a musica è sempre stata compagna fedele dell’uo-mo il quale, durante il proprio percorso evolutivo,

non ha mai potuto farne a meno. Di fatto la storia ècostellata di grandi musicisti, compositori, direttori diorchestra, gruppi, cantautori e semplici tecnici del suonoche, con il loro lavoro hanno prodotto infinite variazionisul tema, generi e ritmi di tutti i tipi al punto che, sicu-ramente, ciascuno di noi può trovare qualcosa che loappassioni e lo soddisfi. Spesso, tuttavia, la frenesiaquotidiana ci travolge al punto da non farci accorgere diquanto siamo circondati dalla musica: il suono dolce o

graffiante di uno strumento musicale, il rombo deltuono, il soffio di un alito di vento, il canto aggraziato diun usignolo, la risacca del mare sulla battigia o le voci dibambini che giocano... Parafrasando il detto “la bellezzaè negli occhi di chi guarda” si potrebbe dire che “lamusica è nell’udito di chi ascolta”, basta saper ascoltaree aprire mente e cuore alle sensazioni che ne scaturisco-no... C’è poi un altro ostacolo: la differenza tra l’ascoltodal vivo e quello tra le pareti domestiche che è notevole:perchè un brano musicale alla radio non ci fa vivere lestesse sensazioni di un ascolto dal vivo? Beh, assistere di

Elettronica Innovativa

di Cristiano Ruggeri

Elettronica In - febbraio 2007 29

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!

Dispone di un amplificatore da 100Watt rms e di un filtroattivo: ideale per esaltare le basse frequenze dell�impiantoHi-Fi. È collegabile sia all�uscita preamplificatadello stereo chein parallelo allecasse acustiche. Si accende automaticamentein presenza di unsegnale audio di almeno 5 mV. Completo di filtropassa-basso regolabile.

30 febbraio 2007 - Elettronica In

S c h e m a 1 - S c h e m a 1 - AA ll ii mm ee nn tt aa zz ii oo nn eeAA ll ii mm ee nn tt aa zz ii oo nn ee

S c h e m a 2 - S c h e m a 2 - FF II LL TT RR OOFF II LL TT RR OO

* Modo di funzionamento

SubwooferR61 non montataR23 da 1 kohm

Full rangeR61 da 1,8 kohmR23 non montata

Full Range + 6 dB bass BoostR61 da 1,8 kohmR23 da 1kohm

persona ad un concerto è un’espe-rienza unica: la struttura dell’am-biente provoca una serie di fenome-ni acustici che influiscono sullecaratteristiche del suono e della qua-lità di ascolto: profondità, spazialità,“acustica” diventano quindi unicheper quell’ambiente: una sala da con-certo, un anfiteatro, un palco in unostadio, il salotto di casa propriaapplicano allo stesso suono (brano ocinguettio che sia) sfumature e sen-sazioni di ascolto differenti. Non potendo disporre di sale daascolto o anfiteatri, ai più resta soloil salotto di casa, nel quale trovaposto un impianto Hi-Fi con cui ten-tare di rivivere, anche se un po’ (avolte troppo!) affievolite dalla suaeconomicità, le sensazioni origina-rie. In audiofilia si dice che un

impianto suona come suona l’anellopiù debole della catena da cui ècomposto: sarebbe infatti un contro-senso accoppiare un amplificatore eun giradischi eccezionali a diffusorisimili a poco più che un altoparlantein una scatola per scarpe. È opinio-ne di chi scrive che i diffusori deb-bano essere l’anello più forte dellacatena, perchè ad essi è affidato ilcompito della conversione delsegnale da elettrico a meccanico e ilnostro orecchio, appunto, percepi-sce le vibrazioni meccaniche dell’a-ria messa in movimento dai conidell’altoparlante.Solitamente i sistemi Hi-Fi riprodu-cono l'intera gamma udibile attra-verso due diffusori acustici (stereo)aventi ognuno almeno due trasdutto-ri: un “mid-woofer” per i mediobassi e un “tweeter” per i medioalti,filtrati tramite un filtro “cross-over”tagliato tra i 2 e i 3 kHz. Diversesono le scuole di pensiero relativa-mente al numero di altoparlanti (1,2, 3 o più), alla geometria del mobi-le (sospensione pneumatica in cassachiusa, bass-reflex in cassa apertacon tubo di accordo anteriore oposteriore...), alle dimensioni, al fil-traggio... Il fine ultimo è comunquesempre quello di provare piacereascoltando un brano musicale o,perchè no, anche vedendo un film:non dimentichiamo che se in campomusicale si parla di stereofonia, inambito cinematografico domesticola polifonia è la “specie dominante”(AC3, ProLogic, DTS, THX, THX2sono tutti standard che riproducono

