Projetos eletrônicos

Pré-amplificador simples com amplificador operacional para microfone e captador

Como meu filho resolveu aprender a tocar guitarra, veio o pedido para construir uma caixa amplificada. Dessa forma nasceu esse projeto que é parte de um circuito maior (que pode ser encontrado clicando aqui).

Ele aproveita um amplificador operacional de boa qualidade, que responde melhor que o tradicional 741 para as frequências mais altas. Se não encontrar o CI igual ao deste projeto, pesquise outros similares com resposta de frequência de pelo menos 25KHz.

O LM358N que usei aceita alimentação de 3 a 32Vcc simples ou +-1,5 a +-16Vcc simétrica, além de ser duplo.

O circuito

Descrição

O amplificador foi montado numa configuração específica para ter ganho 1 em corrente contínua e 16 em alternada. Isso é possível porque o capacitor C6 promove o desacoplamento da tensão contínua.

A alimentação tem filtragem construída com mais carinho justamente por se tratar de um circuito sensível.

L1 é um indutor que foi retirado de um reator queimado de lâmpada fluorescente. Tem a função de diminuir os ruídos de alta frequência que podem vir da fonte de alimentação. Sem essa peça o projeto funciona muito bem, mas percebi que alguns ruídos da energia aparecem mais facilmente no som.

C1 dá uma alisada nas variações de baixa frequência da alimentação e C2 faz o mesmo com as frequências mais altas.

R1 e R2 formam um divisor resistivo para dividir a tensão da fonte por 2. R3 coloca essa tensão na entrada não inversora do CI. Finalmente, C3 e C4 garantem uma ótima estabilidade desse divisor.

RV1 é um potenciômetro de 50K logarítmico. Outros valores próximos podem ser testados. Logarítmico (componente com a letra A gravada junto com o valor = 50KA) porque o ajuste de som fica mais natural. Se você tiver um linear, pode testar normalmente, mas perceberá uma mudança abrupta no volume.

O amplificador operacional

Como comentei no começo desse projeto, esse componente tem ganhos diferentes para corrente contínua e alternada. Como isso é possível?

Simples. Para a corrente contínua os capacitores se comportam como um circuito aberto e para a alternada como curto-circuito.

Então analisemos o circuito para a corrente contínua primeiro:

Aqui os capacitores C6 e C7 impedem que a corrente contínua circule, então o resistor R5 não tem função nenhuma, já que não existe corrente nenhuma nele. Dessa forma o amplificador tem apenas R4 fazendo a realimentação negativa e o ganho é 1.

Como a configuração é não inversora, a equação do ganho é o seguinte:

E não sai tensão contínua nenhuma desse arranjo (depois de C7).

Corrente alternada

Já em corrente alternada os capacitores conduzem, colocando R5 na jogada e tudo muda:

A seta vermelha indica a corrente alternada de realimentação seguindo seu caminho natural.

A equação do ganho continua igual, com R5 valendo:

O divisor de tensão que injeta a metade do valor da tensão da fonte na entrada não inversora tem a finalidade de criar um ponto médio de tensão já que não usei fonte simétrica para facilitar. Dessa forma o CI se comporta como se fosse simétrico amplificando igualmente tanto o semiciclo positivo como o negativo.

Vale lembrar que como é um pré-amplificador, não tem potência para chacoalhar um alto-falante (se bem que um fone de ouvido deve funcionar), então deve ser ligado em uma boa potência para mostrar toda a sua qualidade.

Lista de material

Semicondutores

D1 = diodo retificador comum 1N4007 ou similar

U1 = amplificador operacional LM358 ou equivalente (se usar outro, cuidado com possíveis diferenças de pinagem)

Resistores – todos de 1/8W

1 - 22K

3 – 47K

1 – 330K

1 Potenciômetro 50KA (pode ser linear se não encontrar o log.)

Capacitores eletrolíticos – todos com pelo menos 50V

3 – 22uF

2 - 47uF

Capacitores de cerâmica – todos com pelo menos 50V

2 – 100nF

Outros

Conectores para alimentação, entrada e saída

Em eterna construção