Como Hacer un Amplificador Estereo de 1000 Watts

Debido al éxito del Amplificador mono de 400W, que no es otra cosa que la versión expandida de nuestro Amplificador mono de 100W 2.0, Hemos desarrollado una versión de 10 transistores por canal, para lograr una potencia en cada etapa de hasta 500W en 4 ohmios.

Diseño óptimo

Al igual que en nuestro Amplificador híbrido de 1000W, éste amplificador está diseñado con refrigeración de tipo túnel. Esto lo hace muy eficiente y compacto. Se puede trabajar con una impedancia mínima de 4 ohmios. Además, en el archivo PDF entregamos una versión de 16 transistores por etapa, que puede trabajar a 2 ohmios.
También entregamos la tarjeta booster ampliable, para que arme sus amplificadores con los transistores que crea conveniente.
Este amplificador complementario es 100% discreto. Es decir que sólo usa transistores. Su sonido es muy limpio y no tiene (pop) de encendido.
Puede usarlo para trabajo pesado, siempre y cuando lo construya con componentes originales y de buena calidad.

ADVERTENCIA!

Este es un proyecto que requiere un conocimiento avanzado en electrónica relacionada con audio. El costo del proyecto es relativamente alto. Así que para poder entender el proyecto, sus conocimientos deben estar a nivel, de lo contrario podría fracasar y perder una buena suma de dinero. Así que si usted es principiante, le recomendamos comenzar por proyectos menos complejos y más económicos. Poco a poco logrará adquirir el nivel necesario para hacer este tipo de amplificadores.

Diagrama esquemático

Es fundamental saber leer un diagrama esquemático. Antes de comenzar la construcción, analice muy bien el diagrama, hasta comprender el funcionamiento del aparato.

Circuitos impresos (PCB)

Como la idea es hacer un amplificador estéreo, se requiere hacer dos amplificadores de 500 vatios y la fuente de alimentación. Esto quiere decir que debemos hacer 3 circuitos impresos (PCB), ya sean en baquelita o en fibra de vidrio.
En la fotografía podemos ver las dos tarjetas o placas iguales para el ensamble de dos etapas amplificadoras. Las dos placas las hemos hecho en baquelita y con la Técnica de serigrafía. De ésta manera le damos una buena presentación y durabilidad, ya que la pintura antisoldante protege las pistas del óxido y evita que al soldar, se peguen pistas una con otra.
Claro está que no es obligación hacer las tarjetas con éste acabado. Pero entre mejor presentado y más calidad le demos a nuestro amplificador, mayor será la satisfacción al ponerlo a trabajar. Esto sin contar que se valoriza como producto comercial.

Colocando todas las resistencias

Los primeros componentes que se colocan en el circuito impreso son las resistencias.
Hay que colocarlas lo más derechas posibles y bien alineadas. Esto no sólo se hace por presentación, si no por orden. Al final esto nos va a servir para entender el circuito en caso de que necesitemos buscar un problema. Ser ordenado no es cosa de saber, si no de principios. A veces me envían fotos de circuitos ensamblados a las patadas y me piden que les ayude a revisar porque no les funciona. Al final solo les puedo decir que lo vuelvan a hacer porque no entiendo nada con tanto desorden.
Un detalle a tener en cuenta es la forma de colocar las resistencias, según su potencia o trabajo en la tarjeta.
Me refiero a que por ejemplo una resistencia de 1/4W no calienta, por eso se coloca de baja potencia. Así que se deben colocar bien pegadas a la tarjeta. En cambio las resistencias de 1W, por lo regular calientan y con el tiempo pueden llegar a quemar la tarjeta.  Por eso se colocan elevadas un par de milímetros de la tarjeta.

Ajuste de BIAS

Ahora se colocan los diodos (D1, D2 y D3). Se deben colocar tal como se muestra en la máscara de componentes, ya que éstos tienen polaridad.
La función de los dos diodos que están al frente del TIP42 es ajustar las BIAS.
Las BIAS están bien ajustadas cuando a la salida del amplificador hay cero voltios (0V), cuando el amplificador está en reposo.
Estos diodos no trabajan solos. Van en serie con la resistencia de 33 ohmios (naranja, naranja, negro).
Por lo regular los amplificadores traen una serie de componentes para lograr un ajuste de BIAS que hacen complicado su ajuste. Algunos tienen reóstatos que debemos calibrar para lograr el punto. Como nuestra idea es lograr acercar más gente que esté comenzando en la electrónica, tratamos de que los circuitos sean lo más simples posibles. Así que en éste caso no será la excepción. Por eso las BIAS ya vienen ajustadas por medio de estos diodos, la resistencia de 33 ohmios y uno que otro componente.

Regulación del par diferencial

Uno de los grandes beneficios de este amplificador es su gran estabilidad. La primera etapa del amplificador tiene un par de transistores en una configuración llamada par diferencial. Son alimentados por un diodo zener que puede ser desde 18, hasta 24 Voltios. Esto mantiene estable el voltaje que llega a ésta primera etapa amplificadora.
El Diodo Zener trabaja en compañía de una resistencia de polarización, que en este caso es de 4.7K de impedancia y 1W de potencia.
EL diodo zener es de 1W y debemos tener muy en cuenta su posición al momento de colocarlo. La resistencia de polarización calienta un poco y por eso la colocamos algo levantada de la tarjeta.

