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El sonido.

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INTRODUCIN GENERAL DEL TEMA, ESTUDIO TERICO, EL CANAL DE SONIDO, DEMODULADORES DE FRECUENCIA, EL DETECTOR EN CUADRATURA (COINCIDENCIA), EL DETECTOR DE RELACIN, DESACENTUACIN, UNA ETAPA DE SALIDA DE AUDIO PRCTICA, ESTUDIO CONCRETO DEL MODULO UTILIZADO

Agregado: 29 de AGOSTO de 2000 (Por ) | Palabras: 2852 | Votar! | Sin Votos | Sin comentarios | Agregar Comentario
Categoría: Apuntes y Monografas > Electrnica >
Material educativo de Alipso relacionado con sonido
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    SONIDO


    NOMBRE: CARLOS BRAVO

    CURSO: 4G

    FECHA DE ENTREGA:

    21 - 12 - 98


    INDICE


    1.- INTRODUCIN GENERAL DEL TEMA.............................................. 3

    2.- ESTUDIO TERICO............................................................................ 3

    EL CANAL DE SONIDO........................................................................ 3

    DEMODULADORES DE FRECUENCIA............................................... 3

    EL DETECTOR EN CUADRATURA (COINCIDENCIA)....................... 4

    EL DETECTOR DE RELACIN............................................................ 6

    DESACENTUACIN............................................................................. 7

    UNA ETAPA DE SALIDA DE AUDIO PRCTICA............................... 7

    3.- ESTUDIO CONCRETO DEL MODULO UTILIZADO EN EL LABORATORIO. 9

    4.- ACTIVIDADES EN EL TV, EXPLICACIN DE CADA UNA DE ESTAS ACTIVIDADES................................................................................................... 10

    5.- REPRESENTAR OSCILOGRAMAS Y TENSIONES EN EL EXQUEMA. 11

    1.- INTRODUCIN GENERAL DEL TEMA.

    La parte de sonido del televisor es la encargada de demodular la seal de FI obteniendola la seal moduladora, amplificarla y llevarla a los altavoces para poder escucharla.

    La amplificacin es muy importante para poder escucharla televisin en buenas condiciones.

    2.- ESTUDIO TERICO.

    EL CANAL DE SONIDO.

    En el sistema de televisin, la informacin de sonido est modulada en frecuencia en una portadora independiente separada de la portadora de imagen. Siguiendo el cambio de frecuencia en el sintonizador, la portadora de sonido se cambia a una FI, de 33,5 MHz y la portadora de vdeo a una FI, de 39.5 MHz. La diferencia entre las dos frecuencias intermedias que se sitan a 6 MHz se conoce como la frecuencia de interportadora de sonido y se utiliza para funciones de demodulacin. De esta forma, se resuelven los problemas de distorsin de sonido causados por derivas en el oscilador local en la unidad sintonizadora.


    Figura 1 Canal de sonido.

    La frecuencia de batido de la interportadora de 6 MHz se obtiene desde un dispositivo tal como un diodo que cuando se utiliza en la parte no lineal de sus caractersticas produce la suma y la diferencia de dos frecuencias de entrada distintas. El resultado es una frecuencia de batido de 6 MHz que contiene la informacin de frecuencia modulada que cuando se demodula reproduce la seal de sonido original. Idealmente, la interportadora de sonido debera tener una amplitud constante. Sin embargo, se encuentra presente alguna modulacin de amplitud debido a la FI, de imagen que est modulada en amplitud. Esta interferencia producir lo que se conoce como zumbido de imagen en la salida de audio a menos que se elimine mediante un circuito limitador antes de la demodulacin.

    En la figura 1 se muestra un diagrama de bloques de un canal de sonido. La salida de la etapa de deteccin de vdeo alimenta al filtro de 6 MHz o trampa, antes de ir a la etapa limitadora que contiene uno o ms amplificadores de recorte (o limitadores). Despus de la demodulacin de frecuencia. la seal de sonido se amplifica mediante un excitador antes de ir a la etapa de salida de AF y posteriormente al altavoz.

    DEMODULADORES DE FRECUENCIA.

    En la modulacin de frecuencia, la portadora de frecuencia desva por encima y por debajo su frecuencia central de acuerdo con la amplitud de la seal moduladora. El detector de FM o demodulador, por tanto, tiene que reconvertir las desviaciones de frecuencia en las seales originales.

    Hay dos tipos principales de demoduladores de FM que se utilizan en los receptores de TV: el detector de relacin y el detector de cuadratura (coincidencia).


