1. Introduzione e Descrizione Generale
Il circuito analizzato è un amplificatore audio integrato di potenza di tipo stereo (a due canali), preceduto da uno stadio di preamplificazione e da una sezione attiva per la regolazione dei toni (bassi e acuti) e del bilanciamento/volume. Il cuore della sezione di potenza è l'amplificatore integrato TDA2009, un classico e affidabile chip progettato specificamente per applicazioni audio di alta qualità (come autoradio o sistemi hi-fi compatti). Il circuito è alimentato a singola tensione (12V tramite il connettore J7).
2. Componenti utilizzati e schema circuitale.
Resistenze e Potenziometri:
- R1 = 1k ohm 1/2 watt
- RV1 + RV2 = 100 k ohm potenziometro logaritmico 40 scatti con presa fisiologica
- R2 = 150 ohm 1/4 watt
- R3 = 470k ohm 1/2 watt
- R4 = 100k ohm 1/4 watt
- R5 = 100k ohm 1/4 watt
- R6 = 100k ohm 1/4 watt
- RV3 + RV4 = 100 k ohm potenziometro lineare 40 scatti
- R7 = 10k ohm 1/4 watt
- R8 = 10k ohm 1/4 watt
- R9 = 10k ohm 1/4 watt
- R10 = 10k ohm 1/4 watt
- RV5 + RV6 = 100k ohm potenziometro lineare 40 scatti
- R11 = 10k ohm 1/4 watt
- R12 = 3.3k ohm 1/4 watt
- R13 = 1.2k ohm 1/4 watt
- R14 = 10k ohm 1/4 watt
- R15 = 3.3k ohm 1/4 watt
- R16 = 10k ohm 1/4 watt
- R17 = 10k ohm 1/4 watt
- R18 = 12 ohm 1/4 watt
- R19 = 1.2k ohm 1/2 watt
- R20 = 12 ohm 1/2 watt
- R21 = 1 ohm 1/2 watt
- R22 = 1 ohm 1/2 watt
Condensatori:
- C1 = 100 µF elettrolitico 25 volt
- C2 = 100 µF a disco
- C3 = 4.7 mF elettrolitico 25 volt
- C4 = 100 mF a disco
- C5 = 100 µF elettrolitico 40 volt
- C6 = 100 µF a disco
- C7 = 1 mF elettrolitico 63 volt
- C8 = 4.7 mF elettrolitico 40 volt
- C9 = 1 mF elettrolitico 63 volt
- C10 = 4.7 mF elettrolitico 40 volt
- C11 = 33 µF poliestere
- C12 = 33 µF poliestere
- C13 = 3.3 µF poliestere
- C14 = 3.3 µF poliestere
- C15 = 4,7 mF elettrolitico 40 volt
- C16 = 4,7 mF elettrolitico 40 volt
- C17 = 3.3 µF poliestere
- C18 = 33 µF poliestere
- C19 = 33 µF poliestere
- C20 = 3.3 µF poliestere
- C21 = 22 mF elettrolitico 25 volt
- C22 = 100 mF elettrolitico 25 volt
- C23 = 100 mF elettrolitico 25 volt
- C24 = 100 µF a disco
- C25 = 100 µF a disco
- C26 = 2.2F elettrolitico 35 volt
- C27 = 2.2F elettrolitico 35 volt
Semiconduttori e Circuiti Integrati:
- BZV55B6V2 = diodo zener 6,2 volt 1/2 watt
- U2A/U3A=integrato tipo TL072
- U2B/U3B=integrato tipo TL072
- U1 = integrato tipo TDA2009
Schema circuito:
PCB:
simulazione 3D scheda elettronica:
Download file di progetto: Files di KiCad del progetto.zip
2. Analisi dei Blocchi Funzionali
Il circuito può essere suddiviso in tre macro-blocchi principali per ciascun canale:
Blocco A: Ingresso e Preamplificazione
Ingressi: Il circuito accetta due segnali di ingresso indipendenti tramite i connettori J2 (canale 1) e J8 (canale 2). Controllo Volume/Guadagno iniziale: I potenziometri RV1 e RV2 (da 100kΩ) fungono da regolatori del livello di ingresso. Preamplificatori Operazionali: Vengono utilizzati due dei quattro amplificatori operazionali contenuti nei chip TL072 (indicati come U2A e U3A). La serie TL072 è a bassissimo rumore con ingressi a JFET, ideale per l'audio. Questi operazionali forniscono un primo stadio di guadagno e adattamento di impedenza, isolando la sorgente audio dal resto del circuito tramite i condensatori di accoppiamento (es. C1 e C2 da 100µF) che bloccano la componente continua.
