CX 72 - Thompson Two Way Active Crossover

CX_72

Two-way electronic crossover

	Antes de descarregar o esquema leia os termos de compromisso.
	Diagrama Elétrico - Schematic Diagram

Este projeto foi desenvolvido para uso em sistemas de biamplificação, cuja potência
máxima não ultrapasse a fronteira dos 100 Watts. A freqüência de transição entre o alto-falante
de graves e agudos é de 3.5 kHz, adequado portanto para trabalhar com woofers de 13 a
20 cm de diâmetro, 5" a 8 polegadas respectivamente. Na prática, alto-falantes de 6" e 8"
são um bom compromisso entre a resposta dos médios e graves.
Tweeters domo de 1" (2.5 cm) devem funcionar adequadamente em conjunto com tais
woofers.

No presente circuito, a escolha dos filtros com a atenuação proposta por W. E. Thomson,
caracteriza uma boa relação entre a resposta aos transientes e distorção por intermodulação
no sonofletor.
As curvas de atenuação do CX_72 apresentam uma inclinação de 80 dB por década,
atenuação essa, suficiente para a maioria das aplicações residenciais de alta fidelidade.

	------- Saída High ------- Saída Low
Sobreposição das curvas correspondentes as saídas High e Low. A freqüência de crossover é de 3.5 kHz.

Saídas somadas

Se o valor dos componentes especificado no diagrama for respeitado, a soma das
saídas deverá apresentar um desvio menor que 0,3 dB. A atenuação de 40 dB/dec. abaixo
dos 15 Hz, observada no gráfico acima, é devida a atuação do filtro subsônico. O filtro foi
previsto com a finalidade de reduzir os indesejáveis ruídos de baixa freqüência, por vezes
presente durante a reprodução de discos. Esse filtro ajuda a reduzir distorções oriundas de
um deslocamento excessivo do woofer.

A impedância de entrada do CX_72 é de 50k, alta o bastante para não sobrecarregar
o pré-amplificador ou qualquer fonte de sinal utilizada em alta fidelidade.

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Prática:

          É importante utilizar componentes de boa qualidade para a montagem do CX_72.
          Especial atenção deve ser dada aos capacitores.
          Todos os resistores e capacitores possuem valor padronizado pela indústria e a
princípio devem ser encontrados com facilidade.

Resistores:
Os resistores são todos de 1% de tolerância.

          Capacitores:
          Os capacitores devem ser de filme plástico, ou outro material adequado para
aplicações audiófilas. A tensão de trabalho deve ser superior a 50 V.
          Uma opção econômica são os capacitores de poliestireno, mais conhecidos por
styroflex. É interessante que no Brasil é difícil encontrar esses capacitores no mercado.
Parece que os capacitores cerâmicos de baixa qualidade dominaram as lojas, sendo aceitos
apenas por consumidores pouco exigentes...
          Capacitores cerâmicos de disco ou multi camadas, de qualidade, são eficientes para
desacoplamento em fontes de alimentação e podem ser utilizados neste circuito para C11 a C20.
          Com exceção de C22 e C23, que são eletrolíticos, todos os demais capacitores
devem ser de filme plástico.
          Capacitores de polipropileno ou poliéster podem ser utilizados e são fáceis de
encontrar. Capacitores de policarbonato geralmente oferecem um som mais equilibrado
musicalmente.
          Com auxilio de um capacímetro, selecione capacitores cujo valor esteja o mais
próximo possível do especificado. Porém, o ideal mesmo é utilizar capacitores de precisão,
de filme plástico.
          Quando for comprar capacitores, explique ao lojista que em circuitos de áudio não
se deve utilizar capacitores cerâmicos no caminho do sinal de áudio, porque os mesmos
degradam a qualidade do som. Talvez sabendo disso ele reflita na possibilidade de revender
capacitores adequados para áudio. Hoje temos grande carência de capacitores de qualidade,
principalmente com valor inferior a 1nF.

Como já comentei linhas acima, todos os componentes utilizados no CX_72
possuem valor padronizado, mas... pode ser que você tenha dificuldade para encontrar
o capacitor de 2.4 nF (C5). Nesse caso a solução mais simples é ligar dois capacitores
de 1.2 nF em paralelo (1.2n + 1.2n = 2.4 nF).