fedelmente anche la spazialitàfacendo uso almeno di cinque diffu-sori). Tante sono le cose dette, ealtrettante se ne potrebbero dire...Ma poi, troppo spesso, la scelta ècondizionata da tre fattori che esula-no dall’aspetto squisitamente acusti-co: costo, dimensioni e spazio a dis-posizione che limitano le prestazio-ni. Da questo punto di vista la tec-nologia ci può essere d’aiuto: studiapprofonditi hanno dimostrato chel’orecchio umano medio non riescea percepire la direzione di prove-nienza dei suoni gravi al di sotto dei100-150 Hz, tipicamente riprodottida grossi altoparlanti accordati sumobili di decine di litri. Da ciò si èdedotto che (ci perdonino gli audio-fili) due piccoli diffusori a due vieda scaffale (bookshelf) associati adun subwoofer (diffusore da pavi-mento tarato per riprodurre bene econ una certa energia solo le bassefrequenze tagliate dai bookshelf)non suonano peggio di due diffusoria 2 / 3 vie di dimensioni importantiin grado di riprodurre le stesse fre-quenze gravi. Oggi il mercato offremolti sistemi “2 bookshelf + 1 sub-woofer”, e alcuni stupiscono piace-volmente per prestazioni e prezzo.Però non è facile trovare il solo sub-woofer, buono, economico, piccoloe facile da posizionare, che lavoribene insieme a due bookshelf giàesistenti e carenti di “bassi”. Bene: quel sobwoofer ve lo propo-niamo noi con questo progetto, cheoltre a rispondere a questi requisiti,è anche facile da costruire.

Elettronica In - febbraio 2007 31

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- Sistema bass-reflex- Potenza 100 Wrms /4 ohm (10%THD)- Filtro a banda larga: 25 - 110 Hz (-6 dB)- Filtro a banda stretta 18 - 65 Hz (-6 dB)- Due altoparlanti da 5,5� / 8 ohm- Sensibilità 500 mV- Alimentazione 120/230 Vac con Auto On

Sp

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Il circuito richiede un sistemad'alimentazione a tensione dualea due standard: ±15 volt e ±35volt. La tensione più bassa provvede alle necessità dei circuitiintegrati, dei componenti attivi usatiper il controllo dell'alimentazionestessa e per il filtro attivo passabasso. Quella a ±35 volt consenteil funzionamento dello stadiofinale di potenza.

Schema elettricoNel corso dell’analisi di questo pro-getto, abbiamo deciso di teneredistinta la parte elettronica dallaparte meccanica vera e propria,soluzione questa che ci permette direndere più facile la presentazione.Iniziamo quindi a descrivere la parteelettronica del subwoofer che, ricor-diamo, è di tipo “attivo” cioè dotatodi amplificazione e alimentazionepropria.I blocchi funzionali attivi sono quat-tro: un alimentatore a più tensionid'uscita, un filtro passa basso chetaglia le frequenze medio-alte,l'amplificatore e, infine, un circuitodi controllo grazie al quale è possi-bile far accendere automaticamenteil sub in presenza di segnale audioagli ingressi.

L'alimentazioneLa tensione alternata a 220 voltviene applicata all'avvolgimento pri-mario di un trasformatore toroidalecon doppio secondario da 25 Vac,

dal quale si ricavano poi le tensionidi ±35V per l’amplificatore dipotenza, di ±15V per le sezioni ana-logiche di preamplificazione e fil-traggio nonchè i +5 volt per il con-trollo automatico di accensione.Relativamente al trasformatore,occorre prestare solo attenzione aicolori dei fili, come indicato nelloschema 1: i fili grigio e rosso vannocollegati ai morsetti ACO, mentre ifili blu e giallo vanno ai morsetti AC.Con questa configurazione si ricavaun unico secondario da 50 V conpresa centrale.Partendo dai morsetti del trasforma-tore, il primo elemento che troviamoè il ponte raddrizzatore (di Graetz)costituito dai quattro diodi D7, D8,D9, D10 seguito dai condensatoriC30 (ramo positivo) e C31 (ramonegativo). Questa particolare confi-gurazione consente di ricavare latensione duale di ±35 Vcc rispetto amassa. Tale tensione raggiungequindi l'ingresso di un doppio rego-latore lineare basato su due diodi

Zener, ai capi dei quali si trovano+15 V (ZD4) e -15 V (ZD3), tensio-ni utilizzate, come già accennato,per alimentare gli operazionali delfiltro attivo e del rilevatore di segna-le audio necessario al controllo auto-matico di accensione. Questo com-pito è affidato al microcontrolloreIC3, un PIC10F200 inserito nelmodulo d'alimentazione. Per ottene-re i 5 volt necessari all’alimentazio-ne del micro, si parte dalla coppia didiodi D5 e D6 che insieme al con-densatore C34 realizzano un rad-drizzatore a doppia semionda contrasformatore a presa centrale. Dai+35 volt otteniamo sia i 5 V per ilmicro attraverso la resistenza dicaduta R38 e il diodo Zener ZD1, siai 24 V necessari al relé di accensio-ne automatica, che ora descriviamo.Mettendo il deviatore SW2 in Auto,la presenza di un segnale audioall'ingresso del subwoofer forza ilmicrocontrollore a polarizzare attra-verso le resistenze R39/R40 la basedel transistor T1, il quale provoca

