Recentemente ho voluto montare in uscita dal mio DVD un regolatore toni che funzionasse di concerto con un mio amplificatore con TDA2002, ho montato uno schema trovato su learnaboutelectronics.org; non è niente di particolare. Essenzialmente è un amplificatore operazionale invertente a singola alimentazione(se volete delucidazioni in merito studiate questo articolo)  in cascata a una rete Baxandall il cui funzionamente è stato appunto inventato da Baxandall negli anni 50(a quei tempi con valvole) che potete leggere qui:

http://www.learnabout-electronics.org/Downloads/NegativeFeedbackTone.pdf

Si tratta del seguente schema:

a

Se considerate i punti I ed R, tra uscita e R ci sarà Z2, tra R e I Z1 la tensione di uscita sarà:

Vu = -Z2(f)/Z1(f)

ove Z2 e Z1 sono le ben due note impedenze dell’amplicatore invertente il cui valore ora dipende sia dalla frequenza sia dai potenziometri da 100k che vediamo nello schema.

Otteniamo riusposte in frequenza di questo tipo:

•  Piatta se ambedue i potenziometri sono a metà corsa: linea blu

•  Rossa se i due potenziometri sono al massimo di esaltazione dei toni bassi e acuti:

• Verde se ambedue i potenziometri portano al minimo valore bassi e alti in uscita:

Un bel circuitino didattico. Se volete un vero regolatori di toni come Dio comanda però vi consiglio il seguente schema con LM387 funziona veramente a meriviglia, montato in uscita dal DVD potete accoppiarlo con amplificatore in cascata oppure può funzionare anche da solo in generale:

Riferimento per la reazione

Amplificatore operazionale – il mistero della reazione

Come si monta un amplificatore Operazionale su circuito stampato o breadboard? sfruttando gli amplificatori operazionali a singola alimentazione. La doppia alimentazione che troviamo in quasi tutti gli schemi dei libri è abbastanza scomoda a meno che non disponiate di un laboratorio provvisto di un alimentatore duale o qualcosa di più specifico.  C’è un metodo per usare solo una singola alimentazione (+/- Vcc), ovviamente per non ammattirci consiglio di usare quella +Vcc. Innanzitutto:

• se abbiamo una siogola alimentazione la tensione di uscita può andare solo da 0 a +Vcc( o -Vcc se usate alimentazione negativa) ; per avere allora la massima escursione di uscita conviene quindi far si che in condizioni statiche l’uscita si porti a Vcc/2, in tal modo l’escursione del sergnale dinamico sarà proprio pari al massimo ed uguale proprio a Vcc/2 come vediamo nella seguente figura:

Quindi per frequenza nulla dobbiamo fare in modo che il segnale di uscita sia Vu=Vcc/2, il seguente schema è un esempio di amplificatore invertente a singola alimentazione:

Per frequnza nulla Zc3 è praticamente un circuito apertto, stesso dicasi per Zc1 e quindi Vu=V+=V-=Vcc/2

Per frequenze medie o elevate invece ambedue queste impedenze tendono a zero e quindi otteniamo proprio uscita amplificata Vu = -(R2/R1) Vs

C2 serve a togliere la componente continua e quindi ottenere solo il segnale utile.

Abbastanza semplice l’artificio usato per sbarazzarsi della doppia alimentazione, l’unico inconveniente è ora che questo circuito non è in grado di amplificare segnali continui o a bassissima frequenza perchè vi è un limite inferiore di banda imposto da C1.

Lo schema dell’amplificatore non invertente è molto simile.

Un esempio di progetto con invertitore con OP AMP invertente a singola alimentazione  è il seguente regolatore di toni a circuito Baxandall proposto da me recentemente trovato in rete, per la spiegazione del regolatore toni e sulla reazione usate i link in fondo alla pagina

http://elettronicamaster.altervista.org/regolatore-di-toni-baxandall/

http://elettronicamaster.altervista.org/amplificatore-operazionale-la-reazione-e-schemi/

Quando iniziai a fare un po di montaggio di elettronica iniziai a chiedermi quale fosse la differenza tra gli AO che comunemente vediamo a lezione(all’ITI e all’Uni) dagli integrati dedicati audio, quali sono quindi le diffrenze tra gli AO e gli amplificatori dedicati; pur avendo l’AO un vasto campo di applicazione la più ovvia delle sue applicazioni è l’amplificazione audio. La piu’ importante è certamente il fatto che essi sono reazionati, sulla reazione seguite il seguente link dove è spiegata bene e con passaggi matematici

