Pré-amplificador RIAA para Toca-Disco

Amplificadores operacionais possibilitam a realização prática de muitos projetos interessantes, principalmente envolvendo a amplificação de sinais de áudio de pequena intensidade.

O acesso a uma entrada de realimentação negativa (entrada inversora) permite a realização do controle do ganho e equalização com poucos elementos externos e de forma bastante eficiente.

Seu ganho elevado, baixa impedância de saída e alta impedância de entrada, são características que permitem sua operação com fontes de sinais de pequena intensidade e a excitação da entrada de amplificadores de todos os tipos.

O projeto que apresentamos tem como base um duplo amplificador operacional com características semelhantes às do conhecido 741, que é o CA1458.

Com a utilização de uma rede de realimentação externa para equalização RIAA, desenvolvemos um pré-amplificador que tem as seguintes características:

CARACTERÍSTICAS:

*Nível máximo de saída a 1kHz: +21dBm
*Nível máximo de saída em carga de 600 Q: +17,5 dBm
*Impedância de saída (1kHz): 100 ohms
*Distorção harmônica (1kHz): 0,05%
*Ganho em 1kHz: 55 dB
*Tensão de alimentação: -9V 0V 9V a -12V 0V 12V
*Corrente drenada: 5,6mA
*Faixa de resposta: 20Hz a 20000 Hz

O CIRCUITO
A base do circuito é um duplo operacional CA1458, cuja pinagem é mostrada na figura 1.

Cada um dos amplificadores internos a este integrado possui características semelhantes às do conhecido 741. estas características são:

*Faixa de tensões de alimentação: -3V 0V 3V a -18V 0V 18V
*Corrente de alimentação: 5,6 mA
*Resistência de entrada: 1M
*Taxa de crescimento: 1 V/us
*Faixa de freqüências de operação: 500 kHz
*Tensão máxima de offset de entrada: 6 mV
*Corrente máxima de offset de entrada: 200 nA

No nosso circuito aplicamos o sinal a ser amplificado na entrada não inversora e ligamos a entrada inversora a uma rede de equalização RIAA. Quando se grava um disco, a gravação é feita com a atenuação e o reforço de cartas freqüências, por motivos técnicos. Desta forma, o sinal que está num disco não corresponde a um "retrato" real do som original. Para que tenhamos a correta reprodução do som gravado no disco, precisamos atenuar ou reforçar as freqüências que foram reforçadas ou atenuadas, levando-as às intensidades originais.

A maneira como cada freqüência do espectro audível é reforçada ou atenuada obedece a uma norma denominada RIAA. Para os discos (LP) de 33 1/2 rotações, as atenuações e reforços para as diversas freqüências são dadas pela tabela I.

Frequência em (HZ)	RIAA (dB)
20	-18.6
30	-17.8
50	-17.0
60	-16.1
70	-15.3
80	-14.5
100	-13.1
150	-10.2
200	-8.3
400	-3.8
500	-2.6
700	-1.2
1000	0
1500	+1.4
2000	+2.6
3000	+4.7
4000	+6.6
5000	+8.2
6000	+9.6
7000	+10.7
8000	+11.9
10 000	+13.7
12 000	+15.3
14 000	+16.6
16 000	+17.7
18 000	+18.7
20 000	+19.6

A rede de equalização do pré-amplificador é formada pelos resistores R5 e R7 e pelos capacitores C5 e C7, num dos canais.

O circuito deve ser alimentado por uma fonte simétrica Como o consumo é muito baixo, a regulagem pode ser feita diretamente por diodos zerner, sem a necessidade de transistores ou circuitos integrados. Este fato possibilita o aproveitamento da própria fonte da alimentação do amplificador com o qual este pré-amplificador vai operar.

MONTAGEM
Na figura 2 temos o diagrama completo do pré-amplificador e na figura 3 temos uma sugestão de montagem para a placa de circuito impresso.

Lembramos que, como se trata de montagem de áudio sujeita à captação de zumbidos, todas as ligações de passagem de sinais devem ser curtas e blindadas.

Os resistores são todos de 1/8 W ou mais, com 5% de tolerância, enquanto que as tensões de trabalho mínimas dos eletrolíticos são as indicadas na lista de material. Os demais capacitores podem ser de poliéster ou cerâmicos.

Na figura 4 temos uma fonte de alimentação simétrica para este projeto. O transformador usado tem enrolamento primário de acordo com a rede de energia e secundário de 12 + 12V com uma corrente de pelo menos 50mA.

Os diodos zener são de 400mW com tensão entre 9 e 12V e os capacitores eletrolíticos de 1000uF devem ter uma tensão de trabalho de 15V ou mais.

Os resistores de 100 ohms são de 1/2 W.

UTILIZAÇÃO
Os cabos de entrada e saída de sinais devem ser ligados a jaques de acordo com os cabos externos disponíveis. Lembramos que as características do circuito levam em conta sua utilização com toca-discos dotados de cápsulas cerâmicas.

O circuito deve ser instalado em caixa metálica devidamente aterrada para evitar a captação de zumbidos, ou na própria caixa do amplificador de potência.

Observamos também que a equalização pode ser alterada com a mudança de valores dos capacitores.

Lista de Material
Cl - CA1458 - circuito integrado

Resistores: (1/8 W, 5%)
R1, R2 - 47k
R3, R4 - 470 ohms
R5, R6 - 51k
R7, R8 - 560k

Capacitores:
C1, C2 - 1uF - poliéster
C3, C4 - 47uF x 16 V - eletrolíticos
C5, C6- 1,5 nF - cerâmicos ou poliéster
C7, C8 - 5,6 nF - cerâmicos ou poliéster
C9, C10 - 22uF x 16 V - eletroiíticos

Fonte:
T1 - Transformador com secundário de 12+12 V x 250mA ou mais
D1 a D4 - 1 N4002 - diodos de silício ou equivalentes
D5, D6 - 9V a 12V x 400mW - diodos zener
C11, C12 - 1000uF x 25 V - capacitores eletrolíticos
C13, C14 - 100uF x 16 V - capacitores eletrolíticos
R9, R10 - 100 ohms x 1/2 W - resistores

Diversos:

Cabo de alimentação, fios, solda, etc.