32 febbraio 2007 - Elettronica In

S c h e m a 3 - S c h e m a 3 - FF II NN AA LL EEFF II NN AA LL EE D I P O T E N Z AP O T E N Z A

l'eccitazione della bobina del reléRY1 (alimentata tramite la resisten-za R33) quindi la chiusura dei con-tatti C sugli NA e il passaggio dellacorrente dal secondario del trasfor-matore al modulo amplificatore dipotenza tramite i collegamenti AC1e AC2. Il relé resta eccitato finquando c'è segnale audio agli ingres-si del subwoofer. Ma come fa ilmicro a rilevare la presenza delsegnale? Per comprenderlo bisognaguardare lo schema 2 (Filtro) checontiene, oltre al filtro attivo, unblocco simile a un vox; in esso, l'am-plificatore operazionale IC2a ampli-fica il segnale audio proveniente dalmiscelatore/amplificatore IC1, resti-tuendo un segnale variabile che poiviene squadrato da R19 insieme aidiodi D1 e ZD2. Mentre D1 eliminala componente audio negativa, ZD2limita l'ampiezza della tensione con-tinua a 5 V. L'uscita dello squadrato-re raggiunge la linea AUTO e portaal pin GP0 del micro lo stato logicoalto quando all'ingresso è applicatoun segnale BF con un’ampiezza dialmeno 5 mV. In mancanza di segna-le, il micro disattiva il relé.Nel modulo Alimentazione sonopresenti anche i diodi led LD1 eLD2; il primo funge da spia di pre-senza dell'alimentazione principale(è alimentato dai 35 V presenti aicapi del C34) mentre il secondoserve a segnalare quando il relé èeccitato e l'amplificatore del sub-woofer risulta acceso. Si noti che essi passano attraverso inconnettore CN2, il cui scopo è per-mettere di aggiungere altri due led disegnalazione, ad esempio sul fronta-

Elettronica In - febbraio 2007 33

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le, essendo LD1 e LD2 montati sulretro. Nel caso non si volesserosegnalazioni aggiuntive, collegare ilpin 1 al 2 ed il pin 3 al 4. Si osservi, infine, che portando ildeviatore SW2 a ON, si esclude ilrilevatore di segnale e il subwooferrisulta sempre in funzione.

nente stereofonica viene miscelatadal mixer, realizzato dall'operazio-nale IC1a montato nella configura-zione invertente e dalle resistenzeR1, R2, R12, R13; il guadagno intensione dello stadio è dato dalrapporto R7/R, (dove R = R1, R2,R12 o R13) ed è sempre circa 2. Il

miscelatore ricava un unico segna-le audio, in opposizione di fase,che entra in un secondo operazio-nale, IC1b, il cui compito è ripri-stinare, se lo si ritiene necessario,la corretta fase del segnale. Alloscopo utilizziamo il deviatore SW1con cui, cortocircuitando a massail piedino 5 dell'amplificatore ope-razionale, si determina un'inversio-ne di fase che compensa quellacausata da IC1a, mentre nell'altraposizione IC1b si comporta da buf-fer non invertente.Ora focalizziamo la nostra atten-zione sul pin 7 di IC1, dal quale ilsegnale prende due strade: il filtrodei bassi e l'ingresso del circuito dicontrollo automatico dell'alimen-tazione allo stadio finale, del qualeperò abbiamo già parlato.Il compito di filtrare il segnaleaudio per inviare le sole bassissimefrequenze allo stadio finale è asse-gnato al filtro attivo passa-bassorealizzato con amplificatori opera-zionali e visibile nello schema 2.

Mixer e filtro passa bassoL'ingresso del subwoofer è statoprogettato in modo da consentireuna doppia possibilità di collega-mento alla sorgente sonora, siatramite l'uscita preamplificataeventualmente presente sull’ampli-ficatore di potenza (linea), siadirettamente ai morsetti per lecasse acustiche (potenza).Ovviamente non è possibile utiliz-zare contemporaneamente gliingressi di linea e quelli di poten-za! Potete comprendere il perchéanalizzando lo schema del filtro:gli ingressi a basso livello sonoriferiti alla massa, mentre quellicon cui collegarsi alle cassedell'Hi-Fi no; questa scelta è statafatta perché alcuni finali hanno l'u-scita a ponte, non riferita a massa,quindi unendo il negativo si corto-circuiterebbero le uscite di potenzasulla massa di amplificatore e sub-woofer.Nello schema 2, le prese per utiliz-zare il segnale audio prelevatodalle casse acustiche sono stateindicate con High In (R/L) mentrele altre si chiamano Low In (L/R).Il segnale prelevato in paralleloalle casse acustiche deve essereattenuato; a ciò provvede la reteresistiva R8, R9, R10, R11 per l'in-put Right e la rete R3, R4, R5, R6per l'ingresso Left. Qualunquesiano le prese utilizzate, la compo-

Ecco come si presenta lo stadio finale dell'amplificatore, del filtro e delle sezioni di controllo della tensione d'alimentazione a ±35 volt,una volta effettuato il montaggio sul pannellometallico. Notate la presenza di pasta al silicone,necessaria per dissipare meglio il calore generatodai finali Darlington durante il funzionamento.

