Aprendiendo electrónica.

1. 23/ Armado de un amplificador para
automóvil
Generador de tonos de audio
Descargue Audacity según el Windows que tenga instalado y cuando baje completa
realice una instalación siguiendo las indicaciones del programa de instalación: es todo
muy simple y no tendrá problemas de ningún tipo inclusive se puede seleccionar el
idioma de la pantalla. Pique sobre el icono y obtendrá una pantalla como la indicada en
la figura 1.
Fig.1 Pantalla del Audacity
Este programa tiene un uso general como grabador y conversor de sonido a archivos
mp3, pero nosotros vamos a emplear sus funciones como generador de tonos de audio.
Ingrese en el menú desplegable Generar>Tono y luego seleccione Forma de onda,
Frecuencia, Amplitud y Longitud. Aclaremos cada item en particular:
• La forma de onda (realmente forma de señal) puede seleccionarse entre tres
formas diferentes y las tres tienen una gran importancia en nuestras pruebas del
amplificador: senoidal, diente de sierra ó cuadrada.
• La frecuencia es una opción obvia pero debemos aclarar que la frecuencia
máxima que se puede generar es de 20 KHz que resulta adecuado para la prueba
de nuestro amplificador: si Ud. coloca una frecuencia mayor automáticamente
queda colocada la frecuencia de 20 KHz. Nota: la frecuencia máxima depende
de la velocidad de muestreo de la señal digital de salida, que es un concepto que
aun no dominamos. Variando la frecuencia de muestreo se pueden lograr
frecuencias mas altas.
• La amplitud puede ser modificada entre 0 y 1 correspondiendo el valor 1 al 0
dBm o 0,775V eficaces saliendo de la plaqueta de audio de la PC, simplemente
coloque un valor de .5 si desea obtener la mitad de la señal del generador.
Durante la generación del tono se puede variar la amplitud ajustando el
potenciómetro deslizante simulado de la izquierda indicado con el dibujo de un
parlante. Como la PC tiene diferentes formas de ajustar el volumen de salida se
recomienda siempre verificar el nivel con un medidor adecuado que puede ser la
Sonda de RF para audio.
• La longitud se refiere al tiempo que debe durar el tono generado y su valor
puede variar desde 1 segundo hasta un valor superior a 1 Hora.
Ejemplo de generación de señales de audio y su uso

