Chave digital de áudio (ART1756)

O circuito apresentado serve de base para algumas aplicações interessantes em áudio como por exemplo o controle de mesas de mixagens, centrais de efeitos, sistemas de distribuição de som via computador, via circuitos digitais de controle ou mesmo via sistemas programados de modo automático. O circuito controla os sinais de áudio via níveis lógicos e é compatível com lógica tanto TTL como CMOS.

A possibilidade de se acoplar circuitos de áudio a circuitos de controle digitais é algum muito atraente em nossos dias quando o computador pode ser usado no controle de sistemas de som.

O circuito que apresentamos neste artigo tem justamente esta finalidade: permite que sinais de áudio sejam controlados em intensidade.

Com este circuito podemos deixar passar ou não sinais de uma fonte de áudio a partir de um nível lógico aplicado em sua entrada.

Na nossa versão básica fazemos o controle manual por meio de uma chave reversível, mas nada impede que este controle seja feito por níveis lógicos de um circuito mais complexo.

Um conjunto destes circuitos acoplado à saída paralela de um PC permite a elaboração de uma mesa de seleção de sinais totalmente digital controlada pelo computador.

É claro que outros recursos podem ser agregados como, por exemplo, a mixagem, se os sinais de dois circuitos como estes forem amostrados com ciclos ativos diferentes numa frequência suficientemente alta e isso também pode ser feito via um programa de computador.

Enfim, damos a idéia básica e o resto fica por conta do leitor dotado de imaginação e conhecimento de circuitos digitais.

Lembramos, é claro, que o circuito tem determinadas características que devem ser observadas.

Uma delas é que ele serve apenas para operar com sinais de pequena intensidade (alguns volts pico a pico) já que a chave digital usada tem uma resistência da ordem de 150 Ω em plena condução.

No entanto, quando aberta o isolamento é de muitos megΩ o que significa a interrupção total.

Sinais de fontes de pequena intensidade como saídas de transdutores, mixers, efeitos sonoros, etc., podem ser usadas com este circuito.

COMO FUNCIONA

Usamos duas das quatro chaves digitais disponíveis num circuito interado CMOS 4066 como base de nosso projeto.

Evidentemente, as outras duas chaves podem ser usadas num segundo canal de um sistema estéreo.

O que fazemos é colocar no percurso do sinal de áudio as duas chaves do 4066 ligadas de modos diferentes.

Uma delas fica em série com o sinal de modo a interromper sua passagem ou deixar o sinal passar.

A outra fica em paralelo com a alimentação de modo que ao ser fechada ele curto-circuita o sinal à terra evitando assim que o que ainda consegue passar pela chave em série quando aberta chegue até a saída.

Os resistores de polarização do circuito tem por finalidade manter a tensão na chave em aproximadamente metade da tensão de alimentação o que é necessário para sua operação com sinais de áudio.

Isso ocorre porque esta chave é basicamente digital e trabalha com sinais com oscilam entre 0 e o nível de alimentação.

Um sinal alternado como o sinal de áudio aplicado neste circuito teria seus semiciclos negativos cortados.

Assim, por meio de capacitores na entrada e saída e a rede divisora, fazemos com o sinal mude de patamar oscilando entre a tensão de alimentação e 0 V tendo como referência metade da tensão de alimentação, conforme mostra a figura 1.

Figura 1 – Referência de tensão

Observamos que o 4066 pode operar em velocidades muito rápidas, o que significa que podemos substituir as chave de controle manual por circuitos digitais compatíveis que operem em frequências de até 1 MHz aproximadamente, sem problemas.

Este circuito pode fazer o chaveamento com ciclos ativos controlados dos sinais de dois destes circuitos de modo a termos uma mixagem digital ou simplesmente controlar sua passagem.

O circuito pode ser alimentado com tensões de 5 a 12 Volts. Para alimentação de 5 V ele se torna compatível com a saída TTL de um PC podendo ser usada sua porta paralela para esta finalidade.

MONTAGEM

Na figura 2 damos o diagrama de um canal da chave digital já ue a outra metade do 4066 pode ser usada para um segundo canal.

Figura 2 – Diagrama completo da chave digital

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 3.

Figura 3 – Placa de circuito impresso para a montagem

Para a entrada e saída dos sinais de áudio devem ser usados fios blindados com jaques apropriados, para que não ocorra a captação de roncos ou ainda instabilidades de funcionamento.

Os resistores são de 1/8 W ou mais e os capacitores eletrolíticos devem ter uma tensão de trabalho um pouco maior que a usada na alimentação.

Para os sinais de controle não é preciso usar fios blindados a não ser que sua frequência seja muito alta e isso possa acarretar alguma instabilidade de funcionamento.

A alimentação deve ser feita com fonte de excelente filtragem ou mesmo pilhas, já que o consumo da unidade é muito baixo, da ordem de poucos miliampères.

PROVA E USO

Para provar a unidade basta intercalá-la entre uma fonte de sinal (um microfone, por exemplo) e a entrada auxiliar de um amplificador de áudio comum.

Atuando sobre os controles o sinal do microfone deve ou não passar com sua reprodução normal pelo sistema de som.

Para usar o aparelho pode-se aproveitar a chave de controle ou ainda fazer sua ligação ao circuito digital de controle.

O circuito digital será ligado aos pontos 1, 2, 3 e 4 e os níveis lógicos de controle aplicados nos pontos 2 e 3. Esses níveis devem ser complementares.

Uma aplicação interessante para o controle manual está na possibilidade de se instalar as chaves remotamente sem o perigo de haver problemas de ruído ou roncos.

De fato, o cabo até as chaves pode ter muitos metros de comprimento, sem problemas.

Se notar roncos, verifique as blindagens dos cabos.

Se isso não resolver, o que pode ocorrer com amplificadores de muita sensibilidade ou sinais muito fracos, monte o aparelho em caixa blindada ou de metal.