34 febbraio 2007 - Elettronica In

P I A N O D I m o n t a g g i om o n t a g g i o

ELENCO COMPONENTI:R1, R2, R12, R13, R15, R17: 22 kohmR3, R4, R8, R11: 0 ohmR5, R9: 100 ohmR6: 470 ohmR7: 47 kohm R10: 470 ohmR14, R22: 33 kohmR16, R19: 10 kohmR18, R20, R23: 1 kohmR21: 220 ohmR24: 100 kohmR25: 390 kohmR26: 15 kohmR27: 470 ohmR28: 15 kohm

R29, R30: 100 kohmR31, R32: 820 ohmR33: 560 ohmR34÷R37, R39: 10 kohmR38: 2,7 kohmR40: 100 kohmR41: 33 kohmR42: 100 ohmR43: 47 kohmR44: 330 ohmR45: 220 ohmR46: 47 ohmR47, R49, R50, R52, R54: 3,3 kohmR48: 680 ohmR51: 10 ohm

R53: 1,5 kohmR55: 680 ohmR56: 1 kohmR57: 220 ohmR58: 47 ohmR59, R60: 0,47 ohm 5WR61: 1,8 kohmR62: 470 ohmC1, C2: 390 pF ceramicoC3÷C10: 100 nF multistratoC11, C12: 680 pF ceramicoC13÷C16: 47 nF multistratoC17: 1 nF multistratoC18: 100 pF ceramicoC19: 10 nF multistrato

Elettronica In - febbraio 2007 35

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C20: 0,047 µF 63 VL poliestereC21: 0,068 µF 63 VL poliestereC22: 4700 pF 100 VL poliestereC23, C24: 0,022 µF 63 VL poliestereC25÷C28: 10 µF 35 VL elettroliticoC29: 22 µF 50 VL elettroliticoC30÷C35: 100 µF 50 VL elettroliticoC36: 470 µF 16 VL elettroliticoC37, C38: 3300 µF 50 VL elettroliticoT1, T2: BC547T3, T4: BC640T5: BC557T6: BC639T7: BC547D1: BAT85

D2÷D4: 1N4148D5÷D10, D15: 1N4007D11÷D14: 1N5404ZD1, ZD2: zener 5,1 VZD3, ZD4: zener 15 VZD5: zener 9,1 VLD1÷LD3: led 3 mm rossoRV1, RV2: potenziometro 50 kohmRV3: trimmer 1 kohm MORY1: Relé 24Vdc/5A 2 scambiIC1: TL074IC2: TL072IC3: PIC10F200 (VK8077)SW1: Switch 2 vieSW2: Switch 2 vie

Varie:- zoccolo 4+4 (2 pz.)- zoccolo 14+14- Strip maschio 4 pin- Strip maschio 5 pin 90°- Strip maschio 6 pin 90° (2 pz.)- Faston maschio (6 pz.)- Connettore RCA femmina verticale

da CS (4 pz.)- Porta fusibile da pannello- Fusibile 2A- Switch ON/OFF con luce di indicazione- Presa non polarizzata C7 da pannello- Trasformatore toroidale 100VA 2 x 25 V- Circuito stampato

I deviatori SW1 e SW2,fissati meccanicamente alcircuito stampato, vannoconnessi elettricamente allerispettive piazzole utilizzandodegli spezzoni di filo.I transistor di potenza producono una discretaquantità di calore che vaopportunamente dissipata. Il pannello in metallo a cui è ancorata la basetta grazie a dei distanziatori,assolve bene a questo compito. Fra il corpo deltransistor ed il pannello deve essere interposto unfoglietto isolante di mica espalmata della pasta chefavorisce la conduzione termica. Per proteggere lostadio finale da problemi diderivazione termica vengonoutilizzati il diodo D15 ed iltransistor T7: il loro corpodeve essere posto in mododa "sentire" il calore del pannello di dissipazione. Per favorire la trasmissionedel calore, tra il case deicomponenti e la superficieabbiamo inserito della pastaconduttiva. Il piano di montaggio riportato a destraè in scala 85%. I controllipreliminari di tensione vannoeffettuati senza i circuitiintegrati.