2. El uso mas común del generador de audio es la medición de la potencia de salida de un
amplificador.
Esta medición está estandarizada, pero como es una de las mediciones más reveladoras
de un amplificador existe una gran cantidad de errores cometidos al realizarla. Algunos
son verdaderos errores, otros son cometidos sabiendo que ese pequeño error va a
generar una supuesta potencia de salida mayor a la real. Nos referimos a la carga del
amplificador y a su medición con los dos canales al mismo tiempo o uno por uno.
En este mismo curso le explicamos como construir una carga resistiva para probar
amplificadores. En la lección 19 se explica como se puede construir una carga resistiva
genérica de 8 Ohms que soporta tranquilamente 100W. Si no la construyó aun,
constrúyala aunque quizás pueda ahorrarse los disipadores de aluminio si solo quiere
medir la potencia de nuestro amplificador de 12+12W. Además puede construir solo dos
cargas resistivas de 8 Ohms si va a fabricar el amplificador de 8+8W en caso contrario
deberá construir 4 y poner dos en paralelo para lograr los 4 Ohms.
El primer paso para tecnificar su taller ya está dado. Ud. tiene cargas resistivas de
prueba. El segundo paso es armar dos amplificadores. Como medida de control puede
armar uno y probarlo pero la medición definitiva debe realizarse con los dos
amplificadores funcionando y la propia fuente que va utilizar realmente con el cable del
largo y la sección adecuados.
En nuestro caso en que estamos construyendo un amplificador para un automóvil esto
puede resultar complicado e incomodo porque presupone quitar la batería del coche y
llevarla al taller pero no hay otra posibilidad, si realmente quiere medir la potencia real
de su equipo, porque la potencia varía el doble que la tensión de fuente. Si la fuente
entrega 12V -10% la potencia será un 20% menor.
Si el amplificador funcionará con una fuente común Ud. debe utilizar esa fuente para
realizar la medición de potencia porque las fuentes para amplificadores no son reguladas
y la carga hace variar la tensión de salida. Recuerde que la fuente utilizada debe ser de
12V a 3,5A (es decir 42VA) para poder alimentar a ambos amplificadores considerados
con un rendimiento del 60%.
¿Se puede utilizar una fuente de PC como fuente de un amplificador de audio? Eso
depende de la fuente porque en la PC el consumo sobre los 12V es casi fijo y en un
amplificador de audio es muy variable. Algunas fuentes lo soportan y otras no. En todo
caso no puede dejar de agregar un capacitor de 10.000 uF por 25V en paralelo con la
fuente de 12V para compensar la variación de carga.
Ahora le llega el turno al truco de magia que hacen los que fabrican amplificadores y
que consiste en medir primero un amplificador y luego el otro. Al no medirlos la mismo
tiempo la fuente tiene la mitad de consumo y una fuente no regulada de mala calidad
puede tener quizás una variación del 20% de su tensión nominal al probarla a plena
carga. Y este 20% implica un 40% de variación de la potencia.
Medición de potencia de audio
Ahora que conocemos todas las trampas vamos a realizar una medición de potencia de
audio como corresponde. Con las dos plaquetas amplificadoras cargadas resistivamente
con 4 u 8 Ohms. Las dos entradas excitadas en estereo (o en paralelo) con una señal de
1 KHz y un adecuado medidor de potencia sobre las salidas. Lo mejor sería un
osciloscopio pero a falta de osciloscopio basta con la sonda de audio que el lector ya
debe haber armado; y mejor aun serían dos sondas para no tener que cambiarla de salida
constantemente. El amplificador debe tener su propia fuente o la batería del auto y el
largo y tipo de cable que será utilizado luego definitivamente.

3. 1. La medición consiste en levantar las entradas de señal hasta que se recorte uno
de los picos y allí realizar la medición de la tensión de pico a pico.
2. Si esta utilizando un osciloscopio no tendrá inconvenientes en saber cuando se
recortan los picos. Si no tiene osciloscopio es un poco mas difícil pero no es
imposible. Debe aumentar la señal lentamente y observar que el tester
incrementa la indicación hasta que un incremento de la señal de entrada ya no
aumente la salida. La indicación del tester será la máxima salida posible del
amplificador. Sin osciloscopio existe un método alternativo que consiste en
monitorear las salidas con un amplificador de PC y detener el aumento de la
entrada en cuanto se comience a escuchar una mínima distorsión.
Nosotros tenemos construidas 4 plaquetas amplificadoras de audio, a saber 2 por canal.
Dos de ellas armadas con inversor y las otras dos como simples amplificadores.
Podríamos armar todo el conjunto y probarlo completo. Pero así sería difícil ubicar una
falla. Es preferible probar las cuatro plaquetas primero y luego de un estricto control
probar el conjunto armado en doble puente, uno para el canal izquierdo y el otro para el
derecho.
Vamos a probar primero las plaquetas amplificadoras sin inversor y luego con inversor.
En la figura 2 se puede observar el circuito correspondiente sin el transistor inversor y
sin capacitor de salida. Y en la figura3 el armado de la plaqueta lista para probar. Por
supuesto para armar un amplificador en puente se debe armar dos.
Fig.2 Circuito de la plaqueta sin inversor; sin capacitor de salida y sin regulador de
tensión
Fig.3 Plano de armado de la plaqueta sin inversor y sin capacitor de salida (por claridad
no se colocó el disipador)
Nota1: Q1 = TIP41C ; Q2 = TIP42C Q9 = TIP29C o TIP31C Q10 = TIP30 o TIP32 ;
Q4 = BC548C y Q5 = BC548C
En la figura 4 se puede observar el circuito de la plaqueta completa con transistor
inversor, control de volumen regulador y sin capacitor de salida que completa el

