Central Integrada Para Fones (ART2125)

Apresentamos um circuito equalizador integrado para fones de ouvido, que pode tornar a escuta Individual muito especial, oferecendo assim novos recursos ao seu equipamento. O sistema também serve como um excelente reforçador para aparelhos de pequena potência, como walkmans dando assim, mais volume aos fones de ouvido. Pequenos rádios, toca-fitas e toca-discos também podem ser usados com este aparelho.

Muitos consideram a escuta em fones como recurso que deve ser usado quando não se deseja incomodar vizinhos ou outras pessoas da casa. O fone, entretanto, não é simplesmente um acessório de escuta individual.

A proximidade do fone em relação ao ouvido, a possibilidade de termos som, sem sofrer interferênci9a do meio ambiente que em alguns casos pode prejudicar a escuta por alto-falantes e, além disso, a necessidade de pequenas potências faz deste equipamento algo interessante quando usado corretamente.

Entretanto, os fabricantes de equipamentos de som não levam muito a sério a possibilidade de um uso mais intenso dos fones, fazendo seus potentes equipamentos dotados simplesmente de uma saída sem maiores recursos.

É justamente por este motivo que, usando um fone comum nestas saídas que não somos muito tentados a fazer com maior frequência a audição neste equipamento.

Nosso sistema, além de uma equalização para o fone, que permite a modificação da curva de resposta de acordo com o gosto de cada um, também há um amplificador estéreo integrado de boa qualidade que permite a operação a partir de fones de pequena intensidade (como monitor para um mixer, por exemplo).

Tudo isso nos leva à mais opções para o fone:

Podemos ligar o sistema diretamente a saída de fones de equipamentos comuns. A ligação também pode ser feita na saída de alto-falantes de equipamento de pequena potência.

Podemos ligar a saída no jaque de fones de ouvido de equipamentos comuns. A ligação pode ser feita no jaque de rádios de FM e pequenos toca-discos e toca-fitas cassete de baixa potência e obter um 'grande' som para os fones.

Podemos usar o sistema para monitorar o sinal de mixers, ligando-o diretamente na saída destes equipamentos.

COMO FUNCIONA

Na figura 1 temos um diagrama em blocos a partir do qual fazemos uma análise do funcionamento do sistema.

Figura 1 - diagrama de blocos do aparelho

O primeiro bloco é o circuito equalizador e de controles adicionais tendo por base 4 potenciômetros em cada canal, e um amplificador operacional.

Temos então um potenciômetro duplo de entrada que funciona como controle de volume ou sensibilidade para os dois canais.

O valor elevado deste potenciômetro mostra a impedância de entrada do sistema e portanto sua capacidade de operar com sinais de pequena intensidade.

O segundo potenciômetro funciona como um controle de equilíbrio dosando então o volume de cada canal, de modo a se obter uma audição "por igual”.

Temos a seguir a rede de equalização formada por dois potenciômetros num sistema de realimentação negativa para o amplificador operacional.

Tirando o sinal na saída do amplificador operacional, este circuito o reaplica à entrada inversora de modo a se obter uma atenuação seletiva.

Este potenciômetro está ligado de tal modo a atenuar de modo conveniente os sinais graves e agudos.

O sinal obtido na saída dos amplificadores operacionais tem uma intensidade apenas suficiente para excitar uma etapa amplificadora de potência com dois transistores complementares.

São usados dois transistores para cada canal, formando o terceiro bloco.

Os transistores complementares são ligados de maneira que nas excursões positivas do sinal de saída conduz o transistor NPN e nas excursões negativas o transistor PNP.

Com isso, o capacitor de saída carrega-se e descarrega-se regularmente através do circuito de carga que é o fone.

Assim, para o BD135 temos como equivalentes diretos o BD137 e o BD139.

Com as mesmas características, porém com disposição de terminais diferentes, temos o TlP29 e mesmo o AC187.

Para o BD136 temos como equivalente diretos o BD138 e o BD140 e com a mesma característica, porém com terminais diferentes o TlP30 e o AC188.

Os potenciômetros de controle de tonalidade são lineares duplos (P3 e P4) e os potenciômetros de volume são log duplos (P1). Para P5 temos trimpots e o de equilíbrio (P2) deve ser linear simples, pois atua sobre os dois canais.

Uma caixa plástica com dimensões apropriadas pode ser usada desde que tenha um painel suficientemente grande para a colocação dos potenciômetros e saídas dos fones.

Na figura 2 temos uma sugestão de caixa, observando-se que os jaques de saída são estéreo de acordo com o fone usado.