    El primero utiliza componentes discretos y tiene la ventaja de proporcionar su propio rechazo a la modulacin de amplitud. El segundo, bastante ms complejo, se acomoda ms fcilmente dada su forma de circuito integrado y, en consecuencia, es mucho ms utilizado en los modernos receptores de TV.


    Figura 2 (a) Circuito sintonizado, (b) diagrama de fasores.

    El funcionamiento del detector de FM se basa en el hecho de que mientras la impedancia de un circuito sintonizado es resistiva a la frecuencia resonante, se vuelve inductiva si la frecuencia cae por debajo de la frecuencia resonante central y capacitiva si la frecuencia se eleva por encima de la frecuencia resonante. Obsrvese el circuito LC de la figura 2a. En la frecuencia sintonizada fo, el circuito es puramente resistivo con una tensin Vo en fase con la corriente i como se muestra en el diagrama de fasores de (b). Sin embargo, si la frecuencia cae por debajo de la frecuencia de resonancia. la tensin Vo adelanta a la corriente, y sucede lo contrario si se eleva sta, la tensin retrasa a la corriente. La cantidad de desviacin de fase se determina por la variacin desde la frecuencia sintonizada del circuito. Si la entrada al circuito fue en la interportadora de sonido entonces, a condicin que el circuito est sintonizado a 6 MHz, la deriva de fase representa la seal de sonido modulada original. En el detector de FM, su deriva de fase se traslada a una variacin de tensin para reproducir la seal de audio.

    EL DETECTOR EN CUADRATURA (COINCIDENCIA)

    En la figura 3 se muestra un diagrama esquemtico de un detector de frecuencia en cuadratura, donde LICl se sintoniza a 6 MHz. La entrada al detector es una onda senoidal recortada desde la etapa limitadora precedente. Los dos hilos que conducen la seal de entrada se conectan directamente a TRl y a TR3 y tambin se aplican entre terminales del circuito sintonizado mediante los dos condensadores C2 y C3. Con respecto al chasis, los dos hilos conducen dos ondas senoidales recortadas tadas en antifase. En la frecuencia central, LIC1 es puramente resistivo con su corriente i en fase con la tensin, vo, entre sus terminales. Sin embargo, la tensin de entrada Vi se aplica entre terminales de un circuito que se compone de LICl en serie con C2 y C3 como se muestra en la figura 4a. Como la reactancia de C2 y C3 es grande comparada con la resistencia del circuito sintonizado, la corriente i adelantada la tensin de entrada Vi en casi 90 (figura 4b). Por tanto, en la frecuencia central, V1 y V0 tienen una diferencia de fase de 90, usualmente conocida como cuadratura de fase; de ah se deriva el nombre del detector. Como se puede ver en la figura 3, esta corriente puede fluir hacia la resistencia de carga RL a condicin de que se cumpla una de las dos siguientes coincidencias: o bien TRl y TR2 o TR3 y TR4 estn en conduccin. De ah el nombre de coincidencia que se emplea algunas veces para estos tipos de demoduladores, TRl y TR2 conducen en los semiciclos alternos de la entrada, VI. TR3 y TR4, por otro lado, conducen en los semiciclos, alternos de la tensin V0 que se aplica a los dos transistores. Sin embargo, como la tensin V0 est desfasada 90 con Vl, entonces el rea de coincidencia para TRl/TR2 y TR3/TR4 sucede para un cuarto de ciclo nicamente (90) como se muestra la figura 5. Como la frecuencia de entrada se desva, las dos tensiones V1 y V0) ya no estn a 90, sino a un ngulo mayor o menor que 90. Cuando el dcsplazamiento de fase es mayor que 90, el rea de coincidencia se incrementa y fluye ms corriente hacia RL. Inversamente, cuando el desplazamiento de fase es menor de 90, el rco de coincidencia decrece y con ella la corriente a travs de RL. La corriente media a


    travs de la resistencia de carga RL, por tanto, vara con el propio

    Figura 3 Detector de cuadratura coincidencia.

    desplazamiento de fase que cambia de acuerdo con la desviacin de la interportadora de FM. Despus del alisado de la ondulacin por parte del condensador C4, la tensin de salida entre terminales de RL es una representacin precisa de la seal moduladora.

    El detector en cuadratura tiene varias ventajas. La ondulacin o rizado en la salida dobla la frecuencia de entrada de la interportadora de 6 MHz y, as, puede ser ms fcil de eliminar mediante un condensador conectado entre terminales a la resistencia de carga. El mismo

    Figura 4.

    condensador, si se elige correctamente, produce la desacentuacin necesaria. Este tipo de detector requiere un circuito sintonizado nico consiguindose un fcil alineamiento. Y finalmente, como este circuito es bsicamente una red de conmutacin, la salida depende solamente de la desviacin de frecuencia y no de la amplitud de la entrada, y si la amplitud proporcionada es lo suficientemente grande para la conmutacin apropiada, el detector suprime automticamente cualquier interferencia de AM.