4. conjunto si se fabrican dos iguales. Y en la figura 5 se observa el plano de armado
correspondiente.
Fig.4 Circuito completo con inversor, control de volumen regulador y sin capacitor de
salida
Fig.5 Plano de armado de la plaqueta con inversor, control de volumen, regulador y sin
capacitor de salida (por claridad no se colocó el disipador)
1. Comience conectando solamente la fuente de 12V y el tester digital en función
amperímetro en serie con el colector de Q1. Le conviene dejar el colector
doblado hacia arriba para conectar el tester y luego de hacer el ajuste pasar un
alambre fino que además sirve de fusible.
2. La medición consiste en ajustar el preset R3 o RV3 de modo que el
miliamperímetro indique 10 mA aproximadamente. No se preocupe si observa
que la corriente varía levemente eso se llama deriva térmica y solo puede variar
unos pocos miliamperes.
3. Desconecte el amperímetro y haga el puente correspondiente.
4. Desconecte la fuente y conecte la resistencia de carga de 4 Ohms con un
capacitor electrolítico de 2200 uF en serie sobre la salida de parlante. Si no
coloca el capacitor en serie la resistencia de carga hace un cortocircuito sobre la
tensión continua de salida y probablemente queme los transistores de salida.
5. Conecte el generador de audio o la salida de la plaqueta de audio de la PC, a la
entrada del amplificador pero utilizando un capacitor electrolítico de 100 uF y
un resistor de 1K conectado a la fuente de +12V. Este detalle nos asegura que el
capacitor de entrada C3 quede polarizado adecuadamente. Nota: para otros usos
en donde la entrada deba ir conectado a otro equipo, por ejemplo un control de
tono y volumen, se deberá estudiar en cada caso particular la posición de C3.

5. 6. Conecte un osciloscopio o la sonda de RF de valor pap en su versión para audio
sobre la salida y comience a levantar el nivel hasta lograr el recorte. Ya que le
enviamos el archivo de WB yo le aconsejo realizar las mediciones en el
simulador primero y en la realidad después para comprobar la potencia de
simulación del WB.
Recordemos como se calcula la potencia de salida
1. La sonda le da el valor pap.
2. Divida por dos y obtendrá el valor de pico.
3. Luego multiplique por 0,707 y obtendrá el valor eficaz. Multiplique el valor
eficaz por si mismo para obtener el cuadrado y divídalo por la resistencia de
carga.
En nuestro caso obtenemos una tensión pap de 10,5V, dividida por 2 es 5,25V.
Multiplicada por 0,7 es 3,71 V eficaces que multiplicadas por si mismo da 13,77 y
dividido por la resistencia de 4 Ohms da un valor final de 3,44W.
Al hacer la medición de potencia es conveniente medir la corriente consumida de la
fuente.
1. Desconecte el positivo del tester y conecte el tester en serie predispuesto como
amperímetro. La indicación será de aproximadamente 700 mA.
2. Luego lleve la frecuencia de entrada a 100 Hz y observe que no cambie la
indicación de la sonda de audio de salida.
3. Posteriormente cambie la frecuencia a 20 Khz y vuelva a controlar que no
cambie la indicación de la salida.De este modo sabemos que el amplificador
tiene la potencia correcta, la amplificación correcta y la respuesta a frecuencia es
adecuada y por lo tanto podemos darla por aprobada.
4. Ahora tome una plaqueta armada con inversor y potenciómetro de control de
volumen. Ponga el volumen al máximo y conéctela a la carga resistiva con
capacitor en serie. Luego conecte el osciloscopio y/o la sonda detectora de valor
pap. La salida del generador de audio o de la plaqueta de audio de la PC en este
caso se conecta directamente a la pata de entrada de J1 (el vivo del
potenciómetro de volumen).
Las pruebas a realizar son las mismas que las de la otra plaqueta pero en este caso hay
que verificar con el osciloscopio o la sonda que en la pata marcada INVERS exista la
misma amplitud de señal que en la entrada. Esto indica que el inversor funciona
correctamente.
Conexión del amplificador en doble puente
Ya estamos llegando a la prueba final. Ahora vamos a conectar las cuatro plaquetas la
carga resistiva y el generador de señal o la PC para realizar una prueba de potencia y de
respuesta en frecuencia de todo el dispositivo completo.
En la figura mostramos un parlante como carga del sistema. Si nos animamos a usar el
parlante es porque las plaquetas ya fueron probadas por separado. Pero Ud. puede
probar primero con la carga resistiva y luego colocar el parlante.
Una de las mediciones que vamos a realizar es la de respuesta en baja frecuencia. En
realidad es una prueba aproximada porque la prueba definitiva depende del montaje de
los parlantes y debe realizarse a oído con música o cargando el reproductor de MP3 con
señales de prueba de diferentes frecuencias generadas con el audacity. Lo primero es
analizar en que frecuencia resuenan los parlantes en su posición definitiva. Esto se
comprueba con la sonda y el tester conectada sobre los parlantes y variando la

