Mesa de Som (ART1852)

Descrevemos a montagem de uma eficiente mesa de som com 3 canais estéreo e amplificador para fones que pode ser usada em estações de rádio experimentais, na edição de fitas, em conjuntos musicais e em muitas outras aplicações. Alimentada por uma fonte de alimentação 12 V, ela proporciona excelente qualidade de som em sua saída graças ao uso de circuitos integrados dedicados.

Uma mesa de som consiste basicamente num mixer com um amplificador de fones que serve para o operador monitorar os sinais obtidos.

Mesas mais complexas podem incluir outros circuitos como por exemplo, controles independentes de tom em cada canal, osciladores de efeitos sonoros, câmaras de eco, indicadores de nível de sinal e muitos outros.

Como nosso circuito se destina ao montador que deseja os recursos básicos sem gastar muito dinheiro, sua principal característica é a economia, daí ele possuir apenas as funções que indicamos como básicas.

No entanto, graças ao uso do circuito integrado LM381 da National Semiconductor (Agora Texas Instruments), garante-se uma excelente qualidade para o sinal mixado e o circuito se torna bastante simples, com o uso de poucos componentes externos.

É claro que em nossa aplicação básica damos apenas 3 entradas por canal, mas nada impede que o leitor acrescente outras e até alguns recursos não previstos como VUs na saída, tanto do tipo analógico como digital, e até mesmo controles especiais de tom.

A saída do circuito fornece um sinal de boa intensidade com características capazes de se adaptar à entrada da maioria dos amplificadores de áudio, de qualquer potência.

Assim, amplificadores com sensibilidade até 1 Vpp e impedância a partir de 10 k ohms de entrada podem ser excitados diretamente pela saída desta mesa de som.

Devemos ainda alertar os leitores interessados na montagem deste projeto que, como em todo circuito que opera com sinais de baixa intensidade, existe uma grande sensibilidade a ruídos e roncos.

Logo, além dos cuidados com as blindagens dos fios, o uso de caixa de metal e a obediência aos princípios básicos que regem a montagem de circuitos de áudio, o leitor deve ter experiência prévia com este tipo de projeto.

COMO FUNCIONA

O circuito integrado LM381 consiste num duplo pré-amplificador de áudio de baixo nível de ruído da National Semiconductor.

Este circuito integrado é apresentado em invólucro DIL de 14 pinos com um canal equivalente mostrado na figura 1.

Figura 1 – O LM381

O ganho de tensão sem realimentação e sem usar a configuração diferencial (single ended input) de 320 0 000 vezes e ele pode ser alimentado com tensões de 9 a 40 V, sem problemas, tendo um consumo de apenas 10 mA com 9 V de alimentação.

A resistência de entrada é de 200 000 ohms e a corrente de polarização entrada é de 0,2 uA tipicamente.

A resistência de saída é de 150 ohms o que lhe permite fornecer até 8 mA de corrente ou drenar até 2 mA de corrente.

A faixa passante é de 15 MHz e a máxima tensão de entrada em operação linear é de 300 mV/rms.

A distorção harmônica total típica é- de 0,1% e o ruído total equivalente para Rs = 600 ohms na faixa de 10 a 10 000 Hz é de 0,55 uV/rms.

Em nosso circuito os dois canais disponíveis no LM381 são usados na configuração single ended, ou com a entrada positiva aterrada por meio de um capacitor.

O ganho é determinado pela relação de valores na rede ligada entre a entrada e a saída.

Com os valores usados, temos um ganho da ordem de 500 vezes, o qual varia em função da impedância da fonte de sinal.

Usamos três entradas para cada canal, mas podem ser acrescentadas outras, conforme a aplicação.

Para monitorar o sinal usamos dois amplificadores LM386, também da National Semiconductor que se caracterizam pelo seu bom ganho e requerem poucos componentes externos.

Estes integrados fornecem uma potência na faixa de 150 mW a perto de 1 W na faixa de tensões de 6 a 12 V.

Nesta aplicação, quase um watt por canal de saída é mais do que suficiente para excitar o par de fones ou duas pequenas caixas usadas na monitoria do sinal.

Temos finalmente a fonte de alimentação que deve ter excelente regulagem e filtragem, para que não ocorram instabilidades de funcionamento e ruídos.

Um circuito integrado 7812 garante a tensão filtrada sob corrente de até 1 A o que é mais do que suficiente para alimentar todos os circuitos, inclusive os amplificadores de saída de fone.