    En la figura 6 se muestra el TBA 120, un circuito integrado que incorpora el detector en cuadratura, donde R302 es el control de volumen y el inductor S300/C304 es el circuito detector sintonizado.

    EL DETECTOR DE RELACIN.

    El circuito bsico para un detector de relacin se muestra en la figura 7 en donde C2 y C3 son dos condensadores para el desacoplo de RF y C4 es un condensador de desacoplo de AM. En la frecuencia central, las tensiones inducidas en el secundario, va y Vb estn desfasadas en 90 con la tensin del primario y la tensin entre terminales del devanado terciario vt. El circuito est completamente equilibrado con los diodos Dl y D2. conduciendo de la misma forma para dar una salida cero. Como la frecuencia se desva lejos de 6 MHz. la diferencia de fase ya no es de 90 sino que puede ser mayor o menor que 90 y las corrientes a travs de los diodos ya no sern iguales. Entonces se produce una tensin de salida que es una medida de la

    Figura 5. Desviacin.

    DESACENTUACIN.

    En la difusin por FM es normal introducir una preacentuacin en el transmisor reforzando por tanto las

    altas frecuencias de las seales de audio en comparacin con las frecuencias medias y bajas. Esto se realiza para eliminar la mayora del ruido que tambin tiende a ser predominante en las altas frecuencias. En el extremo receptor, la seal debe estar

    Figura 6 Chip de procesado de sonido TBA 120.


    sujeta a la desacentuacin mediante una atenuacin del contenido de agudos o de alta frecuencia de forma similar, pero opuesta, a la acentuacin del transmisor. La acentuacin se realiza mediante la utilizacin de un filtro y se expresa en trminos de la constante de tiempo del filtro. En Espaa se utiliza una preacentuacin de 50 micro segundos. El filtro para la desacentuacin tiene una constante de tiempo de 50 micro segundos y, por tanto, deber utilizarse en el receptor para

    Figura 7 Circuito detector de relacin.

    restaurar las frecuencias de audio a sus niveles relativos adecuados. En la figura 7, el dispositivo R3/C5 es un circuito de filtro, con una constante de tiempo de 47 micro segundos que proporciona la desacentuacin necesaria.

    UNA ETAPA DE SALIDA DE AUDIO PRCTICA.

    En la figura 8 se muestra el circuito de un amplificador de salida de audio utilizado en un receptor monocromo, 3VTl y 3VT2 forman un par excitador acoplado en cc, y 3VT3 y 3VT4 son los transistores de salida complementarios. Se utilizan varios bucles de realimentacin. El principal es 3R15/3C10 que proporciona la realimentacin de cc, y la realimentacin selectiva de ca, 3R12 proporciona solamente la realimentacin de ca. al emisor de 3VTl con el camino de realimentacin de c.c, bloqueado por 3C8.

    En la figura 9 se muestra una etapa de audio que emplea el CI SN76033N. El circuito integrado consiste en un preamplificador, un excitador y unas etapas complementarias de clase B. La seal de audio desde el detector se aplica a la patilla 1 mediante la red de control de tono R801\R802\R803\C802\C805\C804. Las resistencias R804y R805 proporcionan la polarizacin de cc, al preamplificador con Figura 8 Etapa de salida de sonido (Bush)

    C803 como condensador de desacoplo, C812 y R810 se utilizan para compensar la carga reactiva del altavoz. Los amplificadores del circuito integrado son capaces de muy altas ganancias; consecuentemente su respuesta en frecuencia debe ser hecha a medida para obtener el ancho de banda adecuado y para evitar inestabilidades.


    R806\C807\C806 proporcionan la adecuada frecuencia mientras que la compensacin de alta frecuencia se realiza mediante C808. El circuito integrado no trabaja hasta que C807 tiene cargada aproximadamente la mitad del potencial de alimentacin. R808 se elige para proporcionar la constante de tiempo deseable para que cuando se conecte, el amplificador se

    Figura 9 Salida de sonido utilizando un chip amplificador SN76033.

    amortige durante un breve periodo de tiempo para eliminar el ruido indeseable.

    3.- ESTUDIO CONCRETO DEL MODULO UTILIZADO EN EL LABORATORIO.

    El integrado TBA 120 es un amplificador demodulador de FI para FM.