6. frecuencia aplicada. A la frecuencia, donde la sonda marca un máximo, está la
frecuencia de resonancia del sistema.
Si esa frecuencia está por ejemplo de 80 Hz debe reducir los valores de C3 y C7 para
que el amplificador corte (tenga una caída de la salida al 70% del máximo a 1 KHz).
Esto evita lo que se llama efecto tonel (o barril) que es un refuerzo muy grande los bajos
a la frecuencia de resonancia del parlante y el gabinete acústico.
• Esto reduce los bajos pero los hace mucho mas limpios (sin distorsión) y
clarifica la voz de locutores y cantantes.
• Si quiere mas bajos sin efecto tonel debe usar parlantes mas grandes que tiene
una respuesta en frecuencia de valor mas bajo (quizás 40 Hz) y permite dejar los
capacitores originales.
La otra es construir otro amplificador y conectarle un Buffer para obtener esos bajos que
se escuchan con el estomago (hacen vibrar el diafragma del cuerpo humano que existe
ente los pulmones y el estomago).
Fig.6 Conexión del amplificador estereofónico completo
En figura 7 se puede observación la conexión de un canal listo para la prueba. No
dibujamos los dos canales por problemas de espacio y porque no tiene mayor sentido
debido a que nuestra fuente de tensión no cambia con el consumo.

7. Fig.7 Circuito completo de un canal con el instrumental conectado
Vamos a suponer que no tenemos osciloscopio
1. Colocamos la sonda de audio sobre el parlante y ponemos 0 dBm de señal de
entrada es decir 660 mV.
2. Llevamos el control de volumen a mínimo, encendemos la llave y medimos
tensión continua con el tester sobre el parlante directamente (sin sonda) . El
valor leído debería ser de cero volt pero nunca se puede conseguir que los dos
amplificadores tengan la misma tensión continua de salida igual a la mitad de
fuente. Unos 100 a 200 mV de diferencia pueden ser aceptables. Si el valor es
superior se aconseja variar levemente el valor de R5 o de R12 para igualar la
tensión de salida.
3. Ahora conectamos el tester a la sonda y comenzamos a aumentar el volumen
mientras observamos el tester digital. La salida aumentará linealmente hasta que
llega a un punto donde no aumenta mas. Si está monitoreando la salida de audio
o está haciendo la medición con el parlante directamente observaremos que se
comienza a oír una señal armónica de distorsión de 3 KHz y otras armónicas
impares. Este producto de distorsión como sabemos se produce por el recorte del
amplificador. El valor que indique la sonda nos permitirá calcular la potencia de
salida.
En nuestro caso fue de exactamente 20V pap. Es decir 10V de pico o 7,07 V eficaces
que multiplicados por si mismo da un valor de prácticamente 50 V2. Dividiendo por la
resistencia del parlante de 4 Ohms nos da el valor esperado de 50/4= 12,5W.
Pruebe el funcionamiento a 50Hz y a 10 KHz cambiando la frecuencia del audacity y
observe que la sonda no varíe mayormente la indicación de tensión pap.
Instalación del amplificador y parlantes
No queda mucho mas por hacer que no sea la instalación de nuestro amplificador y
nuestros parlantes en el automóvil. Pero primero vamos a escuchar algo de música con
nuestro reproductor de MP3.
Comencemos con algún tema grabado que tenga buenos bajos y buenos agudos. Luego
le indicaremos como crear sonidos de prueba en el audacity. El reproductor de MP3
posee una salida para un plug estereofónico.

