Apresentamos um circuito pré-amplificador profissional com baixíssimo nível de ruído, projetado para fonocaptores magnéticos com equalização RIAA, mas que pode ser alterado para resposta plana ou NAB. Trata-se de projeto ideal para complementar sistemas de som com amplificadores de potência que necessitam, de um controle de tom, balanço e volume de alta qualidade.
O circuito apresentado tem por base o circuito integrado LM381 da National Semiconductor que consiste num pré-amplificador duplo de baixo ruído em invólucro de 14 pinos, projetado para operar com tensões entre 9 e 40 V.
No nosso projeto damos a alimentação com 30 V que pode ser obtida do próprio amplificador com que ele vai operar.
O ganho do circuito é de 120 dB e a faixa passante de 75 kHz com uma saída de 2 Vpp, capaz de excitar sem problemas a maioria das entradas de amplificadores de potência.
O circuito integrado LM381 é protegido contra curto-circuitos e possui compensação interna, não necessitando de fonte simétrica de alimentação. O nível total de ruído de entrada é de apenas 0,5 uV, o que o torna ideal para operar com fontes de pequenos sinais.
Características
Tensão de alimentação: 30 V
Corrente de alimentação: 10 mA
Ganho: 120 dB
Faixa passante: 75 kHz
Resistência de saída: 150 ohms
Tensão máxima de entrada (operação linear): 300 mV - rms
Separação entre canais: 60 dB
Distorção harmônica total: 0,1%
Excursão da tensão de saída: Vcc 2 V (tip.)
Na figura 1 temos o diagrama interno equivalente a um dos canais do circuito integrado LM381 da National Semiconductor usado como base para este projeto.
Este integrado, apresentado em invólucro DlL de 14 pinos, tem duas versões: sufixo A, de menor ruído, e sem sufixo com nível de ruído máximo um pouco maior, tipicamente 1 uV - rms (Max.).
O LM381 pode ser alimentado com tensões entre 9 e 40 V, a partir de fonte simples e a tensão de saída excursiona até Vcc - 2 V pico a pico.
O LM381 também pode ser usado em outras aplicações que envolvam a operação com pequenos sinais e que exijam baixo nível de ruído.
Na figura 2 temos um exemplo de um Mixer de 3 entradas.
Na figura 3 temos a rede de alimentação necessária à operação como um equalizador NAB.
Como o consumo de corrente é baixo, as alimentações podem ser obtidas dos próprios aparelhos com que ele funcionar.
COMO FUNCIONA O PRÉ-AMPLIFICADOR
O nosso projeto utiliza apenas um LM381, que serve para dois canais de um sistema estereofônico.
Os sinais entram na etapa pré-amplificadora pelos pinos 1 e 14 (o número entre parênteses é válido para o outro canal.
C1 isola a componente contínua do circuito de entrada e R1 serve como carga para o transdutor de entrada.
A realimentação que determina a equalização RIAA é feita pela rede formada pelos resistores de R2 a R6, e pelos capacitores de C2 a C4.
Os resistores R4 e R6 assim como R5, C3 e C4, ao serem removidos do circuito, proporcionam uma resposta plana ao pré-amplificador, o que pode ser necessário, por exemplo, na operação com microfones.
O sinal obtido na saída de cada canal do LM381 é levado então a uma rede de controle de tom, com dois potenciômetros lineares.
P1 controla os graves, com resposta dada pelos valores de C6 e C7 e limites estabelecidos por R7 e R8.
P2 controla os agudos, com corte que depende de C8 e C9 e resposta dada por R10 e R11.
O sinal que passa por esta rede é então levado a dois potenciômetros finais.
O primeiro, P3, atua como divisor de tensão, determinando a intensidade do sinal de saída. Trata-se do controle de volume que substitui o do amplificador final, caso ele exista.
O segundo é P4, que consiste num atenuador através do qual é determinado o balanço entre os canais.
Na posição central o sinal tem a mesma intensidade nos dois canais; deslocando-se o cursor para um lado ou outro, obtém-se a atenuação correspondente de cada canal.
MONTAGEM
Na figura 4 temos o diagrama completo do pré-amplificador para uma equalização RIAA e entrada a partir de fonocaptor magnético.
A placa de circuito impresso para esta montagem é mostrada na figura 5.
Como se trata de circuito que opera com sinais muito fracos e de alta impedância de entrada, todo o cuidado é pouco na disposição dos componentes e nas ligações de transdutores e de saídas a fim de se evitar ruídos.
Devem ser usados cabos blindados na ligação dos controles de tom, volume e balanço, assim como na ligação do fonocaptor. O integrado deve ser instalado em soquete e os resistores são todos de 1/8 W.
Os potenciômetros de tom e balanço são lineares, enquanto que o de volume deve ser logarítmico.
Os capacitores eletrolíticos são para 35 ou 40 V e os demais podem ser cerâmicos ou de poliéster, conforme os valores.
PROVA E USO
Para provar basta ligar o circuito e aplicar um sinal na entrada, observando sua reprodução num amplificador ligado à saída.
Se persistirem roncos sem sinal é interessante colocar filtros na alimentação, reduzir o comprimento de seus fios e também ligar um capacitor de 100 nF do pino 9 do Cl à terra, o mais próximo possível deste ponto.
Comprovado o funcionamento, é só fazer a instalação definitiva na caixa do amplificador . Se a montagem for feita em caixa separada, é conveniente que esta seja metálica e devidamente aterrada.
A fonte, se separada, deve ter excelente filtragem, para que não ocorram zumbidos.