MONTAGEM

Na figura 2 temos o diagrama da mesa de som.

Figura 2 – Diagrama completo da mesa de som

A fonte de alimentação é mostrada na figura 3.

Figura 3 – Fonte de alimentação para o projeto

A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso* é mostrada na figura 4.

 

 

Observe que as ligações aos potenciômetros de entrada e a todos os jaques de entrada devem ser feitas com fios blindados com as malhas devidamente aterradas.

Deve-se usar um pedaço de fio de cobre grosso para fazer este aterramento de modo a se garantir a mínima resistência e assim, uma menor probabilidade de haver captação de ruídos.

Esta barra de terra deve ser ligada à caixa do aparelho, preferivelmente metálica.

Se não for usada caixa metálica, ele deve ter uma chapa de metal como forração ou revestimento, de modo a servir de blindagem e esta chapa deve ser ligada ao terra do circuito.

Os potenciômetros usados o podem ser rotativos ou deslizantes, havendo assim duas possibilidades de apresentação final do aparelho, conforme mostra a figura 5.

Figura 5 – Apresentação final

Os jaques podem ser do tipo RCA i ou de outro tipo, conforme as fontes de sinais que o leitor pretenda usar.

Será conveniente ter cabos apropriados para a conexão das saídas à entrada do amplificador.

Os cabos podem ser estéreo ou então independentes.

Para a saída de monitoria é conveniente usar um jaque diferente dos demais, conforme o fone ou caixas usadas, para não haver perigo de confusões.

Os fones devem ser de baixa impedância e também podem ser usadas duas caixinhas pequenas do tipo encontrado em alguns aparelhos de som miniatura ou ainda em sistemas de som multimídia de computadores.

Devem ser usadas caixas que tenham apenas os alto-falantes e não as caixas amplificadas (alimentadas por pilhas) que são encontradas em algumas aplicações.

Os alto-falantes devem ser de boa qualidade para se garantir uma reprodução a altura da qualidade do sinal que os circuitos fornecem em suas saídas.

Os resistores são todos de 1/8 W e os capacitores podem ser de poliéster ou cerâmicos, ou ainda, se especificados, eletrolíticos com tensão mínima de trabalho de acordo com a relação de materiais.

Observe que os capacitores eletrolíticos são polarizados.

Para os circuitos integrados o uso de soquetes é opcional, mas sua posição deve ser observada cuidadosamente e o circuito integrado 7812 deve ser dotado de um pequeno radiador e calor.

Este radiador nada mais é do que uma chapinha de metal dobrada em "U" e presa ao corpo do componente por meio de um parafuso com porca.

Cuidado para não deixar esta chapinha de metal encostar na caixa ou em outra parte do aparelho.

O transformador da fonte de alimentação fica fora da placa e deve ter enrolamento primário de acordo com a rede de energia.

É importante que a carcaça deste transformador fique em contato com a caixa ou a blindagem, para que não sejam produzidos roncos.

Será interessante afastar este componente das entradas de sinais.

O acabamento final do painel depende de cada um.

Podem ser usadas letras auto-adesivas para identificar as entradas e os potenciômetros de controle e depois o conjunto será protegido por uma camada de verniz incolor.

PROVA E USO

Para provar o aparelho ligue-o à alimentação e coloque todos os potenciômetros de entrada na posição de mínimo (todos para baixo ou para a esquerda).

Conecte nas entradas fontes de sinais, como por exemplo a saída de fone de um rádio ou gravador ou ainda a saída de sinal de um toca-fitas ou toca-discos.

Ouras fontes como microfones ou captadores de instrumentos musicais podem ser experimentadas.

Ligue nas saídas as pequenas caixas ou o fone e ajuste tanto os potenciômetros de entrada como os de saída, além do volume do monitor para que o sinal seja ouvido.

O sinal ouvido é o sinal que o aparelho vai entregar ao circuito externo.

Para usar o aparelho ajuste inicialmente os níveis de saída do monitor para ter a reprodução sem distorção.

Depois para misturar as fontes de sinais, ajuste os potenciômetros de entrada de modo a obter os resultados esperados.

Será sempre interessante anotar as posições de máximo de cada controle conforme a fonte de sinal, para que ela não sature o circuito e cause distorções.

Abrindo muito o controle de urna fonte de sinal forte, o circuito satura e com isso o sinal fica bastante distorcido.