    Este integrado toma la seal del modulo de FI por la patilla 14, esta seal modulada en frecuencia, el integrado la demodula y obtiene la seal moduladora de FM y la amplifica.

    La frecuencia intermedia es de 55MHz y entra por la patilla 14. La salida de seal de baja frecuencia es por la patilla 8, la alimentacin del integrado se hace mediante la patilla 11 y la patilla 1 que corresponde a masa.

    La tensin de salida se controla mediante la patilla 5, ha esta patilla la controla el micro y enva una tensin continua.

    Cuando se barra el volumen con el mando la varia el micro.

    El TDA 2002 es un amplificador de potencia integrado capaz de suministrar una potencia de %W sobre una carga de 8 Ohmios.

    Este integrado recibe la seal de baja frecuencia mediante la patilla 1 y la salida amplificada se obtiene mediante la patilla 4 llebandola a los altavoces.

    Este integrado se alimenta por la patilla 5 y la patilla de masa es la patilla 3.


    El esquema de bloques es el siguiente:


    4.- ACTIVIDADES EN EL TV, EXPLICACIN DE CADA UNA DE ESTAS ACTIVIDADES.

    4.1.- Medir las tensiones en cc, sobre las patillas siguientes del integrado TBA120 T: 2, 7, 8, 9, 10, 1, 12, 13.

    4.2.- Medir tensiones en cc, sobre las patillas siguientes del integrado TDA 20002: 5, 1, 2, y 4.

    4.3.- Medir el consumo del modulo de sonido, en la posicin de volumen para que el integrado TDA2002, de 1W de potencia a 10000 \s, sobre una resistencia de 8 ohmios/4 Watios, sobre la resistencia 56 oh/1W.

    El consumo es de 194mA.

    4.4.- Aplicar en la antena una seal de RF (Canal 5), con una modulacin de sonido de 1000 c\s y obtener el nivel de salida en el pin 8 del integrado TBA120 T, en funcin de la tensin continua aplicada a pin 5 y obtener la curva siguiente:



    Esta actividad nos quiere decir que el volumen cuando se varia , el micro manda la informacin a la patilla 5 del TBA120 para que vare la salida.

    5.- Medir la distorsin armnica que se obtiene a la salida del TBA120 T, pin 8 en las siguientes condiciones:

    -         Nivel de salida 300mV; a 1000 c\s.

    As mismo medir el nivel de salida y distorsin de salida en el negativo del condensador C4 de PS.

    A la salida del TBA120, con las condiciones de nivel de salida de 300mV, a 1000 c\s se obtiene una distorsin de 84%.

    El nivel de seal y distorsin de salida en el negativo de C4 es una seal de 700mV y una distorsin de 1106%.

    6.- Soldar una resistencia de 47K entre el pin 11 y pin 13 del TBA120. Observar que el aparato se ha enmudecido.

    Aplicar entonces seal de baja frecuencia con un generador a negativo de C8 de PS (patillas 2 y 6 del euroconector) y obtener la curva de respuesta de frecuencias en las condiciones siguientes:

    -         Margen de frecuencias: 20, 100, 500hz, 5k, 10, 15, 20, 40, 70K.

    -         Sustituir el altavoz por una resistencia de 8Ohmios /4W.

    -         Aplicar un nivel de BF de 270 mV (rms) y actuar sobre el potencimetro de volumen hasta obtener sobre la carga del altavoz una potencia de unos 500mW.

    -         Manteniendo fijo niveles de entrada y control de volumen variar la frecuencia de entrada y obtener la curva de respuesta del canal de baja frecuencia del TV, reflejndola en la curva de respuesta siguiente:



    7.- Obtener el valor de potencia mxima sobre la resistencia de carga del altavoz para una distorsin del 1% y del 10%, a 1000 c\s, en las condiciones siguientes:

    -         Nivel de entrada 270mV, en negativo de C8 (patillas 2 y 6 del euroconector).

    -         Poner el potencimetro de volumen en la posicin adecuada hasta obtener los niveles de potencia indicados anteriormente.

    Para una distorsin de 1% se obtiene una potencia de 05W.

    Para una distorsin de 10% se obtiene una potencia de 10W.

    5.- REPRESENTAR OSCILOGRAMAS Y TENSIONES EN EL EXQUEMA.

    Realizadas en las paginas siguientes.

    6.- CONCLUSIONES PERSONALES..

    El modulo de sonido est formado por dos integrados, el TBA120 y el integrado de potencia TDA 2002. El TBA120 es el encargado de demodular la seal procedente de FI y de controlar el volumen mediante tensin.

    El TDA 2002 es el encargado de suministrar a los altavoces la potencia necesaria para su correcto funcionamiento.


     
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