O pré-amplificador com ganho automático um circuito projetado para manter a amplitude do sinal de saída constante, independentemente das variações na intensidade do som na entrada. Ideal para uso em gravadores de áudio, transmissores de rádio, intercomunicadores e sistemas de captação de voz, este projeto evita distorções por saturação em sinais fortes e equaliza ruídos fracos. Neste artigo, apresentamos o esquema elétrico, o princípio de funcionamento do controle automático de ganho e as dicas para montagem prática.
O pré-amplificador que descrevemos, além de permitir a utilização de microfones comuns em conjunto com amplificadores e deles aproveitar-se o sinal para gravações, apresenta a vantagem adicional de possuir um controle automático de ganho, ou seja, um recurso que faz com que nos sons fracos o ganho do circuito seja maior, obtendo-se com isso maior sensibilidade, e nos sons fortes o ganho seja reduzido, havendo portanto uma redução do sinal de saída evitando a saturação e consequentemente distorção.
O uso deste pré-amplificador em especial torna-se vantajoso se o leitor empregar para gravar sons de fontes de distâncias diferentes como, por exemplo, entrevistas em que a distância das pessoas ao microfone seja diferente, conforme mostra a figura 1, sem a necessidade de levar o microfone a cada pessoa que falar ou ligar diversos deles, um para cada entrevistado.
A voz da pessoa distante sairá ressaltada enquanto que a voz da pessoa próxima não saturará a gravação provocando distorções desagradáveis.
O mesmo pré-amplificador pode também ser usado com outras finalidades.
Colocado entre o toca-discos e o amplificador, por exemplo, com o realce dos sinais de baixa intensidade pode-se obter uma modificação de resposta do mesmo o aumentando-se a inelegibilidade..
Para os que operam estações de radioamadores (PX e PY) a utilização deste pré-amplificador permite a obtenção de melhor grau de modulação já que os sons fracos serão reforçados e os fortes atenuados a ponto de não haver sobremodulação.
O circuito é muito simples e pode ser usado praticamente em conjunto com qualquer amplificador, e na sua entrada tanto microfones dinâmicos como de cristal podem ser ligados. Até mesmo um pequeno alto-falante pode ser usado como microfone, tendo um transformador de saída invertido conforme mostra a figura 2.
O consumo do pré-amplificador é bastante baixo podendo do ser aproveitada a fonte do aparelho com o qual ele operará ba então usando uma bateria de 9V.
Sua montagem não oferece dificuldades já que são usados componentes comuns numa disposição não crítica.
O CIRCUITO
O circuito consta de 3 transistores os quais exercem funções distintas bem definidas.
O amplificador de sinal propriamente dito é Q2, um NPN para uso geral de alto ganho o qual opera na configuração de emissor comum.
Assim, o sinal do microfone entra pela intensidade do sinal de entrada os quais base deste transistor por meio de C1 sendo retirado de seu coletor, diretamente para o amplificador.
Parte do sinal retirado do coletor deste transistor é aplicada a base de Q3 por meio de um resistor de 1ok ohms. Esta parcela do sinal servirá justamente para controlar o ganho da etapa amplificadora formada por Q1 atuando justamente sobre o circuito de entrada. Vejamos como isso é feito.
O sinal obtido no emissor de Q2 que vem da saída do amplificador é retificado por meio de dois diodos e aplicado à base de um transistor o qual é ligado a entrada do circuito como divisor de tensão, conforme mostra o diagrama de blocos da figura 3.
Isso significa que Q1, o transistor de entrada atua como um potenciômetro em conjunto com R1 de modo que a parcela de sinal que entra no circuito depende da intensidade do sinal que é aplicado à base do transistor o qual por sua vez é consequência da intensidade do mesmo sinal de entrada.
Quando o sinal de entrada é forte, a corrente na base de Q1 é mais intensa, de modo que o transistor conduz intensamente apresentando uma baixa resistência ao sinal de entrada que é então desviado para a terra. Apenas uma pequena parcela do mesmo é aplicada ao amplificador.
Quando o sinal de entrada é fraco, o transistor praticamente não conduz e a maior parte do sinal pode chegar a base de Q2. O controle automático de ganho é feito, portanto, por meio de uma realimentação negativa. (figura 4)
Para que o circuito atue convenientemente é preciso observar os limites de intensidade do sinal de entrada os quais por sua vez dependem da fonte de sinal usava. O circuito funciona, portanto, convenientemente com microfones de cristal, microfones dinâmicos de impedância maior que 100 ohms e alto-falantes usados como microfones desde que tenham um transformador para elevar sua impedância.
Os componentes usados não são críticos já que Q1 e Q3 são transistores comuns. Se o amplificador do leitor tiver boa sensibilidade o que poderá causar a captação de chiados, será conveniente usar para Q2 um transistor de baixo nível de ruído como o BC549 ou BC239.
MONTAGEM
A montagem deste pré-amplificador não é crítica devendo apenas ser observado que, como o mesmo trabalha com sinais de pequena intensidade ligações longas devem ser evitadas.
Com relação aos componentes, sua montagem pode ser feita tanto em ponte de terminais como em placa de circuito impresso. No primeiro caso o leitor não necessitará de equipamentos especiais enquanto que no segundo caso deve ter recursos. para elaboração da placa.
Na figura 5 é mostrado o diagrama completo do pré-amplificador, o qual deve ser duplicado se o leitor desejar uma versão estéreo.
A montagem em ponte de terminais é mostrada na figura 6 e a placa de circuito impresso tanto do lado cobreado como do lado dos componentes é mostrada na figura 7.
A caixa usada para esta montagem pode ser de alumínio de aproximadamente 8 x 6 x 4 cm, tendo um interruptor fixado numa de suas faces para ligar e desligar a fonte.
Na figura 8 damos a sugestão para caixa com a disposição interna da placa de circuito impresso e fonte de alimentação.
Com relação aos componentes os principais cuidados que devem ser tomados são os seguintes:
Os transistores tem posição certa para serem ligados devendo o montador se orientar pelo lado achatado de seu invólucro. Na soldagem evite o excesso de calor.
Para a montagem em placa de circuito impresso os capacitores eletrolíticos recomendados são os que possuem terminais paralelos, enquanto que para a montagem em ponte tanto este tipo como o de terminais axiais pode ser usado.
A fonte de alimentação deve fornecer uma tensão de 9V podendo para isso ser usada uma única bateria ou então 6 pilhas pequenas ligadas em série.
Lista de Material
Q1, Q2, Q3 - BC237, BC238, BC239. BC547. BC548 ou BC549
D1, D2 - IN9I4 ou equivalente
R1 - 15k ohms x 1/8 W- resistor (marrom, verde, laranja)
R2 - 100 k ohms x 1/8 W - resistor (marrom, preto, amarelo)
R3 - 27 k ohms x 1/8 W - resistor (vermelho, violeta,. laranja)
R4, R8 - 2,2k ohms x 1/8 W - resistor (vermelho, vermelho. vermelho)
R5 - 1k ohms x 1/8 W- resistor (marrom, preto, vermelho)
R6 - 10 k ohms x 1/8 W - resistor (marrom, preto, laranja)
R7 - 680 ohms x 1/8 W - resistor (azul, cinza, marrom)
C1, C6 - 10 uF x 16 V - capacitor eletrolítico
C2, C3. C4. C5- 47 uFx16V - capacitor eletrolítico.
Diversos: placa de circuito impresso ou ponte de terminais, caixa metálica, fios, solda, conectores, cabo blindado. jaques, plugue, suporte para pilhas ou conector de 9V. interruptor simples, etc..