Figura 2 – Sugestão de caixa

Para a possibilidade de escuta conjunta, podemos ligar saídas de fones (até 3) em conjunto, tendo cada uma um resistor de 10 ohms x 1 W em série, para que a impedância final não caia a ponto de comprometer a integridade dos transistores de saída.

Os capacitores menores podem ser cerâmicos ou de poliéster de acordo com o valor- e disponibilidade de cada um.

A saída desta etapa é da ordem de 1 W, o que é mais do que suficiente para se obter um excelente volume em fones de ouvido. Lembramos que os fones usados devem ter impedâncias na faixa de 4 ohms a 50 ohms, e que a aplicação de potências acima de 1 W pode causar a sua queima.

Complementamos com o terceiro bloco que consiste na fonte de alimentação. Em vista das características dos amplificadores operacionais 741, devemos ter uma tensão de alimentação de pelo menos 9 V, para que ocorra um mínimo de distorção.

Para que o leitor tenha uma ideia, a taxa de distorção harmônica do operacional do circuito é da ordem de apenas 0,03% em 1 kHz.

MONTAGEM

O circuito completo do aparelho é mostrado na figura 3.

Figura 3 – Circuito completo do aparelho | Clique na imagem para ampliar |

A placa de circuito impresso é dada na figura 4.

Figura 4 – Placa para a montagem

Na montagem será preciso observar as posições dos circuitos integrados e transistores além das polaridades de componentes como diodos e capacitores eletrolíticos.

Os resistores são todos de 1/8 ou 1/4 W com 10 ou 20% de tolerância. A tensão de trabalho dos capacitores eletrolíticos deve ser de 16 V ou mais.

Para os transistores temos a possibilidade de usar equivalentes.

Para a fonte temos um transformador com enrolamento primário de acordo com a rede local e secundário de 9 9 V ou 12 +12 V e pelo menos 500 mA de corrente.

O circuito integrado regulador da fonte deve ser dotado de um radiador de calor.

O diagrama da fonte, que é dado em separado, está na figura 5.

Figura 5 – Diagrama da fonte

Como são poucos os componentes usados, eles podem ser agregados à placa principal ou montados em ponte de terminais. Os capacitores da fonte devem ter tensão de trabalho de 25 V e os diodos podem ser os 1N4002 ou 1N4004.

Existe a possibilidade de se acrescentar um LED em série com um resistor de 560 ohms ou 1 k ohms na saída da fonte para indicação de funcionamento, à mas isso é optativo.

O interruptor geral pode ser incorporado ao controle de volume.

Muito importante na montagem dos cabos de entrada é que sejam blindados e com as malhas devidamente aterradas para que não ocorra a captação de zumbidos.

Para os circuitos integrados do tipo 741, sugerimos a utilização de soquetes DIL (Dual in line), os quais evitam os problemas de excesso de calor durante a soldagem e facilitam a substituição destes componentes em caso de queima.

PROVA E USO

Ligue a fonte de alimentação e conecte na saída um par de fones estereofônicos de baixa impedância de boa qualidade.

Ligue na entrada do aparelho uma fonte de sinal, de baixa intensidade como. por exemplo, a saída de um pré-amplificador ou mesmo a saída de um toca-discos.

Na figura 6 temos o modo de ligação do aparelho à diversas fontes de sinal.

Na saída de amplificadores de áudio comuns como walkmans e outros aparelhos de baixa impedância, será preciso acrescentar uma resistência de carga (10 ohms ou 22 ohms x 5 W) conforme mostra a mesma figura.

Figura 6 – Modo de ligação

Sem esta resistência de carga podem ocorrer fortes distorções do sinal que prejudicam a qualidade do som.

Depois de fazer a ligação da fonte de sinal se ela tiver controle de volume ajuste-os em conjunto com o controle de volume dos fones (P1) para que haja reprodução clara e sem distorções.

Atue sobre o controle de balanço para verificar sua ação e depois atue sobre os controles de tonalidade. Ajuste os dois trimpots para que em ambos os canais a reprodução ocorra sem distorções de sinal.

O ajuste dos trimpots pode ser feito para que na ausência do sinal tenhamos no pino correspondente do circuito integrado (6) uma tensão igual à metade da tensão no pino 7, ou seja, da fonte de alimentação.

Comprovado o funcionamento é só fazer a instalação definitiva, como mostra a figura 7, usando-se para isso cabo blindado e usar a unidade.

Figura 7 – Instalação remota

O ajuste dos controles de tom deve ser feito, deixando-se o controle equivalente do aparelho com o qual houver funcionamento conjunto, na posição central.