8. Fig.8 El miniplug de un reproductor de MP3
Sáquele la carcaza de plástico al miniplug y observará las tres conexiones que
prolongan la masa, el anillo y la punta. Compre cable blindado estereofónico y cablee el
plug con el largo justo de acuerdo a donde va a colocar el amplificador y los parlantes.
Mi consejo es que coloque los parlantes detrás del asiento trasero sobre la repisa que
separa la cabina del baúl y los amplificadores al lado de los parlantes. Esa repisa por lo
general es de cartón Hardboard tapizado. Pegue del lado de abajo un panel de
aglomerado del mismo tamaño de 10 mm de espesor y luego perfore los agujeros de los
parlantes uno a cada lado del panel. Compre unas buenas rejillas a medidas para tapar el
cono y luego debe colocar las plaquetas y cablearlas con cable de 1,5 mm2 de sección.
Tome la conexión de fuente directamente desde la batería colocando el interruptor cerca
de lugar del conductor. El grabador de MP3 debe estar a mano del conductor y queda la
pregunta de cómo realizar la conexión a las plaquetas.
• Si usa un MP3 no tiene sentido usar el potenciómetro de volumen porque ya está
incluido en el MP3. Puentee en el circuito impreso el tope del potenciometro con
el cursor y tire un cable blindado estereofónico hasta el panel de instrumentos
donde seguramente va a montar el MP3 y conecte el miniplug al cable blindado.
• Si el MP3 tiene radio recuerde que la antena es la propia malla de blindaje del
cable estereofónico de audio y quizás deba pasarla sintonizando una radio lejana
y buscando el lugar de mejor recepción.
El autor pegó el cable blindado al parabrisas a unos 3 cm por debajo del borde superior
del mismo atravesándolo de izquierda a derecha y luego lo llevó a las plaquetas.
Con los parlantes horizontales sobre la repisa trasera hay dos problemas. No se
escuchan los agudos y los parlantes se llenan de tierra. Una solución es agregar dos
tweeters de bocina conectados sobre los parlantes con capacitores en serie de 1 uF a 2,2
uF (pruebe con música o utilizando el audacity para establecer el corte en 5 KHz) no
polarizados (en el comercio se conocen como de polyester metalizado).
Otra que considero mas adecuada es construir dos gabinetes para los parlantes algo
mayores que el diámetro del mismo, pero sin el piso y perforar la repisa del tamaño de
piso abierto del bafle. De ese modo el volumen del gabinete acústico es todo el baúl del
coche y como los parlantes están verticales no se llenan de tierra y no requieren tweeter
respetando de este modo el concepto del diseño que indica que debe ser el sistema mas
barato posible de realizar.
Conclusiones
Yo no soy un autor fácil. De esos que le dice hagan “esto o aquello” y no le dan ninguna
explicación de los “porque o los como”. Un buen vaqueano explica como se encuentra

9. el camino sin perderse en el bosque. Y la electrónica actual es muy compleja y requiere
mucho tiempo para aprenderla; y mucha experiencia práctica. Hay que armar equipos
probarlos, modificarlos, preguntar, y sobre todo estudiar y pensar. Si no tiene tiempo
dedíquese a otra cosa porque no va aprender electrónica sin mucha dedicación.
Hoy terminamos el tema del audio analógico. Nos queda el tema de completar el
receptor de radio explicando como es una radio moderna del tipo superheterodino pero
no dijimos una sola palabra de los nuevos amplificadores de audio que son digitales.
Mas aun no hablamos de los circuitos digitales; solo tratamos la rama analógica salvo
una pequeña incursión por los microprocesadores programables.
Por ahora vaya poniendo el cartelito “Se reparan amplificadores de audio” porque
seguramente de ese tema ya sabe y está mejor equipado que muchos que se dedican al
tema y viven de él y no saben lo que es la potencia y como se mide.
Descargas
• Audacity: Editor y grabador de audio libre