Dal piedino 7 dell'IC1 il segnale abanda audio raggiunge, tramite ilcondensatore C26, il potenziome-tro RV1 che opera da controllo delvolume d'uscita del subwoofer. Daqui inizia il filtro vero e proprio;più esattamente, IC2b e IC2c for-mano un filtro passa-banda i cuiestremi sono regolabili a 18÷25 Hze 65÷110 Hz (a -6 dB) in base allaposizione del cursore del doppiopotenziometro RV2. I circuiti com-posti da R22-RV2B-C21 e R14-RV2A-C20 realizzano due celle difiltro passa-basso che precedonol’operazionale IC2d, usato comeadattatore da alta a bassaimpedenza. Il filtro nel complesso presentaun'attenuazione di 40 dB/decade,ovvero 12 dB/ottava. Il segnale audio filtrato è disponi-bile al pin 14 di IC2d e da questopunto, che abbiamo chiamatoAMP, raggiunge l'ingresso dellostadio di potenza.

Amplificatore di potenzae protezioneVisibile nello schema 3, esso realiz-za un circuito monofonico che puòessere suddiviso in tre blocchi fun-zionali: alimentatore, differenzialed'ingresso, amplificatore pilota, sta-dio finale e protezione in corrente.Iniziamo dall'alimentatore, moltosemplice, realizzato con un ponte diGraetz formato da quattro diodi alsilicio (D11, 12, 13 e 14) che ricevetensione tramite le linee AC1 e AC2,controllate dal relé del modulo d'ali-mentazione. A valle del ponte, C9 eC38 filtrano la componente raddriz-zata positiva, rendendola continua,mentre C10 e C37 fanno altrettantosul ramo negativo. LD3 indica lapresenza della tensione duale.Veniamo adesso alla sezione audio,che descriveremo solo per sommicapi, risparmiandovi tutta la teoriadelle retroazioni di tensione e cor-rente. Partendo da sinistra, il primostadio che troviamo è lo stadio d'in-gresso, un amplificatore differen-ziale i cui due input sono costituitidalle basi dei transistor T3 e T4;

mentre il primo è il pre-pilota del-l'amplificatore, il secondo si occupadella retroazione in base al segnaleche riceve dalla rete di reazione for-mata da R50/C15 (che preleva diret-tamente parte del segnale in uscita)e R42/C36. Il segnale audio prove-niente dal filtro è applicato all’in-gresso del differenziale (AMP),quindi ai capi del bipolo R43/C14,che funziona da filtro contro i dis-turbi ad alta frequenza; attraversan-do l'elettrolitico di disaccoppiamen-to C28, raggiunge quindi la base delT3. Quest'ultimo lo amplifica in ten-sione presentandolo sul proprio col-lettore in opposizione di fase rispet-to all’ingresso. La tensione di col-lettore viene utilizzata per pilotarela base del transistor T6, un NPNimpiegato come pilota della coppiafinale T8/T9. Esso amplifica ulte-riormente il segnale e lo ruota nuo-vamente di fase, in modo da com-pensare lo sfasamento introdotto daldifferenziale e garantire una perfettacoerenza di fase tra la componenteai capi dell'altoparlante e quellaapplicata all'ingresso dell'intero cir-

36 febbraio 2007 - Elettronica In

La tensione necessaria al funzionamento del Subwoofer,è ricavata collegando alla reteelettrica un trasformatoretoroidale con doppio secondarioa presa centrale.

Terminale libero

MARRONEARANCIO

NERO

NERO

NERO

dado

vite

disco metallico

rondellain gomma

rondellain gomma

trasformatore

cuito. La corrente nel suo collettoredipende sia dai valori delle resisten-ze RV3, R53, R54, R55, R56, chedalla conduzione del transistor T7.Le variazioni, dovute alla compo-nente audio determinano analoghefluttuazioni della polarizzazionedella base del T8 e di quella del T9,

Elettronica In - febbraio 2007 37

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altrimenti costanti e predefinite alfine di ottenere il funzionamento inclasse AB. Più esattamente, quandoil segnale all'ingresso dell'amplifica-tore cresce di livello ed è positivo,T3 tende all'interdizione ed il poten-ziale sul suo collettore diviene piùnegativo, facendo così diminuire la

polarizzazione del T6 e la correntedi collettore di quest'ultimo; ciòriduce la caduta sulla serie RV3,R53, R54, R55, R56, e fa salire siail potenziale alla base del T8, siaquello che polarizza il finale T9. Inquesto modo T8 tende ad interdirsimentre T9 inizia a condurre propor-

