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Problema com opamp (pré amplificador de audio)


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  • 3 semanas depois...

Bom dia colegas.

Montei o circuito mas ainda estou tendo problemas, o audio está saindo meio estranho e tudo está meio "ruidoso", eu não sei explicar, já não sei mais o que fazer, agradeço qualquer auxilio.
Edit: Tem outro detalhe, quando o preamp é alimentado ele dá um pico de uns 8v na saída, se eu alimentar ele depois de alimentar o amp, o amp para de funcionar, creio que ative algum tipo de proteção (é um amp Tripath).

A fonte usada para os testes é uma fonte de PC modificada, mas para o projeto final será usada uma bateria.

O sinal é proveniente de um MP3 player, verifiquei no osciloscópio, a onda está bem limpa.

 

O circuito é este aqui fornecido pelo usuário MOR, porém foi trocado 4k7 por 100k, adicionado um capacitor de 10uF em série entre ele e terra, e um capacitor de 47uF foi coloado em série na saída.

O CI é o TL072 mas também testei com o LM358.

post-745707-0-13434000-1437994484_thumb.

 

Aqui as leituras no osciloscópio, linha verde é saída, amarela entrada.

Neste está alimentado na fonte:

post-745707-0-58707700-1437994834_thumb.

 

Neste está alimentado na bateria mas próximo da fonte ligada:

post-745707-0-53085800-1437994867_thumb.

 

Neste está ligado somente a bateria:

post-745707-0-13764400-1437994905_thumb.

 

Obrigado.

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@mroberto98: O 4k7 foi substituido por 100k, não tinha um cap de 220pF então coloquei um de 100pF no mesmo lugar mas deu na mesma.

Na bateria sempre fica melhor, mas com o LM358 ainda tem ruido de 60hz, com o TL072 (chinês, CI bem feio, até acho que é fake) deu na mesma, NE5532 fica bem pouco ruido (chinês também mas não tão feio), o melhozinho foi o TL082.

 

Já tinha colocado 100nF bem perto do CI, coloquei na parte de baixo da placa pra assegurar isso, porém é ceramico.

 

mroberto98, acho que vou diminuir um pouco o ganho dele, sei que é feito pelos 2 resistores de feedback... é melhor eu baixar o de 100k ou aumentar o de 10k? Pretendo colocar o ganho em 4x ou 5x.

 

Obrigado pela ajuda e atenção.

Um abraço.

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Adicione à saída do seu circuito o filtro a seguir. Ele deve ajudar a eliminar esse ruído de alta frequência, que deve ser de 10MHz para cima.

 

 

 

nRhKpZE.png

 

 

 

@EDIT

 

 

 

Reduzi o valor do resistor para o filtro atenuar melhor o ruído, conforme o diagrama de Bode.

 

 

 

Espero ter ajudado GbhmuXl.gif.

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Eu colocaria um pequeno capacitor em paralelo com o resistor de realimentação, prá baixar o ganho acima de 20 Khz. Assim essa alta frequência na saída seria bem atenuada.

Calcule para algo tipo -3dB em 40 kHz, assim até 20 kHz teria bem pouca atenuação.

CI Chines vagabundo = remarcado ( gato por lebre.... )

Ah, não pense que é vagabundo porque você comprou na China.... Aqui também tem em tudo que é lugar barato !!!!!

Quer qualidade mesmo ? Compre na Farnell .....

Paulo

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@rjjj: Nunca mexi com indutores, vou ter que ver até onde consigo comprar por aqui, mas vou considerar a sugestão, obrigado!
Pelo que entendi ele vai filtrar na saída, será que não tem um jeito de evitar que isso entre no CI?

 

@mroberto98: O LM358 é um CI que tenho a muitos anos na gaveta, comprado na loja, aparenta ser original ST.

O TL082 eu comprei recente na loja, também aparenta ok.
O NE5532 foi do ML, bem barato, o acabamento é meia boca.

O TL072 do ML também, bem barato, a aparência é horrível! Parece que a parte de cima foi lixada!
Sei que não significa muito, mas a corrente total do circuito com cada CI foi 1,1mA, 3mA, 1,5mA e 0,5mA respectivamente.
 

