o gerador de funções às portas de entrada e o osciloscópio ao pino 8 do IC1 para testar a funcionalidade do filtro passa-banda.
Execute um teste de varredura de frequência de 20 a 150 Hz ou mais usando um sinal de entrada de onda senoidal de alguns volts e confirme se a tensão de saída do osciloscópio mantém o padrão descrito no gráfico acima.
Implementação prática
Instale o circuito do subwoofer finalizado em um local onde os cabos de entrada e o cabo de alimentação possam ser mantidos escondidos na sala de audição. É fundamental que o subwoofer esteja conectado corretamente à fonte de música ou ao amplificador estéreo.
Conecte um ohmímetro nos terminais negativos do seu amplificador estéreo, certificando-se de que a fonte de alimentação esteja desligada e os alto-falantes desconectados. Conecte apenas uma entrada caso as extremidades de entrada não estejam em curto-circuito umas com as outras ou se o seu amplificador estéreo estiver no modo de ponte mono.
Mantenha os terminais negativos do subwoofer em curto com a linha de aterramento. Conecte as conexões negativas do subwoofer à linha negativa do seu amplificador estéreo.
Se os terminais de saída positivos do seu amplificador estéreo estiverem em curto-circuito, é quase provável que ele seja destruído. Ajuste o botão de volume totalmente para baixo e conecte o cabo de alimentação do subwoofer a uma tomada de alimentação CA depois que as conexões de entrada estiverem conectadas corretamente.
Configure o volume do seu sistema estéreo primeiro e depois ajuste o potenciômetro do subwoofer. Ajuste o controle de graves em seu sistema estéreo para ajustar com precisão o nível do subwoofer, somente se seu estéreo também tiver seus próprios ajustes de controles de tom. Você pode explorar o mundo da música e intrigas escondidas nas profundezas da faixa de frequência da música com o mini circuito de subwoofer de ondas de choque.
Você pode continuar ouvindo todos aqueles filmes incríveis mais uma vez, e experimentar um verdadeiro teatro como o som dos graves profundos deste circuito de subwoofer pela primeira vez em sua própria casa!
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FONTE
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