Prevención de oscilaciones

Ahora colocamos los condensadores cerámicos (C4, C5, C6 y C7). Éstos no tienen polaridad.
Su función varía dependiendo de su ubicación:
Los dos condensadores de 10 pF que vemos en la foto son para evitar oscilaciones de alta frecuencia. Lo explicaré mejor: En algunos casos y sobre todo cuando se hace un amplificador estereo, las frecuencias muy altas, casi por encima de la audición humana, se introducen por la entrada del amplificador y son amplificadas. Éstas hacen un bucle. Algo similar al conocido feedback, pero en una escala muchísimo menor, pero lo suficiente como para generar ruido, o en el peor de los casos, generando saturación en los transistores de salida, hasta recalentarlos.
Así que estos pequeños condensadores terminan siendo muy importantes. En algunos casos, como los componentes nunca salen de la misma calidad. Me ha sucedido que se mete ruido de alta frecuencia, aun así con estos condensadores, Así que la solución es colocar los un poco más altos. En lo personal en algunos casos he tenido que colocarlos de 100 picofaradios y ya se soluciona el problema. Por eso en el diagrama que está en el PDF, son de 100 pF.
En cuanto a los otros dos condensadores de 470 pF, su función es similar, aunque no tan crítica. Simplemente si no están se daña el sonido. Éstos pueden ser desde 470 pF, hasta 1000 pF o 0.001 uF (102).

Desacople de entrada de señal

El condensador (C1) de 0.47 uF (474) de poliéster que vemos en la fotografía, es el condensador de desacople de entrada de señal. Su función es evitar que se introduzcan corrientes parásitas DC por la entrada de señal. Puede ser desde 0.22 uF, hasta 4.7 uF.
Hay que tener en cuenta que el comportamiento del amplificador cambia, dependiendo del valor de éste condensador. Si por ejemplo colocamos el condensador de 0.22 (224), tendremos un encendido muy limpio, sin “pop”, pero ya comenzamos a restringir la entrada de frecuencias bajas, lo que hará el sonido más delgado, con perdida de bajos.
Por el contrario, si colocamos éste condensador por ejemplo de 4.7 uF, pasarán todas las frecuencias, pero nos arriesgamos a que se escuche el desagradable “pop” de encendido.
Un condensador de 0,47uF ya deja pasar todas las frecuencias bajas y da un encendido limpio. El de 1uF también funciona excelente. Si piensa usar un condensador polarizado en vez de uno de poliéster no polar, debe colocarlo con el polo negativo mirando hacia la entrada. Es decir que el polo positivo quedará hacia la base del primer transistor del par diferencia.

Red de zobel paralela

El otro condensador de poliéster (C8) que usa nuestro amplificador es de 0.1uF (104) a más de 200 voltios. Éste condensador trabaja en serie con una resistencia de 10 ohmios (R19) y hacen parte de la Red de Zobel o bloqueo de oscilación.
La Red de Zobel se encarga primordialmente de evitar que se devuelvan corrientes inversas provenientes del parlante, que pueden averiar los transistores de salida y por supuesto de posibles oscilaciones.

Regulación y derivación de tensión

Los dos condensadores electrolíticos de 47uF tienen diferentes funciones: El condensador de la izquierda (C2), es parte de la etapa de regulación del par diferencial. Funciona como derivador de tensión o rectificador del voltaje que entrega el diodo zener al transistor regulador C1815 que explicaremos en la siguiente imagen.
El valor de éste condensador no es tan crítico. Puede ser desde los 47uF, hasta los 100uF sin ningún problema.
El otro condensador (C3), es el derivador de tensión de la ganancia del amplificador. Éste condensador si tiene una afectación en el sonido, dependiendo de su valor. Si por ejemplo queremos que el amplificador no reproduzca tantas frecuencias bajas porque lo queremos para amplificar medios o altos, podemos bajar su valor a unos 22uF o un valor menor y notaremos el recorte de frecuencias bajas. Por el contrario si lo subimos más de 100uF, se puede acentuar el “pop” de encendido.

Transistor regulador

El transistor C1815 (Q3) es parte de la etapa de regulación del par diferencial. Su función es reforzar la corriente que entrega el diodo zener, ya que el diodo no puede entregar más de 20 miliamperios. Como el transistor sí puede entregar más corriente, asegura que nunca se va a caer la tensión que alimenta el par diferencial.
El C1815 puede ser reemplazado por el C945 o hasta por un transistor de más potencia como el C2229 o el C1573. Lo importante es que sea original y no tenga su hFE demasiado alto.

Par diferencial (emisor común)

Los transistores (Q1 y Q2 en el diagrama), están unidos por sus emisores. Reciben el nombre de “Par diferencial”. Son dos transistores A1015 de polaridad PNP, unidos por sus emisores, recibiendo el voltaje de la etapa de regulación antes mencionada.
La base del primer transistor (Q1) recibe la señal de audio, mientras que la base del segundo transistor (Q2), está conectada al punto de reposo del amplificador, que mediante una resistencia se convierte en la salida a parlante.
Los colectores de ambos transistores van conectados a –Vcc o voltaje negativo, por medio de un par de resistencias de 3.3K. También el colector de (Q1) entrega la señal al transistor C2229 (Q5), y el transistor (Q2), entrega señal el transistor (Q4).
Los dos transistores C2229 también están unidos por sus emisores.

NOTA: Conseguir los A1015 originales y de buena calidad para el audio se ha vuelto algo complicado. Así que si usted no logra conseguirlos, puede reemplazarlos por los 2N5401, pero teniendo en cuenta de INVERTIR SUS TERMINALES BASE Y COLECTOR. De lo contrario no funcionarán. Hay otros reemplazos que sí tienen la misma distribución de pines del A1015, como el A872, pero también es algo escaso.

A continuación seguiremos con el ensamble de nuestro amplificador zener de 1000W

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