          Circuitos Integrados:
          No projeto do CX_72 pode ser utilizado diferentes amplificadores operacionais.
A qualidade sonora depende muito do amplificador operacional utilizado, sendo assim,
é interessante utilizar um dos integrados listados abaixo, para que o CX_72 funcione
perfeitamente.
          Ao escolher um amplificador operacional, prefira aqueles encapsulados em metal,
ou cerâmica. Dispositivos com encapsulamento metálico (TO39) são menos susceptíveis
às interferências, apresentam um grau de confiabilidade superior e melhor dissipação.
          Evite os operacionais em SMT (montagem em superfície) , pois será muito difícil
trabalhar com eles.
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O OPA627 oferece ótimo desempenho geral, para um operacional integrado,
porém é relativamente caro e difícil de encontrar no Brasil. Aliás, o que não é difícil
de encontrar nas lojas brasileiras de componentes?
Quando se utiliza o OPA627, a tensão de offset prevista para o CX_72 não
deve exceder 300 uV na saída High e 900 uV na saída Low.

Um operacional interessante é o AD825, o qual oferece superior sonoridade a um
custo baixo. O grande inconveniente desse IC é o fato do mesmo ser fabricado apenas em
encapsulamento para montagem em superfície. Sua característica de offset não é tão boa
quanto a do OPA627.

Dispositivos recomendados:
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          OPA627
          OPA134
          OPA604
          OPA606
          OP-42E

          MC35081AU
          SE530
          AD744
          AD711
          TLE2071

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O AD744 requer um capacitor adicional de 15 pF, conectado entre os terminais 5 e 8.

Na eventualidade de não encontrar os dispositivos aqui listados, uma alternativa
é o tradicional LM318. Se você decidir utilizá-lo, pode ser interessante acrescentar um
capacitor de 2.2uF, ao circuito, conforme demonstra a figura abaixo. Isso caso seja
observado algum ruído ou deslocamento do cone do woofer, ao ser girado o controle
de nível da saída Low. A mesma recomendação vale para o OPA604 e SE530 (NE530).

          Como última opção é "possível" utilizar o LF351 ou LF356. Mas neste caso o
desempenho do CX_72 não será tão bom.
          Podemos inicialmente utilizar um destes operacionais mais fáceis de encontrar e
econômicos; e posteriormente substituir por outro com melhor características. Assim é
possível construir o CX_72 sem gastar muito e melhorá-lo futuramente, apenas substituindo
os ICs.
         Outros operacionais podem ser utilizados, sendo que você poderá escolher aquele
que mais lhe agradar, ou estiver disponível. Porém antes de substituir um IC por outro que
não esteja entre os recomendados, observe atentamente suas especificações técnicas.
Não é boa prática utilizar amplificadores operacionais indiscriminadamente, pois os resultados
poderão ser decepcionantes. Se você tiver dúvidas sobre se um determinado dispositivo é
adequado para o CX_72, escreva um e-mail para mim. Terei prazer em ajudá-lo. Bem, antes
que alguém pergunte se é possível usar o TL071, adianto que o circuito funcionará com ele,
mas a qualidade sonora não será satisfatória e haverá problemas de offset.

Neste site, você encontrará mais informações sobre o uso de amplificadores
operacionais integrados e uma relação dos ICs mais recomendados para áudio.

A algum tempo atrás pensei em publicar somente projetos que fizessem uso de
componentes de fácil obtenção no mercado brasileiro, contudo isso limitaria muito a
qualidade dos projetos, pois os mesmos teriam de utilizar componentes por vezes
inadequados e o desempenho dos circuitos estaria seriamente comprometido.
Sendo que este site é visitado por pessoas de diversos partes do mundo (recebo email
de dezenas de países), não seria justo submetê-las às mesmas limitações existentes no Brasil.
Alguns componentes podem ser adquiridos em lojas que vendem pela internet
(não escreva perguntado em qual loja comprar, por favor) ou sob encomenda junto
as lojas locais.

O CX_72 é alimentado por uma fonte simétrica de

15V. O esquema da fonte
está disponível neste site com o nome de PSX_15. A PSX_14 também pode ser utilizada.

Após o sinal de áudio passar pelo CX_72 e ser dividido em duas bandas, é necessário
amplificar esses dois sinais com amplificadores de alta qualidade, cuja potência não deve
exceder 100 W RMS. O woofer e o tweeter devem ser ligados normalmente ao amplificador,
respeitando a fase correta, ou seja, o positivo do woofer é conectado ao positivo do
amplificador, o mesmo vale para o tweeter.

2002.01.20

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