La costruzione del mobile

Il box del Subwoofer è compostoda tre coppie di pannelli le cuimisure sono riportate in dettaglionei disegni pubblicati in questapagina. Oltre ad essi servono dellebarrette di legno con sezione10x15 mm per il fissaggio del pan-nello amplificatore. A destra, pianodi foratura per la disposizione deglialtoparlanti e del tubo di regolazio-ne meccanica dell'efficienza dellacassa attiva per basse frequenze,si raccomanda l'assoluto rispettodelle misure indicate. L�ultima fasedi lavoro consiste nell�assemblag-gio della cassa acustica, le partisono fissate con viti da legno atesta piatta, colla e silicone. Il sili-cone, insieme alle viti, permette diancorare facilmente i diffusori acu-stici, eliminando gli sfiati d�aria.Nota di falegnameria: non è con-veniente avvitare direttamente leviti per legno nel fianco (spessosolo 18 mm) dei vari pannellisenza avere prima fatto un foro

Collegareil Subwoofer

guida perchè si corre il rischio di far�aprire� il pannello. È invece buonanorma fare sempre un foro guidacon una punta del diametro internodella vite (2 mm per una vite da 4mm, 2,5 mm per 4,5 mm).

38 febbraio 2007 - Elettronica In

zionalmente al segnale applicato iningresso. I due elementi di potenzain questione sono dei transistorDarlington ad elevato guadagno.Quelli da noi impiegati sono iTIP142 e TIP147, rispettivamenteNPN e PNP, e costituiscono unacoppia complementare; la sceltanasce dall'elevato guadagno in cor-rente che un Darlington può dare eche ci permette di semplificare l'am-plificatore risparmiando una coppiadi transistor driver, altrimenti neces-saria a fornire alle basi di comuniBJT la corrente necessaria. Comegià anticipato, quando il potenzialesul collettore del driver T6 cresce,T9 tende a condurre sempre piùaumentando la corrente erogata alcarico (altoparlante) dal proprioemettitore; ne deriva un incrementodella tensione d'uscita, in pienoaccordo con quanto accade ai mor-setti d'ingresso (AMP/GND). Nelfrattempo T8, essendo un PNP, vasempre più interdicendosi, così danon ostacolare l'attività del T9.

aumento della Vbe del DarlingtonT8, il quale tende a condurre sem-pre più. Ora, rispetto al caso pre-cedente, la situazione è ribaltata:la tensione ai capi dell'altoparlan-te diviene negativa, ancora in per-fetto accordo con quanto accadeall'ingresso dell'amplificatore. Inmancanza di segnale, entra ingioco T7, che ha la duplice fun-zione di regolatore della corrente

Vediamo ora quel che accade quan-do il segnale diminuisce d'ampiezzadivenendo negativo rispetto amassa: in tal caso T3 è spinto a con-durre sempre più, perché è un PNP;la corrente nel suo collettore crescee fa aumentare quella nella base delT6. Ciò forza un incremento dellacorrente che fluisce nel collettore diquest'ultimo e quindi la caduta sullaR53 e sulle altre resistenze di serie,determinando una progressiva ridu-zione della polarizzazione del finaleT9 (che pertanto s'interdice) e un

di riposo e stabilizzatore termico; lacorrente di riposo è quella che il cir-cuito assorbe quando non amplificala BF e serve a far sì che i transistorrispondano subito al segnale senzadover attendere che esso superi leloro tensioni di soglia (funziona-mento in classe AB). Il circuito èpolarizzato in modo che tutti i suoitransistor siano in leggera conduzio-ne, il che determina un assorbimen-to fittizio dovuto principalmente aifinali, la cui corrente è determinatadalla caduta di tensione collettore-

La sequenza per il taglio dellesedi per gli altoparlanti nonchè la

finitura con carta abrasiva.

offre la possibilità di pubblicare sulla più prestigiosa rivista italiana di elettronica applicata progetti pratici ed articoli teorici. Pur disponendo di un'adeguata struttura redazionale e di R&D, un travaso esterno di idee, suggerimenti e

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emettitore del T7, tensione a suavolta dipendente dalla polarizzazio-ne che il trimmer RV3 opera sullabase dello stesso T7. Per l'esattezza,più si porta il cursore del trimmerverso il collettore, più si aumenta lasua Vbe, determinando un incre-mento della corrente di collettore eun conseguente abbassamento dellaVce del T7, il che riduce la Vbe deifinali e quindi ne diminuisce la ten-sione di polarizzazione di base eperciò la corrente assorbita; vicever-sa, riducendo la tensione tra base edemettitore (cursore del trimmerverso R15), il T7 va interdicendosi ecrescono la sua Vce, la tensione chepolarizza T8 e T9, e la corrente diriposo.T7 ha anche la funzione di stabiliz-zare termicamente lo stadio dipotenza, perché è appoggiato al dis-sipatore dei Darlington in modo dariscaldarsi con loro: al crescere dellatemperatura la sua conduzioneaumenta, cosicché la caduta tra col-lettore ed emettitore scende ridu-cendo di pari passo la tensione chepolarizza T8 e T9, quindi la lorocorrente e la potenza che dissipano,raffreddandosi di conseguenza.Analizziamo ora la protezione incorrente, inserita per tutelare i trans-istor di potenza in caso d'eccessivoassorbimento. Essendo simmetrica(una per ogni Darlington) ci limitia-mo a studiare il funzionamento diuna sola. Prendiamo in esame lasezione riguardante T8: normal-mente la corrente d'emettitore (lastessa che attraversa l'altoparlantedurante la semionda negativa) è taleche la caduta ai capi della R59 nonpermette il superamento della Vbedi soglia del T5. Quando si verificaun picco d'assorbimento, la tensioneai capi della R59 diviene sufficientea far cadere sulla R46 più di 0,6volt, cosicché T5 va in conduzioneed il suo collettore aggiunge corren-te nella R44, innalzando il potenzia-le della base del rispettivo finale(T8) in misura legata al livello del