Vou tentar baixar esses resistores (de novo) mas a primeira vez que fiz o resultado não foi muito legal...
Não entendo muito do circuito, mas, não vai ficar muito "pesado" pro sinal?

Na minha burrice entendo que  esses 2 resistores formam um divisor de tensão, no caso dará perto de 6v e o sinal de audio faz ele variar, se a resistência for baixa é mais difícil do sinal variar ele... sei lá.

 

Ok, na realimentação vou ver se encontro 33k aqui, 33 ÷ 10 = 3,3 + 1 = 4,3, se não vai de 47k que tenho certeza que tenho aqui.

O cap de 10uF na realimentação em série pro terra fica o mesmo?

 

@aphawk: Paulo, já há um capacitor no lugar onde é o terra (realimentação > cap > terra), essa modificação foi feita pro circuito aceitar o OPAMP com entrada FET, orientação do MOR.
Sua sugestão vale mesmo assim?

 

Como faz esse calculo Paulo?

 

Agradeço a ajuda e atenção de todos.
Um abraço.

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@ChicoDaRave,

Sim, vale !

Imagine que o resistor de realimentação é de 100 Kohms. Precisamos de um capacitor que apresente uma reatância capacitiva de valor igual a 100 Kohms na frequência limite, que no caso eu escolhi 40 Khz.

Assim, o valor do conjunto resistor em paralelo com o capacitor ficará igual a 50 K , o que vai reduzir o ganho para a metade do original ( isto é , -3dB ) . Esse é o princípio físico, e conforme a frequência aumenta, menor será o valor da reatância capacitiva, e menor será o ganho .

Usando a fórmula da reatancia capacitiva :

Xc = 1 / ( 2 x PI x F x C ) , queremos o valor de C :

C = 1 / ( 2 x PI x F x Xc )

C = 1 / ( 2 x 3,14 x 40000 x 100000 ) o que resulta em C = 39,8 picofarads.

Pode usar um de 39 picofarads, cerâmico, ok ?

Paulo

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@rjjj: Nunca mexi com indutores, vou ter que ver até onde consigo comprar por aqui, mas vou considerar a sugestão, obrigado!

Pelo que entendi ele vai filtrar na saída, será que não tem um jeito de evitar que isso entre no CI?

@mroberto98: O LM358 é um CI que tenho a muitos anos na gaveta, comprado na loja, aparenta ser original ST.

O TL082 eu comprei recente na loja, também aparenta ok.

O NE5532 foi do ML, bem barato, o acabamento é meia boca.

O TL072 do ML também, bem barato, a aparência é horrível! Parece que a parte de cima foi lixada!

Sei que não significa muito, mas a corrente total do circuito com cada CI foi 1,1mA, 3mA, 1,5mA e 0,5mA respectivamente.

Vou tentar baixar esses resistores (de novo) mas a primeira vez que fiz o resultado não foi muito legal...

Não entendo muito do circuito, mas, não vai ficar muito "pesado" pro sinal?

Na minha burrice entendo que esses 2 resistores formam um divisor de tensão, no caso dará perto de 6v e o sinal de audio faz ele variar, se a resistência for baixa é mais difícil do sinal variar ele... sei lá.

Ok, na realimentação vou ver se encontro 33k aqui, 33 ÷ 10 = 3,3 + 1 = 4,3, se não vai de 47k que tenho certeza que tenho aqui.

O cap de 10uF na realimentação em série pro terra fica o mesmo?

@aphawk: Paulo, já há um capacitor no lugar onde é o terra (realimentação > cap > terra), essa modificação foi feita pro circuito aceitar o OPAMP com entrada FET, orientação do MOR.

Sua sugestão vale mesmo assim?

Como faz esse calculo Paulo?

Agradeço a ajuda e atenção de todos.

Um abraço.

Nao fica pesado porque você disse que a fonte de sinal é um pc ou um celular certo? Eles tem impedancia de 32 ohms, 10k nao é nada!

Nao precisam ser dois de 10k... O ideal seria dois de 100k mesmo, provocando uma curva Muito boa no volume usando 100k de potenciometro

Mas so teste com valores menores pra saber se o ruido some...

