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Preamplificador de Bajo Ruido (ART647S)

Presentamos un circuito preamplificador profesional con bajísimo nivel de ruido, proyectado para fonocaptores magnéticos con ecualización RIAA, pero que puede ser cambiado para respuesta plana o NAB. Se trata de un diseño ideal para complementar sistemas de sonido con amplificadores de potencia que necesitan, de un control de tono, balance y volumen de alta calidad.

El circuito presentado se basa en el circuito integrado LM381 de National Semiconductor que consiste en un preamplificador doble de bajo ruido en envoltura de 14 pinos, diseñado para operar con tensiones entre 9 y 40 V.

En nuestro proyecto damos la alimentación con 30 V que puede ser obtenida del propio amplificador con que va a operar.

La ganancia del circuito es de 120 dB y la banda pasante de 75 kHz con una salida de 2 Vpp, capaz de excitar sin problemas la mayoría de las entradas de amplificadores de potencia.

El circuito integrado LM381 está protegido contra cortocircuitos y tiene compensación interna, no necesitando una fuente simétrica de alimentación. El nivel total de ruido de entrada es de sólo 0,5 uV, lo que lo hace ideal para operar con fuentes de pequeñas señales.

 

Características

Tensión de alimentación: 30 V

Corriente de alimentación: 10 mA

Ganancia: 120 dB

Rango pasante: 75 kHz

Resistencia de salida: 150 ohms

Tensión máxima de entrada (operación lineal): 300 mV - rms

Separación entre canales: 60 dB

Distorsión armónica total: 0,1%

Excursión de la tensión de salida: Vcc 2 V (tip.)

 

En la figura 1 tenemos el diagrama interno equivalente a uno de los canales del circuito integrado LM381 de National Semiconductor utilizado como base para este proyecto.

 

Figura 1 - Circuito interno equivalente al LM381
Figura 1 - Circuito interno equivalente al LM381

 

Este integrado, presentado en envoltorio DlL de 14 pinos, tiene dos versiones: sufijo A, de menor ruido, y sin sufijo con nivel de ruido máximo un poco mayor, típicamente 1 uV - rms (Max.).

El LM381 puede ser alimentado con tensiones entre 9 y 40 V, a partir de fuente simple y la tensión de salida viaja hasta Vcc - 2 V pico a pico.

El LM381 también se puede utilizar en otras aplicaciones que implican la operación con pequeñas señales y que exijan bajo nivel de ruido.

En la figura 2 tenemos un ejemplo de un mezclador de 3 entradas.

 

Figura 2 - Mezclador de 3 entradas con el LM381
Figura 2 - Mezclador de 3 entradas con el LM381

 

 

En la figura 3 tenemos la red de alimentación necesaria para la operación como un ecualizador NAB.

 

Figura 3 - Preamplificador con ecualización NAB
Figura 3 - Preamplificador con ecualización NAB

 

Como el consumo de corriente es bajo, las alimentaciones pueden ser obtenidas de los propios aparatos con que funcione.

 

CÓMO FUNCIONA EL PRE-AMPLIFICADOR

Nuestro proyecto utiliza sólo un LM381, que sirve para dos canales de un sistema estéreo.

Las señales entran en el paso preamplificador por los pines 1 y 14 (el número entre paréntesis es válido para el otro canal.

C1 aísla el componente continuo del circuito de entrada y R1 sirve como carga para el transductor de entrada.

La realimentación que determina la ecualización RIAA es hecha por la red formada por los resistores de R2 a R6, y por los capacitores de C2 a C4.

Los resistores R4 y R6, así como R5, C3 y C4, al ser removidos del circuito, proporcionan una respuesta plana al preamplificador, lo que puede ser necesario, por ejemplo, en la operación con micrófonos.

La señal obtenida en la salida de cada canal del LM381 se lleva entonces a una red de control de tono, con dos potenciómetros lineales.

P1 controla los graves, con respuesta dada por los valores de C6 y C7 y límites establecidos por R7 y R8.

P2 controla los agudos, con corte que depende de C8 y C9 y respuesta dada por R10 y R11.

La señal que pasa por esta red es entonces llevada a dos potenciómetros finales.

El primer, P3, actúa como divisor de tensión, determinando la intensidad de la señal de salida. Se trata del control de volumen que sustituye al del amplificador final, si existe.

El segundo es P4, que consiste en un atenuador a través del cual se determina el balance entre los canales.

En la posición central la señal tiene la misma intensidad en los dos canales; desplazándose el cursor hacia un lado u otro, se obtiene la atenuación correspondiente de cada canal.

 

MONTAJE

En la figura 4 tenemos el diagrama completo del preamplificador para una ecualización RIAA y entrada a partir de fonocaptor magnético.

Figura 4 - Diagrama de 1 canal del preamplificador
Figura 4 - Diagrama de 1 canal del preamplificador

 

La placa de circuito impreso para este montaje se muestra en la figura 5.

 

Figura 5 - Placa para el montaje
Figura 5 - Placa para el montaje

 

Como se trata de un circuito que opera con señales muy débiles y de alta impedancia de entrada, todo el cuidado es poco en la disposición de los componentes y en las conexiones de transductores y de salidas a fin de evitar ruidos.

Se deben utilizar cables blindados en la conexión de los controles de tono, volumen y balance, así como en la conexión del fonocaptor.

El integrado debe ser instalado en zócalo y los resistores son todos de 1/8 W.

Los potenciómetros de tono y balance son lineales, mientras que el de volumen debe ser logarítmico.

Los capacitores electrolíticos son para 35 o 40 V y los demás pueden ser cerámicos o de poliéster, según los valores.

 

PRUEBA Y USO

Para probar basta conectar el circuito y aplicar una señal en la entrada, observando su reproducción en un amplificador conectado a la salida.

Si persisten roncos sin signo es interesante colocar filtros en la alimentación, reducir la longitud de sus hilos y también conectar un capacitor de 100 nF del pin 9 del Cl a la tierra, lo más cerca posible de este punto.

Comprobado el funcionamiento, es sólo hacer la instalación definitiva en la caja del amplificador. Si el montaje se realiza en caja separada, es conveniente que ésta sea metálica y debidamente puesta a tierra.

La fuente, si se separa, debe tener excelente filtrado, para que no ocurran zumbidos.

 

 

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