sovraccarico; ciò basta a limitare lacorrente che scorre tra collettore edemettitore del Darlington riportan-dola entro i livelli di sicurezza. Sinoti il diodo D4, la cui funzione èevitare che l'entrata in conduzionedel T5 sia troppo rapida. La rete diprotezione è dimensionata affinchéil transistor cominci a condurrequando la corrente d'emettitore delrispettivo finale supera i 6,3 A, quin-di oltre il limite raggiunto in corri-spondenza dell'erogazione dellamassima potenza (5 A).

Realizzazionedel circuitoLa costruzione del subwooferrichiede una certa manualità, sia permontare e tarare la scheda, sia perassemblare la cassa acustica entrocui fissare gli altoparlanti ed il pan-nello di controllo. Iniziamo la costruzione organizzan-do i componenti da saldare allabasetta; consigliamo di montareprima quelli a basso profilo tipo iponticelli, che corrispondono anchea tutte le resistenze da 0 Ohm. Quindi procediamo con resistenze ediodi (prestare attenzione al catodo,identificato dalla fascetta colorata).Sul piano della basetta è necessarioporre delle strip a passo 2,54 mmche ci serviranno per montare itransistor finali, il diodo D15 ed iltransistor T7. Lungo la linea di mezzeria dellabasetta, nei pressi dei diodi1N5404, bisogna fissare il led LD3(attenzione alla polarità). Inserite esaldate gli zoccoli per gli integratiIC1, IC2 e IC3, quindi il connettoreCN2. Ora, se volete duplicare all’e-sterno i led LD1 e LD2, poteteusare un cavetto di adattamento sucui salderete i due diodi led aggiun-tivi rispettando la polarità indicatasullo stampato. Altrimenti cortocir-cuitate i pin 1-2 e 3-4. A questopunto, montate i componenti chemancano, cioè relé, prese RCA d'in-gresso eccetera, lasciando da parte

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T8, T9, T7 e D15. Quanto ai devia-tori, devono essere fissati meccani-camente alla basetta in modo chesiano accessibili dal lato opposto aquello dei componenti; i loro termi-nali vanno collegati alle rispettivepiazzole mediante corti spezzoni difilo (vedere l'apposita figura). Perquanto riguarda la sezione di poten-za, per T7 e D15 è previsto il colle-gamento mediante strip a passo2,54 mm da inserire e saldate negliappositi fori della basetta; tali com-ponenti devono essere meccanica-mente fissati al pannello di metalloche fa sia da supporto alla basettache da dissipatore termico per ifinali. I Darlington vanno appoggia-

Montaggio meccanico,con colla vinilica e viti per legno.

l’accoppiamento termico.Ultimato il montaggio, lasciate gliintegrati fuori dagli zoccoli e proce-dete al controllo dell'apparecchioacceso: con un multimetro predi-sposto alla misura di tensioni conti-nue (50 V fondo-scala) collegandoil negativo a GND e il positivo aljumper J2, verificate che si leggano+15 volt; spostandovi su J3, la ten-sione misurata deve essere di -15volt. Rimane ora da controllare latensione in corrispondenza delleresistenze R33 e R37. Nel caso di R33, bisogna compierele misure ponendo il puntale positi-vo sul catodo del D2 e il negativo amassa (AC0 o GND); si deve legge-re un valore di circa +24 volt.Cerchiamo ora R37 e poniamo ilpuntale positivo del tester sul termi-nale collegato al pin 2 del micro-controllore IC3 (il negativo resta amassa); la tensione letta deve essere

40 febbraio 2007 - Elettronica In

Il progetto descritto in queste pagine è disponibile in scatola di montaggio (cod. K8077)al prezzo di 120,00 Euro. Il kit comprende tutti i componenti elettronici, la basetta fora-ta e serigrafata, la piastra d�alluminio, il trasformatore toroidale, i particolari meccanici(viti, rondelle,...) gli interruttori e i cablaggi. Non è compreso il mobile in legno nè ilmateriale per la realizzazione dello stesso. Il prezzo si intende IVA compresa.

