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Pré-Amplificador Universal (ART1886)

Se você está montando um amplificador e necessita de um pré-amplificador que adapte a fonte de sinal que você pretende usar com o mesmo, o circuito que apresentamos pode ser considerado uma solução ideal. Podendo operar com sinais vindos de fontes de diversas impedâncias, fornece uma saída de intensidade suficiente para excitar a maioria dos amplificadores comuns. Por suas características este pré-amplificador pode ser considerado ideal para operar com microfones de cristal, magnéticos, dinâmicos e de cerâmica assim como fonocaptores de diversos tipos.

 


 

 

 

Observação : Este artigo foi publicado originalmente no livro Experiências e Brincadeiras com Eletrônica – Volume 4, que agora reeditamos em segunda edição atualizada e modificada para atender os montadores de nossos dias. Nela, conforme as observações dadas neste artigo, trocamos alguns componentes por outros que são mais fáceis de obter . Se bem que existam soluções integradas em nossos dias, algumas com desempenho fora dos comuns, esta versão é bastante tradicional e tem por vantagem o fato de usar componentes comuns de baixo custo. O uso de transistores facilita a montagem e a torna menos crítica. Um projeto indicado para os iniciantes que gostam de som.

 

 

Obs. Fontes de sinal atuais como MP3, microfones dinâmicos também podem ser usadas.

 

Os amplificadores comuns são circuitos que necessitam de um sinal de determinada intensidade mínima para operarem satisfatoriamente. Esta intensidade de sinal depende fundamentalmente de dois fatores da tensão de saída que a fonte de sinal fornece e de sua impedância.

É preciso então que a fonte de sinal, um microfone ou fonocaptor por, exemplo, forneçam não só a intensidade mínima de sinal que o amplificador precisa para fornecer sua máxima potência, como também que tenham uma impedância que combine com a entrada do amplificador.

Se ligarmos um microfone dinâmico de impedância em torno de 200 ohms e que fornece uma saída de alguns milivolts na entrada de um amplificador que tem uma impedância de 100 k ohms e que precisa de pelo menos 100 mV para ser excitado, o resultado é que, mesmo com todo o volume aberto, o som que teremos na saída será muito fraco.

É por este motivo que a maioria dos amplificadores só funciona satisfatoriamente quando são alimentados com fontes de sinais intensos como fonocaptores de cristal, microfones de cristal, rádios, sintonizadores de FM ou a saída de gravadores. (figura 1)

 

Figura 1 – Fontes comuns de sinais intensos
Figura 1 – Fontes comuns de sinais intensos

 

Para outros casos, em que se desejar alimentar o amplificador com o sinal de uma fonte que não se adapte as características do amplificador ou que não forneça um sinal de intensidade suficiente para sua excitação, deve-se usar como intermediário um circuito pré-amplificador.

A função do pré-amplificador não é somente de amplificar o sinal de uma fonte fraca para que este possa ser aplicado ao amplificador. Na verdade este circuito exerce diversas funções a serem destacadas:

 

a) O pré-amplificador adapta as características da fonte de sinal às características da entrada do amplificador. Por exemplo, se o sinal vier a partir de uma baixa impedância como no caso de um microfone dinâmico o pré-amplificador além de elevar a intensidade deste sinal o entrega como se fosse uma alta-impedância o que permite uma melhor adaptação às características do amplificador. O sinal pode ser totalmente transferido ao amplificador com melhor rendimento para o mesmo (figura 2).

 

 

 

Figura 2 – A função do pré-amplificador
Figura 2 – A função do pré-amplificador

 

 

b) O pré-amplificador modifica a curva de resposta da fonte de sinal segundo as características do ouvinte. Em suma, o pré-amplificador provê também uma equalização da curva de resposta atenuando ou reforçando determinadas frequências conforme isso se faça necessário.

 

c) O pré-amplificador aumenta a intensidade do sinal vindo da fonte de modo que o mesmo possa excitar convenientemente o amplificador obtendo-se assim toda a sua potência de saída quando isso for necessário.

 

Pelo que foi dito, os leitores devem ter percebido que os pré-amplificadores devem estar sempre presentes quando se desejar ligar a um amplificador diversas fontes de sinais cujas características não se adaptem totalmente a sua entrada. Assim, para os que possuem micro-fones dinâmicos, cápsulas cerâmicas ou magnéticas de baixa impedância ou outras fontes que normalmente não se adaptam aos amplificadores comuns sugerimos a montagem deste circuito que sem dúvida lhe será de grande utilidade.