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Pessoal, tive fazendo mais testes mas não consegui determinar muita coisa, não estou sabendo entender o ruído na análise feita no computador, meu equipamento é muito simples, usa a placa de som do pc, eu não sei o que é ruido dele mesmo e o que é ruido do circuito, mesmo tendo algo em tela eu não consigo entender o que está acontecendo, somente percebo que sempre que há picos em 60hz e 127hz.

Dai fazendo "de ouvido" eu não tenho tino pra sacar qual a frequencia dos ruidos.

Nada do que tentei melhorou o ruido, o circuito está bem sensível a qualquer coisa que seja ligada perto dele, mesmo quando alimentado por bateria.

Será que se eu ligar o negativo em uma vareta de cobre e fincar na terra pode melhorar?

Uma coisa que descobri é que a ventoinha da fonte é sem vergonha! Coloca muito ruido na alimentação, quando travava ela melhorava consideravelmente.

Estou tentando me conformar pois acho que terei que usar assim mesmo, há muito pouco tempo até o evento.

 

Ainda há outra questão, a respeito do pulso que o preamp dá na saída quando é alimentado, esse pulso chega perto dos 12v e como está conectado ao amplificador eu temo que o queime, tem algo que se possa fazer nesse sentido?

(Eu coloquei um cap de 47uF em série com a saída do preamp, queria colocar mais que 10uF que foi sugerido e o próximo valor que tinha era esse).

 

Acho que dei bobeira e queimei o meu estimado MP3 Player! Estou bem chateado  :muro:

Coloquei o MP3 player pra carregar na USB do computador, a saída dele estava conectada ao preamp, o osciloscópio (PC Based) ligado na USB e a ponta de prova na saída do amplificador (bridge)... acho que fechou o circuito pela USB e deve ter entrado uma tensão "alta" na saída do MP3 Player... que bixo burro!

 

@aphawk: Paulo, agradeço muito sua explicação, acho que vou precisar de um curso para entender... aqueles calculos seriam mais ou menos como para um passa-baixa?

Não entendi onde tem que colocar o cap, e mais próximo que tenho em casa é 33pF.

 

@mroberto98: Tentei novamente com 10k, de ouvido não notei melhora no ruido porém notei algo extremamente ruim que não sei lhe explicar direito!
Quando o circuito estava com o divisor de 10k acontecia algo muito estranho com os graves, notei com o osciloscópio na saída do amplificador que ele meio que clipava e o som ficava muito estranho!

Fui verificar o sinal, não havia nada clipado mas tinha uns "vales" muito profundos e estranhos.

A medida que eu ia adicionando capacitores na alimentação ia melhorando, mas já tava com 2000uF e ainda não estava legal, ao voltar pro divisor de 100k ficou tudo ok com o audio mesmo com um único cap de 100uF.

 

Obrigado pela atenção.

Um abraço.

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@ChicoDaRave,

 

O capacitor tem de ficar entre a saida do amp-op e a entrada inversora , isto é, ele fica EM PARALELO com o resistor de realimentação, que define o ganho !

 

É um tipo de passa-altas, pois se a frequência aumenta, o valor da impedância do capacitor abaixa, fazendo o ganho do circuito ficar menor conforme aumenta a frequência.Isso acaba com o ruido de alta frequência.

 

Pode sim usar o de 33 pF.

 

Quanto ao ruido de 60 Hz e 127 Hz, normalmente blindamos os circuitos em uma caixa metálica para evitar a sua captação. O uso de cabos blindados com os terras em um único ponto da placa de circuito impresso também ajuda muito. Por outro lado, como disse o Roberto, se voce diminuir todas as impedâncias usadas, o ruído fica menor. Mas acho que voce mexer nisso agora não vai ser nada bom ....

 

 

Paulo

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A saida, e jogar esses CIs no lixo porque nao prestam! Lamento, mas nao tem outra saida!

 

 

 

@mroberto98,

 

Como assim "não tem outra saída" ???

 

Deixa eu ver se estou entendendo o que voce quis dizer : Os problemas são todos devido aos CI's ?

 

Então voltar aos transistores que são muito, mas muito mais falsificados e remarcados do que qualquer CI, resolveria, certo ????