Il materiale va richiesto a: Futura Elettronica, Via Adige 11, 21013 Gallarate (VA)Tel: 0331-799775 ~ Fax: 0331-778112 ~ http://www.futuranet.it

MATERIALEPer iil

ti con il lato metallico al dissipato-re, isolandoli con dei foglietti dimica o teflon grigio; quelli in conte-nitore TO3-P, devono essere fissatiinterponendo l'isolatore ceramicotra il bullone da 3 MA e il foro dellaparte metallica. Per favorire la dissipazione delcalore, spalmate un po’ di pasta disilicone su entrambe le facce deifoglietti di mica. I terminali devono essere piegati a90° in avanti, in modo da farli arri-vare alle punte (strip) alle qualivanno saldati per realizzare la con-nessione elettrica.Anche D15 e T7 vanno appoggiatial dissipatore, ma non necessitanodel foglietto di mica isolante, per-chè sono in plastica; richiedonocomunque che nella zona di contat-to con il radiatore sia spalmata lasolita pasta termica per migliorare

+5 volt.A d e s s otogliete ten-sione al cir-cuito, atten-dete qualcheminuto affinché tutti i condensatorisi scarichino e inserite gli integratinegli zoccoli, prestando attenzionea posizionarli correttamente; sietepronti per gli ultimi controlli e lataratura dello stadio finale. Disponete lo switch SW2 su ON everificate che la tensione sul catododi D11 e quella sull'anodo del D12siano rispettivamente +35 e -35volt.Per la taratura del finale di potenzaè necessario controllare la tensionepresente ai capi di R60: il valorecorretto è 10 mV, quindi se la lettu-ra risultasse sensibilmente diversabisognerà agire sul trimmer RV3.

L�inserimento delle parti elettroniche nel mobile.

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Costruzione della cassaSiamo giunti alla fase finale, duran-te la quale costruiremo il mobile delsubwoofer. Pur essendo questo tipodi lavoro molto diverso da quello alquale è abituato un hobbista elettro-nico, siamo certi che chiunque divoi riuscirà a realizzare senza diffi-coltà la cassa del sub-woofer.Diciamo innanzitutto che occorredel legno con spessore di 18 mm,che può essere truciolare di mediapesantezza (700 kg/m³) o MDF;con esso preparate o fatevi tagliare(solitamente i centri del "fai da te"dispongono del servizio di tagliolegno) i quattro pannelli che costi-tuiscono la struttura portante dellacassa acustica, il frontale e il retro.Per i fianchi servono due "tavole"da 460x310 mm, mentre per fronta-le e retro le misure sono 460x210mm; infine, il fondo e il coperchiodevono misurare 310x174 mm.Sempre con il legno, dobbiamo pre-parare delle barrette per il fissaggiodelle parti che possiamo ricavare daun listello lungo 610 mm aventesezione di 10x15 mm. I pannellilaterali e il fondo vanno assemblaticon della colla vinilica (Vinavil 59,Pattex Legno, Univil e similari)quindi messi in contatto e strettimediante morsetti da falegname,ovvero avvitati con viti per legno daalmeno 4x40 mm. Una volta strettii pannelli, bisogna pulire l'eventua-le eccedenza di colla prima cheasciughi. Il pannello inferiore ospi-

terà gli altoparlantie andrà foratocome indicato nelleapposite figure; ifori, circolari deldiametro di circa12 cm, devonoessere realizzatiutilizzando unseghetto alternativoo un tagliadischi.Nei disegni cheillustrano questoarticolo sono indi-cate le posizionicorrette per ottene-re il risultato previ-sto. Forato il fron-tale, se lo desiderate rivestitelo condella plastica adesiva, un foglio diformica o dell'impiallacciatura,quindi fissatevi gli altoparlanti condelle viti da legno, interponendo trala flangia e pannello una sorta diguarnizione formata da alcune stri-scia di neoprene: servirà a limitareeventuali vibrazioni e a ridurre laloro propagazione verso la strutturadella cassa. A questo punto rivestitele pareti interne del mobile condella lana di vetro: servirà a smor-zare le vibrazioni prodotte dallospostamento d'aria causato dalmovimento delle membrane deglialtoparlanti; dal trattamento vaescluso l'interno del pannello fron-tale, perché lì non serve il rivesti-mento. Fatto ciò, collegate in paral-lelo i morsetti dei due woofer e con

della piattina da 2x1,5 mmq con-nettete positivo e negativo rispetti-vamente ai punti LS+ ed LS- delcircuito stampato. Prima di applica-re (con delle viti a testa piatta) ilpannello frontale al resto del mobi-le, fissate con del silicone sigillan-te il tubo di accordo reflex, chedeve essere della lunghezza e deldiametro indicati nell'apposita figu-ra; sigillate quindi il foro di passag-gio del cavo in arrivo dagli altopar-lanti e diretto al circuito stampato.A questo punto il vostro sub è ulti-mato: da parte nostra non possiamoche augurarvi buon ascolto!

A montaggio ultimato gli altoparlantisono rivolti verso il pavimento.