Fader Integrado para Microfone (ART1524)

Este circuito corta automaticamente um sinal de música entrando um microfone que pode ser usado para avisos. O circuito é ideal para edição de mídias, som ambiente e public-address. Usando componentes discretos, ele pode ser montado com facilidade a um custo baixo.

Como sempre, dedicamo-nos principalmente a dar aos nossos leitores projetos que utilizam tecnologias básicas que possam ser manuseadas por montadores que não tenham recursos avançados.

Desta forma, nossos projetos podem ser elaborados com componentes que existem no mercado, são simples de usar e não exigem tecnologias de montagem que só se encontra em laboratórios de eletrônica avançados.

Assim, nosso Fader ou Desvanecedor, nada mais é do que um circuito que corta o som de música que entra num sistema amplificador, entrando em seu lugar o sinal de um microfone.

O circuito é automático, bastando falar diante do microfone para que o sinal seja cortado.

O circuito não necessita de relés e tem uma saída estéreo, mesmo utilizando um único microfone, ou seja, os sons dos dois canais são cortados simultaneamente.

O circuito tem ainda LEDs indicadores que mostram quando o sinal é cortado.

Características:

Tensão de alimentação: 12 V

Corrente consumida: 20 mA

Impedância do microfone: 200 a 20k Ω

Ganho do pré-amplificador: 40 dB (ajustável)

Como Funciona

Na figura 1 temos um diagrama de blocos do aparelho, o qual servirá para as nossas explicações.

Figura 1 – Diagrama de blocos do Fader

Na operação normal, os sinais de áudio de uma fonte externa (gravador, CD, MP3, etc.) são aplicados nas entradas D e E passando pelas chaves CMOS de um 4066, eles aparecem nas saídas A e B.

O circuito integrado 4066 consiste em 4 chaves analógicas/digitais que nada mais são do que transistores de efeito de campo que podem conduzir bidirecionalmente sinais.

Na operação com sinais de áudio deve ser usada uma fonte simétrica, conforme mostra a figura 2, pois os sinais apresentam excursões negativas.

Figura 2 – Operação com sinais analógicos (áudio)

No entanto, se utilizarmos um pré-amplificador alimentado por fonte não simétrica, os sinais não terão excursões negativas, conforme mostra a figura 3 e assim a chave do 4066 pode operar sem fonte simétrica.

Figura 3 – Operação com fonte simples

A passagem dos sinais por estas chaves é comandada pelo nível lógicos dos terminais de controle que são os pinos 5, 6, 12 e 13.

As chaves que deixam passar os sinais da música de fundo são ativadas na ausência de sinal na entrada do microfone, porque no pino 2 do circuito CI-2 temos um nível baixo atuando, e como o circuito é inversor, ele aplica via pino 3, um sinal positivo aos terminais de controle da chave 4066.

Nestas condições, o pino 11 do 4093 pelas inversões seguintes aciona o LED2 e, ao mesmo tempo, o LED1 apaga.

Quando falamos diante do microfone ligado ao pino 2 de CI-1, seu sinal é aplicado e aparece no pino do CA1458, um duplo amplificador operacional semelhante ao 741.

O ganho desta etapa é dado por P1, podendo chegar aos 40 dB, devendo ser ajustado de modo a se obter uma boa excitação para as chaves digitais do 4066, sem problemas de distorção.

As chaves do 4066 apresentam uma resistência da ordem de 150 Ω quando em condução, e praticamente infinita quando abertas, não devendo operar com sinais intensos.

Temos então na saída correspondente ao pino 1 do CI-1 um sinal de áudio amplificado que serve para suas finalidades: uma é a aplicação na saída via chaves digitais.

A segunda é para a excitação do comutador, passando inicialmente por uma etapa de amplificação que consiste na segunda metade de CI-1.

O ganho desta etapa é controlado por P2 que permite encontrar o ponto ideal de disparo do circuito formado por CI-2.

Quando aparece o sinal amplificado no pino 7 de CI-1, ele passa via C5 aum sistema retificador formado por D1 e D2 e em seguida ao filtro formado por C4.

Quando a tensão em C4 atinge um valor suficientemente elevado presente no microfone, CI-2a comuta e, com isso todas as demais portas inversoras.

Isso faz com que a saída de CI-2a vá ao nível baixo de CI-2b ao nível alto, comutando-se assim os sinais que passam pelo 4066 (CI-3).

O sinal de fundo das entradas E e D são cortados e a saída do pré-amplificador é conectada às saídas D e E do4066.

Temos então a passagem do sinal do microfone para o circuito externo.

Quando o sinal do microfone é interrompido, C4 em conjunto com R4 fornecem certa inércia ao circuito, o que faz com que a comutação seja feita não de modo muito rápido, o que evita que ocorram cortes nos intervalos entre as palavras.

Para que as entradas E e D sejam ligadas novamente, precisaremos de 1 a 2 segundos, tempo suficiente para que C4 se descarregue via R4 e a entrada CI-2a volte ao nível baixo.

Nesta comutação o LED2 que estava aceso, apaga e acende o LED1.

A alimentação do circuito pode ser feita com 6 a 12 V e se for usada fonte, deve ter excelente filtragem para que não ocorram roncos.

Montagem

Na figura 4 temos o diagrama do aparelho sem a fonte de alimentação.

Figura 4 – Diagrama completo do Fader

Na figura 5 temos uma sugestão de placa de circuito impresso para a montagem.

Figura 5 – Placa de circuito impresso para a montagem

Os eletrolíticos são para 16 V ou mais e os diodos podem ser os 1N4148.

Na figura 6 temos uma sugestão de fonte de alimentação estabilizada de 12 V. O capacitor de 1 000 µF deve ter uma tensão de trabalho de pelo menos 25 V.

Figura 6 – Fonte de alimentação para o Fader

Para a fonte, o circuito integrado não necessita de dissipador de calor e o transformador pode ter correntes de secundário na faixa de 200 a 500 mA.

Prova e Uso

Ligue a saída do Fader à entrada de um amplificador de áudio que deve ser ajustado para médio volume.

Se usar um microfone de eletreto de dois terminais, ele deve ser ligado conforme mostra a figura 7.

Figura 7 – Conexão de um microfone de eletreto de dois terminais

O cabo à entrada do circuito deve ser blindado para que não ocorra a captação de roncos.

Ligue nas entradas E e D uma fonte de sinal com música de fundo como a saída de um pré-amplificador ligado a um MP3, CD player ou outra fonte de baixa intensidade.

Ajuste o nível de sinal para uma reprodução da música sem distorção.

Em seguida, falando diante do microfone, ajuste P1 para obter a comutação do sinal.

P1 deve estar na posição média.

Obtido o ponto de disparo, continue falando e ajuste P1 para que o som do microfone saia com a mesma intensidade que a música de fundo.

Reajuste P2 para que ao falar diante do microfone ocorra a comutação.

Se quiser alterar o tempo de resposta de comutação mude o valor do capacitor C4.

Comprovado o funcionamento é só utilizar o aparelho.

Se ocorrerem distorções, isso pode ser devido a intensidade de sinal excessiva que satura as chaves do 4066.