La reazione negli AO

Intanto diciamo subito che essenzialmente a livello di piedini non vi è poi una gran differenza, 8 piedini ciascuno tra il uA741 e il LM380 ad esempio, esteriormente sono molto simili. I principali svantaggi però del uA741 su quelli dedicati sono i seguenti

• Banda ristretta

L’AO ha un polo dominante ad all’incirca 10 Hz per cui la sua amplificazione decade rapidamente, ma ciò che è importante non è tanto questo quanto il fatto che lo spettro(TCF) del segnale di ingresso viene a lavorare su una risposta in frequenza non piatta, questo si traduce in una notevole distorsione delo segnale tra ingresso e uscita

• Dipendenza della tensione di uscita da molti fattori, principalmente la resistenza di carico

L’AO nella pratica dipende abbastanza fortemente dal carico, in particolare la tensione aumenta all’aumentare della resistenza di carico. Se quindi vogliamo tensioni di uscita elevate occorre che questa sia grossa, ma in tal caso la corrente di uscita non è molto grande, quindi la potenza di uscita sarà abbastanza bassa. Nel seguente schema osserviamo uno schema di amplificatore audio, come vedete in parallelo al’altoparlante ci vuole una resistenza molto grande:

Gli integrati dedicati che invece troviamo in commercio hanno una banda molto ampia di lavoro con una risposta in frequenza praticamente piatta, questo si traduce in una molto poca distorsione; essi sono già reazionati,  gli AO invece per farli funzionare stabilmente vanno reazionati come si nota nella figura precedente. Oltre a questo introducono basso rumore.

Nel seguente schema abbiamo un amplificatore audio con LM386 da 1W di potenza:

vediamo i vari ìpochi componenti che servono in tale circuito:

• C1 serve a preservare la stabilità del circuito, cioè a fare in modo che eventuali oscillazioni della batteria non arrivino all’integrato
• Rv1 è un potenziometro che serve a regolare il volume
• C3,R3 servono a proteggere l’integrato da eventuali oscillazioni induttive dell’altoparlante
• C2 elimina il residuo di componenti continue e a basse frequenza del segnale che arriva all’altoparlante

L’amplificazione di questo circuito è abbastanza bassa ma può essere aumentata e di molto ponendo delle impedenze di valore opportuno tra i piedini 1 e 8

Articoli correlati:

LM386 – analisi e dati tecnici

La mia guida di base sulla realizzazione dei circuiti stampati, aggiunta alla sezione Guide

• Metodo anacronistico senza Master

Ho realizzato un tutorial anche su come si faceva anni fa, per chi iniziasse da zero, io ho iniziato così.

Tutorial su come realizzare circuiti stampati per uso hobbystico. In fondo trovate il pulsante per scaricarlo in formato PDF o stamparlo

• Materiali

• 1° passo – realizzazione piste

• 2° passo- scioglimento rame in eccesso

• 3° passo – pulizia e realizzazione fori

Materiali

Addentriamoci nella costruzione di circuiti stampati per uso hobbystico. 1° puntata di una serie che ci porterà alla realizzazione di circuiti stampati con pochi strumenti.

Prima di parlare di come vengono realizzare è bene capire di cosa si ha bisogno:

• Basetta ramata presensibilizzata con supporto di bachelite, ha verniciato sopra uno strato di Photoresist
  

• Pennarello indelebile

Utile per ripassare le piste se la soda Caustica ha aggredito troppo il photoresist.

• Bacinella con soluzione di acqua e granuli di soda caustica.

Serve a mandar via il photoresist in eccesso (ove non ci sono le piste).

• Alcol denaturato(spirito) + cotone

Serve per madare via il photoresist dopo lo sviluppo delle piste.

• Bacinella con Acido(Cloruro ferrico)
  

L’acido lo trovate in tutti i negozi di elettronica, eventualmente potreste trovare delle scaglie da diliruire per formare l’acido stesso, io consiglio di comprare quello già diluito in bottiglietta di plastica. La bacinella vi serve per immettere l’acido e la basetta ramata su cui dovranno essere corrose le parti non di interesse in modo da ottenere le piste desiderate.

• Trapano con punta da 1/1,5 mm

Vi serve infine un trapano per realizzare i fori dove inserire i reofori dei vari componenti. Una punta da 1,5 mm va abbastanza bene.

Vediamo ora i vari passi per la realizzazione dei circuiti stampati(o basette) partendo dal primo:

1° passo

Arriva ora la parte più complicata, per semplici circuiti può essere nel complesso un compito abbastanza abbordabile.

