O circuito integrado monolítico CA3052 (RCA) foi projetado especialmente para fazer parte de pré-amplificadores de áudio estereofônicos de excelente qualidade. Neste artigo, focalizamos as características deste componente e damos uma aplicação típica para os leitores que desejam um projeto prático.
Obs. O CA3052 não é um componente atual existindo equivalentes mais modernos com características melhores. O artigo é de 1986.
Na verdade, o CA3052 não é um componente novo. O fato de não o termos abordado em projetos, até agora deve-se à dificuldade que pode haver para sua obtenção.
Como, entretanto, existe uma certa quantidade de CA3052 disponível no mercado, segundo pesquisamos, além de termos recebido pedidos de artigos que o focalizem, resolvemos levar esta matéria aos leitores que, se inicialmente não a puderem aplicar em projetos práticos, pode servir de excelente documentação técnica para futuros trabalhos.
O CA3052
O CA3052 contém 4 amplificadores independentes que podem ser interligados dois a dois, de modo a se obter um pré-amplificador estereofônico com controle de volume, tonalidade e balanço de excelente qualidade.
Na saída deste integrado, temos um sinal de intensidade suficiente para excitar amplificadores de potência de qualquer tipo.
Na figura 1, mostramos o CA3052 em seu invólucro JEDEC MO-OO1-AC de 16 pinos.
O CA3052 tem características especificadas segundo os métodos de prova RIAA (Record lndustry Association of America).
Na figura 2, temos o circuito equivalente ao CA3052, com os resistores especificados em ohms.
A entrada consiste em um amplificador diferencial com configuração Darlington.
A saída numa combinação de 3 transistores resultando num inversor.
Nas aplicações normais, os sinais são aplicados à entrada não inversora (pino 9, para o amplificador A3), que corresponde à base do transistor Q19-onde existe um resistor de polarização de 100 k.
Os amplificadores podem ser considerados como operacionais de CA, com uma resistência fixa conectada permanentemente entre a saída e a entrada inversora.
Uma capacitância muito grande entre esses terminais pode produzir uma resposta com cristas, instabilidades e, em casos extremos, até oscilações.
Com um projeto bem elaborado, entretanto, e Uma disposição cuidadosa dos componentes, estes problemas podem ser eliminados.
Na figura 3, temos a curva de ganho sem realimentação, observando-se sua linearidade até 100 kHz.
O ganho típico de cada amplificador é de 58 dB.
Na figura 4, temos a família de curvas que dão a variação da distorção com a frequência.
Veja que, no pior caso possível, com uma alimentação de apenas 10 V, se obtém uma excursão de pico na saída de 3 V antes da distorção chegar a 2%.
Circuito prático
Na figura 5, temos um circuito de pré-amplificador estereofônico completo, com controles de graves, agudos, volume e balanço, sugerido pelo manual "Circuitos Integrados Lineares RCA", edição de 1971.
Como os amplificadores têm pontos separados de realimentação, é possível variar o ganho para se obter o controle de balanço dos canais.
Isso é feito por meio de um potenciômetro, que ao mesmo tempo em que diminuí o ganho de um canal, aumenta o do outro.
O resultado líquido desta ação é que a potência total (dois canais) se mantém constante.
O resistor R1 atua em paralelo com a realimentação para reduzir o ganho. R2 e R3 reduzem a realimentação negativa introduzida por R1. O mesmo efeito pode ser obtido com a omissão de R1 e aumentando-se convenientemente R2 e R3.
Neste circuito, a resistência de fonte equivalente para o ruído externo vem das entradas (com e sem inversão), de modo que os baixos valores de resistências que se obtém usando R1, permitem reduzir a saída de ruído de uns 4 dB.
Esta redução é muito importante quando o controle de volume está no mínimo e quando a relação sinal/ruído é 0 dB.
Na figura 6, temos um outro circuito aplicativo do Manual da RCA que utiliza um controle de nível por realimentação.
Neste circuito o ganho do amplificador é que é reduzido, e não o nível de sinal de entrada.
Para isso, o controle de volume é conectado entre a saída e a entrada da inversora. No volume mínimo, toda saída realimenta a entrada, sendo exigido nestas condições uma certa estabilização externa dada por C3 e R5.
O máximo ganho do segundo amplificador é determinado pela relação entre Rv e R6.
O ajuste de Rv varia a relação de resistência de realimentação e resistência de fonte.
A impedância de entrada da segunda etapa varia, portanto, entre R6, com o máximo volume, até R6 + Rv, com o mínimo volume. Veja, então, que isso significa que o ajuste de Rv varia a carga sobre o amplificador precedente - o que significa que o sistema apresenta um reforço de graves na condição de baixo volume.
No mínimo volume, o circuito de controle de volume por realimentação coloca a fonte de ruído da segunda etapa na saída do pré-amplificador.
Nestas condições, a resistência de fonte em re1ação ao amplificador de potência é reduzida.
Isso é especial, já que com um potenciômetro linear, teríamos muito pouca variação praticamente até qs 90 graus, aumentando em seguida o nível de forma brusca.
O potenciômetro ideal é do tipo logarítmico anti-horário, ou seja, aquele em que a variação da resistência é muito rápida no princípio e depois torna-se lenta no extremo da máxima rotação.
Características elétricas do CA3052
Regimes máximos:-
Tensão de alimentação ............. 16 V
Tensão de entrada de CA ........ 0,5 V rms
Dissipação (55°C) .............. 750 mW
Faixa de temperaturas de funcionamento ............ -25 a 85°C
Características típicas (2500): (P/ + V = 12V)
Consumo por par de amplificadores .......9,5 a 17,5 mA
Tensão de CC nos terminais de saída .................. 6,1 a 8,1 V
Tensão de CC nos terminais de realimentação ............ 1,7 a 2,3 V
Tensão de CC nos terminais de entrada ................. 2,2 a 2,8 V
Características dinâmicas (sem realimentação terminais 3, 7, 10 e 14 desacoplados à massa)
Excursão da tensão de saída sem realimentação (V =12V, DAT = 5%, =1kHz) 2V(min) -1,4V (t¡p)
Faixa passante a -3dB sem realimentação (V = 12V, Eent = 2mV) ...... 300 kHz
Distorção harmônica total (DAT) sem alimentação (V =12V, Es = 2V, f = 1kHZ) .................. 0,65%
Resistência de entrada (V = 12 V, f = 1kHz) ............... 90 k ohms
Capacitância de entrada (V = 12 V, f=1MHz) ................ .9 pF
Resistência de saída (V = 12 V, f = 1kHz) ................ 1 kohms
Ganho sem realimentação (V = 12 V, Vent. 2 mV, s =1O kHv) . .53 dB (min.) 58 dB (máx.)
