Pré-amplificador de volume constante (ART1042)

Um dos problemas que encontramos em certas aplicações de áudio é o de manter constante o nível dos sinais de áudio captados por um microfone, ou que devam ser reproduzidos num alto - falante ou gravados numa fita. Afastando-se do microfone, o sinal cai rapidamente de volume exigindo uma compensação. Ampliar a resposta dinâmica de um circuito é uma solução que levamos ao leitor com este pré - amplificador de volume constante.

Manter constante a intensidade do sinal captado por um microfone para não haver perdas de inteligibilidade quando uma pessoa se afasta do mesmo, é um problema comum em conferências, palestras e outras aplicações deste tipo.

Uma solução para este tipo de problema é um circuito que tenha seu ganho aumentado para sinais mais fracos, mas que reduza este ganho com sinais mais fortes de modo a não haver saturação.

Neste artigo descrevemos um circuito para esta finalidade, baseado num componente específico da Motorola, que justamente é um amplificador controlado por tensão.

O leitor poderá intercalar este circuito entre fontes de sinais de baixa intensidade, tais como mesas de som, microfones ou mesmo receptores e o circuito principal que deve amplificar ou registrar o sinal.

COMO FUNCIONA

A base deste projeto é o circuito integrado MC3340P da Motorola, que consiste num atenuador eletrônico ou amplificador controlado por tensão, cuja aplicação básica do manual é mostrada na figura 1.

Circuito básico do MC3340.

 O ganho deste circuito depende da tensão aplicada ao terminal de controle (pino 2), conforme ilustra o gráfico da figura 2.

Atenuação x Tensão de controle.

 Observe então que, com maior tensão de entrada teremos menor ganho ou maior atenuação.

Num controle de volume "sem ruído", este circuito pode ser usado simplesmente utilizando-se um potenciômetro para controlar o seu ganho.

No nosso caso, o que fazemos é utilizar um amplificador operacional (CI1) para tomar o sinal de entrada e transformá-lo numa tensão de controle de acordo com sua intensidade.

 O sinal de entrada é então dividido por dois. Uma parte vai diretamente ao CI2 onde deve ser amplificado. A outra parte é amplificada por CI1, sendo depois retificada por D1, filtrada por C3 e transformada numa tensão contínua de controle, que será aplicada ao amplificador final (CI2) por meio de P2.

O ganho desta 1ª etapa é determinado por R5, que eventualmente pode ser substituído por um potenciômetro. No entanto, o ajuste final de funcionamento também pode ser obtido com facilidade por P1.

Se o sinal for intenso, após a amplificação ele resultará numa tensão mais elevada de controle no cursor de P1, a qual será aplicada ao terminal de controle de CI2 (pino 2), reduzindo seu ganho.

Por outro lado, se o sinal for fraco, após a amplificação por CI1 ele resultará numa tensão de controle baixa para CI2 e, com isso, o ganho deste segundo circuito integrado será maior.

A finalidade de P2 é controlar a intensidade final do sinal a ser aplicada no circuito externo.

Um ponto importante neste circuito é que deve haver uma certa inércia na atuação do controle. Se ele for rápido demais, o ganho aumentará e diminuirá entre os picos de som, causando uma sensação desagradável. O uso do capacitor de 47 µF produz um retardo na ação do circuito da ordem de 0,1 segundos, o que é suficiente para não afetar a forma de onda dos sinais que devem ser reproduzidos.

Observamos que a alimentação deste circuito precisa ser feita com uma tensão relativamente alta, 18 V, que podem ser obtidos de duas baterias de 9 V em série. O baixo consumo faz com que a durabilidade destas baterias seja bastante grande.

Não se recomenda o uso de fonte, a não ser que tenha excelente filtragem, dada a possibilidade de se introduzir ruídos.

MONTAGEM

Na figura 3 temos o diagrama completo do pré - amplificador de volume constante.

Diagrama completo do aparelho.

 A montagem do aparelho numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 4.

Placa de circuito sugerido do pré de volume constante.

 Os componentes não são críticos, devendo o leitor observar apenas que a caixa deve ser blindada para evitar a captação de zumbidos e que os cabos de entrada e de saída devem ser blindados também. Um LED em série com um resistor de 4,7 kΩ pode ser acrescentado para indicar o funcionamento do circuito.

AJUSTES

Para ajustar o aparelho, ligue na sua entrada uma fonte de sinal com P1 e P2 inicialmente fechados, e na saída um amplificador.

Coloque agora P2 na posição média e ajuste o amplificador para ter uma reprodução do sinal.

Atue depois sobre P1 até notar uma distorção do sinal. Quando isso ocorrer, volte levemente o ajuste até obter o ponto anterior em que a distorção começou.

Reajuste então P2 para obter o nível de som desejado na saída.

Observe que o ganho do primeiro amplificador operacional é dado pela relação entre R5 e R3, o que significa que o sinal de entrada deve ter uma amplitude máxima da ordem de 100 mV. Para sinais com intensidades maiores reduza R5.