Neste artigo, que utiliza componentes comuns, ensinamos como montar um amplificador de áudio diferente, pois utiliza como base um amplificador operacional. Trata-se de um projeto didático que pode ser utilizado em cursos técnicos e de iniciação.
Muitos estudantes de eletrônica procuram circuitos práticos que façam uso de amplificadores operacionais, tanto para aprender mais sobre esses componentes como para apresentá-los como trabalhos escolares. O circuito que damos neste artigo é bastante interessante, permite aprender muito e ainda pode ser usado na prática como excelente caixa amplificada para seu walkman, MP3, CD-player ou mesmo para o computador.
O amplificador operacional 741 serve para uma infinidade de aplicações práticas. A que descrevemos neste artigo visa tanto os estudantes que estão aprendendo mais sobre esse componente como também aqueles que gostam de som. Trata-se de um amplificador de áudio que fornece pouco mais de 10 W pmpo num alto-falante de 8 ? com excelente qualidade de som.
Montando o alto-falante numa caixa de bom rendimento, a qualidade e a potência do som deste amplificador vão surpreender o leitor.
Lembrando que amplificadores operacionais como o 741 não são amplificadores de potência, para podermos excitar um alto-falante convenientemente vamos utilizar uma etapa de potência com transistores complementares. Os dois transistores são comuns e de baixo custo, o que facilita bastante a montagem do projeto.
O circuito deve ser alimentado por uma fonte simétrica que também é descrita no artigo.
A impedância de entrada do amplificador é da ordem de 100 k? o que permite que ele seja usado não só com fontes de sinais relativamente intensos como a saída de MP3, CD-players e computadores como até microfones, pré-amplificadores e transdutores do tipo encontrado em instrumentos musicais como violões e guitarras.
Como Funciona
A base do projeto é um amplificador operacional 741. Se bem que ele seja o mais popular de todos, equivalentes podem ser experimentados.
Equivalentes como o MC1458 e outros que usam transistores bipolares podem ser usados.
Esse amplificador tem o símbolo e pinagem mostradas na figura 1.
![Símbolo e pinagem do amplificador operacional 741 Símbolo e pinagem do amplificador operacional 741](/images/stories/artigos9/art0626_01.jpg)
Observe que ele possui uma entrada inversora (+) e uma entrada não inversora (-).
O ganho típico de um amplificador desse tipo pode chegar a 100 000 vezes, mas não se trata de um circuito de potência e com sinais mais fortes ele satura.
A impedância normal de saída é da ordem de 150 ? e no máximo ele pode entregar uma potência de alguns milliwatts a uma carga externa, por exemplo, um fone de ouvido.
O que fazemos então é polarizar uma das entradas do amplificador de modo a fixar uma referência de tensão. O sinal externo é aplicado à outra entrada com uma configuração em que o ganho é determinado pela realimentação e equalização da rede formada por R3, R4 e C3.
Essa rede tem valores justamente dimensionados para que os sons da faixa audível sejam os mais reforçados pelo amplificador. Veja que R4 fixa o ganho para corrente contínua. Esse ganho cai à medida que a freqüência se elevada agora dada a atuação de R3 e C3.
Funcionando como um pré-amplificador, o amplificador operacional entrega o sinal a dois transistores de potência.
O transistor NPN conduz com os semiciclos positivos do sinal, enquanto o transistor PNP conduz com os semiciclos negativos do sinal de áudio. Os dois sinais são combinados de modo a serem aplicados no alto-falante.
Assim, como a fonte é simétrica, a corrente que circula no alto-falante tem um sentido com a condução de Q1 e o sentido oposto com a condução de Q2.
O potenciômetro P1 serve como controle de ganho e R2 polariza a entrada do amplificador operacional.
Montagem
O diagrama do amplificador é mostrado na figura 2.
![Diagrama elétrico do amplificador de áudio com operacional. Diagrama elétrico do amplificador de áudio com operacional.](/images/stories/artigos9/art0626_02.jpg)
A placa de circuito impresso para sua implementação é mostrada na figura 3.
![Montagem do amplificador de áudio em placa de circuito impresso. Montagem do amplificador de áudio em placa de circuito impresso.](/images/stories/artigos9/art0626_03.jpg)
Na figura 4 temos uma fonte de alimentação simétrica simples para este amplificador.
![Fonte simétrica. Fonte simétrica.](/images/stories/artigos9/art0626_04.jpg)
Os transistores de potência devem ser montados em radiadores de calor.
Os cabos de entrada de áudio devem ser blindados com a malha ligada ao terra (0 V) da alimentação. Como se trata de circuito de alto-ganho de áudio, todo o cuidado é pouco para se evitar a captação de zumbidos.
Além da fonte ser de boa filtragem é preciso que sua conexão à placa do amplificador seja feita com fios curtos. A caixa deve ser preferivelmente blindada para que não entre roncos.
O alto-falante deve ter pelo menos 10 cm de diâmetro e imã pesado para se obter o melhor rendimento e melhor qualidade de som.
O jaque de entrada pode ser do tipo P2 ou RCA dependendo da aplicação e da disponibilidade de cabos.
Na figura 5 sugerimos um cabo de prova que permite que o amplificador seja usado na bancada como equipamento de teste.
![Cabo de prova sugerido (com malha de aterramento). Cabo de prova sugerido (com malha de aterramento).](/images/stories/artigos9/art0626_05.jpg)
Para adaptação em saídas estereofônicas deve ser usado um cabo adaptado em que os sinais estéreo são mixados, conforme mostra a figura 6.
![Cabo adaptado para saída estereofônica. Cabo adaptado para saída estereofônica.](/images/stories/artigos9/art0626_06.jpg)
É claro que nada impede que o leitor monte dois amplificadores iguais, um para cada canal e assim tenha um amplificador estéreo.
Prova e Uso
Ligando o amplificador e abrindo o volume teremos a reprodução de um forte ronco ao tocar no terminal de entrada ou no cursor do potenciômetro.
Se existir ronco, mesmo sem sinal e sem tocar nos terminais, verifique as blindagens e a filtragem da fonte.
Depois, é só ligar uma fonte de sinal, como a saída de fones, com o cabo estéreo adaptado, de qualquer pequeno aparelho de som como um MP3 player, CD-player ou mesmo radinho FM. Para rádios AM e FM monofônicos não será preciso usar cabo adaptado.
Semicondutores:
CI-1 - 741 - amplificador operacional
Q1 - TIP31 - transistor NPN de potência
Q2 - TIP32 - transistor PNP de potência
Resistores: 91/8 W, 5%)
R1 - 1,8 k ? - marrom, cinza, vermelho
R2, R4 - 100 k ? - marrom, preto, amarelo
R3 - 15 k ? - marrom, verde, laranja
R5 - 10 ? - marrom, preto, preto
Capacitores:
C1 - 100 nF - cerâmico ou poliéster
C2 - 10 µF x 16 V - eletrolítico
C3 - 120 pF - cerâmico
Diversos:
P1 - 100 k ? - potenciômetro log
FTE - 10 cm x 8 ? - alto-falante
J1 - Jaque de entrada
Placa de circuito impresso, fios, solda, caixa para montagem, botão para P1, fios blindados, etc.
Material Para fonte:
T1 - 7,5 + 7,5 V x 1 A - transformador com primário de acordo com a rede local
D1, D2, D3, D4 - 1N4002 - diodos retificadores de silício
C1, C2 - 1500 µF x 25 V - capacitores eletrolíticos
F1 - 500 mA - fusível
S1 - Interruptor simples
Diversos:
Cabo de força, ponte de terminais ou placa, suporte de fusível, fios, solda, etc.