A montagem é bastante simples, não oferecendo maiores dificuldades.

As precauções a serem tomadas são as normais neste tipo de equipamento visando evitar a captação de zumbidos ou realimentações que possam causar oscilações (apitos).

 

O ClRCUlTO

São usados dois transistores comuns neste circuito, sendo o primeiro de alto-ganho e baixo nivel de ruído (BC109, BC239 ou BC549) e o segundo para liso geral de silício (BC108, BC238 ou BC548).

 

Obs. Os tipos atuais preferidos são os BC548 e BC549.

 

O primeiro transistor opera na configuração de emissor comum possuindo características de entrada que visam o casamento de impedância com a fonte de sinal. Teremos portanto nesta etapa um resistor cujo valor dependerá das características da fonte de sinal com a qual o pré-amplificador deverá ser usado.

Para microfone de cristal o resistor R1 deve ter 47 k. Para microfones magnéticos de baixa e média impedância assim como fonocaptores magnéticos de alta-impedância para violão e guitarra, R1 deve ter 5 k ou 4,7 k.

Se a cápsula usada for cerâmica ou ainda se for usado um microfone de cerâmica, R1 deve ter 100 k.

Para microfones dinâmicos (do tipo usado com gravadores) cuja impedância está entre 200 e 500 ohms o resistor deve ter valores entre 220 e 470 ohms, devendo ser experimentado o que melhores resultados proporciona.

O segundo transistor tem por função não só amplificar o sinal convenientemente como entregá-lo ao amplificador de maneira a adaptar-se a sua impedância de entrada.

Podemos dizer que qualquer amplificador comum que necessite de no mínimo 0,5 V pico-a-pico para ser excitado pode funcionar perfeitamente em conjunto com este amplificador.

A alimentação do circuito é feita por uma tensão de 9 V obtida de 6 pilhas pequenas ligadas em série ou de uma bateria de 9 V. Como o seu consumo é muito baixo (da ordem de 1,5 mA) a durabilidade das pilhas pode ser considerada excelente.

 

MONTAGEM

Se bem que a montagem ideal para este tipo de circuito sujeito a captação de zumbidos e realimentações seja a feita em placa de circuito impresso, se o leitor tiver cuidado em fazer ligações diretas e curtas, mesmo a versão em ponte de terminais pode levar a resultados satisfatórios. É claro que, do ponto de vista de apresentação, a versão em placa de circuito impresso é muito melhor.

Para a montagem recomendamos a utilização de um ferro de soldar de pequena potência (até 30 W), solda de boa qualidade, alicate de corte lateral, alicate de ponta e chaves de fenda. O leitor deve dispor do material para a confecção da placa de circuito impresso se optar por este tipo de montagem.

De modo a tornar imune completamente à captação de zumbidos de origem externa, sugerimos que o circuito seja alojado numa caixa metálica como a mostrada na figura 3.

 

Figura 3 – Sugestão de caixa
Figura 3 – Sugestão de caixa

 

 

O circuito completo do pré-amplificador é mostrado na figura 4.

 

Figura 4 – Circuito completo do pré-amplificador
Figura 4 – Circuito completo do pré-amplificador

 

 

A placa de circuito impresso para a montagem é mostrada na figura 5.

 

Figura 5 – Placa para a montagem
Figura 5 – Placa para a montagem

 

 

Para uma montagem em ponte de terminais temos a disposição dos componentes na figura 6.

 

  Figura 6 – Montagem em ponte de terminais
Figura 6 – Montagem em ponte de terminais

 

 

São os seguintes os cuidados principais que devem ser tomados em relação a escolha e montagem dos componentes:

 

a) Na soldagem dos transistores, evite o excesso de calor que pode facilmente danificá-los. Faça a soldagem rapidamente evitando o excesso de solda. Observe bem a identificação dos seus terminais dada pela posição dos três terminais em relação ao lado achatado. Se o invólucro for diferente, pergunte ao balconista como identificar os terminais.

 

Obs. Ou procure o datasheet no site do autor.