 

Depois de duas semanas de várias pessoas tentando ajudar, voce propoe jogar tudo fora, e refazer o pré com transistores, agora que o colega está sem tempo para tentar mais nada ???

 

Todos aqui sabem que a teoria está correta. Se não está tendo os resultados corretos, temos de ver a prática !

 

Criticar os CI's, só porque voce acha que os "transistores são muito superiores" , não vai levar a nada.

 

...

 

Pessoal, me desculpem a sinceridade, mas ajudaria muito mais passarmos dicas práticas de montagens, pedirmos fotos da montagem com as interligações entre micro, circuito e amplificador, afinal todos aqui sabem que esses problemas não são referentes ao circuito em sí, e sim à montagem que foi feita !

 

Se CI's não prestassem, a gente estaria na idade Média ainda.....

 

Captação de ruidos de coolers, zumbidos de 60 hertz, ou de 120 Hz ( lampadas fluorescentes, etc ) , tudo se resolve de maneira prática. Blindagem, filtros, etc, como sempre seguindo as dicas de montagens DIY.

 

Vamos tentar ajudar o amigo, pois ele tem de apresentar esse circuito em um trabalho.

 

 

@ChicoDaRave,

 

Poste fotos de sua montagem, e dos cabos e interligações, para tentarmos te ajudar melhor.

 

Paulo

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@mroberto98,

Como assim "não tem outra saída" ???

Deixa eu ver se estou entendendo o que voce quis dizer : Os problemas são todos devido aos CI's ?

Então voltar aos transistores que são muito, mas muito mais falsificados e remarcados do que qualquer CI, resolveria, certo ????

Depois de duas semanas de várias pessoas tentando ajudar, voce propoe jogar tudo fora, e refazer o pré com transistores, agora que o colega está sem tempo para tentar mais nada ???

Todos aqui sabem que a teoria está correta. Se não está tendo os resultados corretos, temos de ver a prática !

Criticar os CI's, só porque voce acha que os "transistores são muito superiores" , não vai levar a nada.

...

Pessoal, me desculpem a sinceridade, mas ajudaria muito mais passarmos dicas práticas de montagens, pedirmos fotos da montagem com as interligações entre micro, circuito e amplificador, afinal todos aqui sabem que esses problemas não são referentes ao circuito em sí, e sim à montagem que foi feita !

Se CI's não prestassem, a gente estaria na idade Média ainda.....

Captação de ruidos de coolers, zumbidos de 60 hertz, ou de 120 Hz ( lampadas fluorescentes, etc ) , tudo se resolve de maneira prática. Blindagem, filtros, etc, como sempre seguindo as dicas de montagens DIY.

Vamos tentar ajudar o amigo, pois ele tem de apresentar esse circuito em um trabalho.

@ChicoDaRave,

Poste fotos de sua montagem, e dos cabos e interligações, para tentarmos te ajudar melhor.

Paulo

Sim exatamente, ja que os CI que ele tem sao falsos, qual vai ser a saida? Nao vai ser blindagem que fara um ci falso funcionar como um original!

Ele comprou no mercado livre, com certeza se fosse transistor, ele provavelmente deve ter em casa, ou então ate na esquina deve vender um bc549 genuino!

Duas escolhas, ou uma solucao definitiva para esse caso (que sinceramente ate agora nao teve) ou então "jogue tudo fora" e faça do outro modo que tem chances muito maiores de dar certo!

@aphawk, neste caso, se voce prefere a primeira escolha, então tenho certeza que voce ira solucionar o problema dele à tempo, coisa que nem eu, nem voce e nem o Mor fez ate agora!

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Olha só pessoal, tive fazendo mais testes esse início de tarde.

O circuito todo ligado na bateria mas dessa vez com o carregador da bateria ligado também.

O carregador é um controlador de carga comum (PWM) e um painel solar (nada ligado na rede elétrica).

A medida que a bateria foi ficando cheia os pulsos de carga foram ficando mais afastados, tipo uns 6 vezes por segundo, e começou a vazar no som!

Então creio que o ruido esteja entrando pela alimentação.