Il modo più professionale per le piste è realizzando un Master cioè realizzare le piste su un  certo supporto, il modo migliore è di realizzarle con un certo software al PC e poi stamparle su carta acetata. Esistono allo scopo dei software freeware anche, il processo è abastanza semplice e intuitivo, con piste e piazzole già preformate si arriva a risultati di questo tipo:

Premendo il pulsante stampa ad esempio su FidoCAd, uno dei CAD freeware che si trovano in rete, potete stampare il Master in A4. A questo punto potete portare il foglio in copisteria per stamparlo su Acetato(a meno che non disponiate di una stampante Laser). A questo punto dobbiamo imprimere le piste su Basetta Prsesensibilizzata.

Basetta presensibilizzata: è una basetta ramata su cui è verniciato un sottile strato di Photoresist, un materiale sensibile ai raggi ultravioletti; imprimendo tali raggi ultravioletti sulla Basetta presensibilizzata coperta dal Master resteranno coperte solo le zone coperte dal circuito stampato, in tal modo con una soluzione di acqua e soda caustica si può mandar  via  le altre in eccesse quelle appunto non coperte dal Master; il processo è semplice ma richiede un po’ di attenzione e può essere realizzato o con una lampada di elevato wattaggio(io ad esempio ho usato un faretto da 400W) oppure un bromografo, un apparato un po’ più costoso, quindi riepilogando:

• Realizzate il Circuito stampato con un software freeware, esempio FidoCAD
• Stampare il circuito stampato su foglio comune A4
• Fotocopiare il foglio in A4 su carta acetata (con stampante Laser), avete realizzato il cosiddetto Master
• Esposizione con una lampada molto potente sulla basetta presensibilizzata coperta dal Master (o con bromografo), dovete togliere il nastro isolante sopra la basetta presensibilizzata
• Immergete la basetta presensibilizzata in una bacinella con dentro una soluzione di acqua e granuli di Soda Caustica, in tal modo si toglie in il Photoresist in eccesso

2° passo

A questo punto dopo aver realizzato le piste col Master e lo sviluppo procuratevi una bacinella di plastica in cui verserete il liquido corrosivo(cloruro ferrico) che servirà per sciogliere le zone di rame che non servono lasciando le piste di rame che a voi interessano.

• Immersione della basetta nel liquido corrosivo

Come detto l’acido corrosivo (cloruro ferrico) lo trovate nei negozi di elettronica, eventualmente ve lo danno da diluire. Se avete pulito per bene la basetta con dell’alcol denaturato il procedimento di scioglimento può durare 2 anche 3 ore a seconda di quanto è concentrato il vostro acido. Una volta notato che rimangono solo le piste potete togliere la basetta dall’acido.

3° passo

Siamo arrivati all’ultimo passo per la realizzazione di circuiti stampati il più semplice. Dopo aver tolto la basetta dall’acido in cui era immersa e aver costatato che è rimasto solo le piste  dovete lavarla sotto acqua corrente accuratamente. A questo punto dopo averla asciugata, con un batuffolo di cotone imbevuto di spirito togliete il photoresist con dell’alcol denaturato in modo da lasciare esposte le piste di rame.

• Lavare la basetta e realizzare i fori per i reofori dei componenti

A questo punto dovete realizzare i fori sulla basetta in modo da inserire i reofori dei componenti per la saldatura. Una punta da 1/1,5 mm può andar bene io uso quella da 1,5 mm. Ecco la basetta come deve esere alla fine:

Ed ecco quindi il vostro circuito stampato 🙂

Mi è appena arrivato “Dispositivi e circuiti elettronici” del grande professor Mirri(1988). Davvero un bellissimo libro, era dai tempi in cui frequentavo l’ITIS che volevo comprarlo. E’ certamente il miglior testo di base sull’elettronica mai esistito secondo me con trattazione esaustiva di tutte le configurazioni BJT e FET, sono riuscito a reperirlo su ebay praticamente nuovo. Da consigliare assolutamente; quando facevo Ingegneria ci fecero comprare “Microelettronica” di Millaman un libro assolutamente scarso, su amazon c’è anche una mia recensione(2 stelline 😀 ).

Microelectronics

Nel libro c’è anche una trattazione molto buona delle giunzioni e dei sistemi RC oltre a un capitolo finale sui multivibratori. Il libro venne stampato ai tempi in cuii programmi ministeriali erano molto più ampi degli attuali. C’è ancora qualcuno che lo vende su ebay, 5 stelline 😀

Se volete leggere una mia recensione completa cliccate qui: http://elettronicamaster.altervista.org/recensione-libri/

Mi è appena arrivato anche il vol 2, oltre 1000 pagine su Reazione multivibratori, amplificatori selettivi ed altro ancora. Un altro must 🙂