 

b) Observe cuidadosamente a polaridade de todos os capacitores eletrolíticos. Estes podem ser do tipo de terminais axiais ou paralelos se a montagem for feita em ponte. Se a montagem for feita em placa deve-se preferir os capacitores com terminais paralelos. A tensão de trabalho desses capacitores eletrolíticos deve ser de no mínimo 16 V, o que significa que capacitores de 16, 25 ou 63 V podem ser usados.

 

c) os resistores podem ser de 1/8 ou 1/4 W já que a furação prevista na placa leva em conta os dois tamanhos. Os resistores são identificados pelos seus anéis coloridos. Na sua soldagem não há polaridade a ser observada, devendo-se apenas evitar o excesso de calor.

 

d) As ligações de entrada e saída do sinal devem ser feitas com fio blindado, sendo a blindagem ligada ao chassi para onde também é ligado o pólo negativo da fonte de alimentação. É muito importante essa ligação, pois a sua ausência pode significar a captação de zumbidos pelo aparelho.

 

e) Os jaques de entrada e saída devem ser escolhidos de acordo com a fonte de sinal a ser usada, ou seja, de acordo com o jaque do microfone, toca-discos, etc.

 

f) O interruptor que liga e desliga o pré-amplificador é de qualquer tipo, não havendo precauções especiais com sua instalação.

 

g) A fonte de alimentação pode ser formada por 6 pilhas pequenas em série ou por uma única bateria. No primeiro caso usa-se um suporte apropriado, fixado na caixa por meio de uma braçadeira, enquanto que no segundo caso usa-se um conector. É muito importante observar a polaridade da fonte de alimentação na sua ligação. O fio vermelho corresponde sempre ao pólo positivo.

 

h) A instalação do aparelho na caixa pode ser feita de diversas maneiras. Se a montagem for feita em placa esta pode ser fixada por meio de separadores.

 

Para o caso de montagem em ponte de terminais, esta deve ser fixada numa base de material isolante e instalada na caixa metálica do mesmo modo que a placa de circuito impresso.

Terminada a montagem e conferidas as ligações, instale o aparelho na caixa e faça uma prova de funcionamento conforme manda o próximo item:

 

PROVA E USO

Ligue à entrada do pré-amplificador a fonte de sinal com o qual ele deverá funcionar (microfone, cápsula, etc.), e a saída ao amplificador.

Ligue o amplificador a médio volume e acione o pré-amplificador.

O sinal da fonte deve de imediato sair no amplificador com bom volume. O volume será controlado no próprio amplificador.

É importante observar que no uso, a fonte de sinal sendo diferente da prevista pode não haver funcionamento normal. Se mudar a fonte de sinal, altere o valor de R1 de acordo com a impedância da nova fonte.

 

Q1 - BC 549, BC239 ou BC109 - transistor

Q2 - BC548, BC238 ou BC108 - transistor

R1 - ver texto

R2 – 220 k ohms x 1/8 W - resistor (vermelho, vermelho, amarelo)

R3 - 22k ohms x 1/8 W - resistor (vermelho, vermelho, laranja)

R4 - 47k ohms x 1/8 W - resistor (amarelo, violeta, laranja)

R5 – 10 k ohms x 1/8 W - resistor (marrom, preto, laranja)

R6 - 220 ohms x 1/8 W - resistor (vermelho, vermelho, marrom)

R7 - 2,7k ohms x 1/8 W - resistor (vermelho, violeta, laranja)

R8 – 150 k ohms x 1/8 W - resistor (marrom, verde, amarelo)

R9 - 47k ohms x 1/8 W - resistor (amarelo, violeta, laranja)

R10 - 180 ohms x 1/8 W - resistor (marrom, cinza, marrom)

R11 – 10 k ohms x 1/8 W - resistor (marrom, preto, laranja)

C1, C2, C3, C4, C5 - 22 uF x 16V - capacitores eletrolíticos

C6 - 220 uF x 16V - capacitor eletrolítico

B1 - 9V - bateria (ver texto)

S1 - Interruptor simples

Diversos: placa de circuito impresso ou ponte de terminais, fios, solda, caixa metálica, fio blindado, suporte para pilhas ou conector para bateria, separadores para placa, jaques de entrada e saída, etc.

 

BUSCAR DATASHEET

 


N° do componente 

(Como usar este quadro de busca)

 

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