Blocco B: Controllo di Tono Attivo (Bassi e Acuti)
Dopo la prima preamplificazione, il segnale passa attraverso una rete di filtraggio attiva basata sul classico schema Baxandall modificato, che utilizza la seconda metà dei rispettivi operazionali (U3B e U2B):
Regolazione Toni: I potenziometri RV4/RV3 (per un canale) e RV6/RV5 (per l'altro) insieme alle reti di resistenze e condensatori circostanti (come C13, C14, C11, C12) permettono di esaltare o attenuare le frequenze basse e alte prima di inviare il segnale allo stadio finale.
Blocco C: Amplificazione di Potenza (TDA2009)
Il segnale preamplificato ed equalizzato entra nei pin di ingresso del circuito integrato U1 (TDA2009):
Pin 1 (INPUT 1) e Pin 5 (INPUT 2): Sono gli ingressi non invertenti per i due canali audio. I segnali arrivano attraverso i condensatori di accoppiamento di grande capacità C15 e C16 (4.7mF / 4700µF) per garantire un'ottima risposta alle basse frequenze.
Pin 9 (+VS) e Pin 6 (GND): Linee di alimentazione principali del chip. C5 e C6 posizionati vicino fungono da condensatori di filtro e bypass per stabilizzare l'alimentazione a 12V prevenendo oscillazioni o rumori.
Pin 10 (OUTPUT 1) e Pin 8 (OUTPUT 2): Sono le uscite di potenza destinate ai diffusori (altoparlanti).
3. Componenti Critici di Protezione e Filtraggio in Uscita
La sezione di uscita del TDA2009 implementa importanti reti standard per gli amplificatori audio:
Rete di Boucherot (Cella Zobel): Formata dalle coppie resistore-condensatore in parallelo all'uscita (es. R13+C22, R20+C24, ecc.). Questa rete serve a compensare l'induttanza della bobina dell'altoparlante alle alte frequenze, garantendo un carico resistivo stabile all'amplificatore ed evitando pericolose auto-oscillazioni ad alta frequenza che potrebbero distruggere il chip.
Condensatori di Disaccoppiamento d'Uscita: I condensatori polarizzati C26 e C27 (da ben 2.2 Farad o più probabilmente 2.2mF/2200µF, dato il contesto) bloccano la tensione continua di offset presente sulle uscite del chip (tipicamente circa la metà della tensione di alimentazione, ovvero ~6V), lasciando passare verso i connettori di uscita (J1 e J9) solo il segnale audio alternato.
4. Specifiche Tecniche e Alimentazione
Tensione di alimentazione: 12V DC (applicata al connettore J7).
Tipo di circuito: Amplificatore Stereo in classe AB ad alta fedeltà.
Protezioni: Il diodo zener D1 (BZV55B6V2) e la rete associata all'ingresso servono come protezione da sovratensioni o stabilizzazione locale per i preamplificatori.
5. Conclusioni
Questo schema rappresenta un progetto completo e ben strutturato per un amplificatore multimediale o da tavolo. L'inclusione dello stadio operazionale TL072 per il controllo dei toni assicura che il segnale mantiene un'eccellente pulizia e dinamica (basso rumore di fondo) prima di essere iniettato nel finale di potenza TDA2009, il quale è ampiamente in grado di pilotare piccoli diffusori acustici da 4 o 8 Ohm con una potenza sonora pulita ed efficiente.