Para fins de teste liguei apenas o amplificador (sem o preamp) no mesmo sistema e ele não se incomoda com o ruido, ficou em silêncio absoluto, é o preamp que está sensível.

Coloquei um voltimetro digital junto na caixa (para monitorar a bateria) e quando liga ele entra um ruido também (gerado por ele).

Então creio que o ruido esteja entrando pela alimentação.

 

Pelo que entendo a tensão de alimentação é usada como referência depois de passar pelo divisor de tensão feito pelos 2 resistores de 100k, VCC/2 seria o centro, o sinal tira a referência do centro, porém, se tiver ruido na alimentação (os pulsos do carregador por exemplo), a tensão de referência vai mudar e será amplificada.

Não há outra forma? Se usar um 78L10 ou algo assim será que não melhora?

 

Desenhei o circuito atual, creio que ajude um pouco:

post-745707-0-62417000-1438461579.gif

 

Sobre o pulso no momento da alimentação, tem algo que possa ser feito?

 

O circuito com transistores é muito complicado? Será que ficará imune aos ruidos?

 

@aphawk: Paulo, agradeço seu apoio, amigo!

Certo, seria o R4 do circuito que desenhei, confere?

Coloquei mas minha impressão é que o ruido aumentou, entraram umas frequencias mais altas.

Fiz o teste no circuito que está no protoboard, estou com 2 montados, um em uma placa padrão e um no protoboard, os ruidos nos 2 são semelhantes.

Vou providenciar as fotos mas creio que a montagem será altamente criticada, está feito com cabos simples e nenhuma blindagem... achei que por estar alimentado na bateria não teria esse problema e acho que está muito tarde pra trocar de caixa.

Obrigado.

 

@mroberto98: O TL072 tá com uma cara horrível realmente e foi muito barato, o NE5532 tem uma cara melhorzinha e não foi tão baratinho, esses 2 foram comprados pela internet.

O TL082 e o LM358 são de loja, a aparência deles é ótima e não foram baratinhos baratinhos.

Creio que PELO MENOS UM desses 2 últimos seja original.

Os que dão menos ruido são: TL082 e NE5532.

Obrigado.

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O ruido da alimentacao entra pelo divisor, mas sim pelo proprio CI...

Nos amplificadores, pelo menos os TRANSISTORIZADOS que eu conheco bem, chegam a ter quase -100dB ou ate mais de rejeicao de ruido proveniente da alimentacao! Ja projetei amp com -120dB de rejeicao, uma vez fiz um teste, uma retificacao comum e com pouco capacitores de filtro, uma filtragem bem porca mesmo pra dar bastante ripple de 120hz, e ainda, liguei uma lampada na alimentacao pra provocar esse ripple mesmo sem o audio no amp. Na caixa, nao se ouve nada! Nada mesmo! Mesmo com varios volts de ripple, nada na saida do amp!

Agora falando sobre o seu projeto, mesmo sem blindagem, nao deve ocorrer ruideira desse jeito! Nao desse jeito!

Se voce esta dizendo que o NE que esta com cara feia tem menos ruido do que um com cara bonita, significa que todos sao falsos, um fabricante original nao iria fabricar um ci de qualquer jeito.

.

E sim, o circuito com transistor é muito mais imune a ruido!

O circuito com transistor, seria como o que esta em anexo.

post-668745-0-28961000-1438464555_thumb.

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@mroberto98: O único feio é o TL072, bem ruidoso, é o que menos drena corrente, 0,5mA (não confere com o datasheet).

 

Este circuito serve para minha aplicação? (tem que ser fonte simples)

Como funciona o ganho dele? São os resistores R1 e R2?

É realmente bem simples, devo ter tudo em casa, menos o transistor, serve algum desses? BC547, BC548, BC337.

Obrigado.

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Sim, qualquer transistor NPN de usa geral, para pequenos sinais!

Qualquer BC54#, BC33# etc...

O ganho é R3 e R4, para ganho de 10:

R3: 5k6

R4: 1k

R1: 10k

R2: 1k5

R5: 680R (adicione em serie com C3!)

C3: 100uF

É só isso!

E o que é bom, mesmo se o transistor for falso, com certeza ainda vai funcionar bem!

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