Terra virtual em módulo de preamp funciona?

[rmlazzari58]

Pessoal, tenho um módulo de bluetooth para áudio alimentado por uma fonte assimétrica cuja saída é muito fraca para excitar um amplificador cuja alimentação também é assimétrica. Pensei, então, em montar um préamp baseado num OPA2134 ou NE5532 mas estou esbarrando no seguinte: esses amplificadores operacionais pedem alimentação simétrica.

 

 

Pensei em criar um terra virtual com um circuito desse tipo:

 

 

mas não funciona porque o terra virtual não é o 0v... Ou seja, quando o GND do sinal se encontrar com o GND virtual, vai dar pau. Sei por expriência própria...

 

Aí me deparei com um módulo de pré-amp que, mesmo usando um NE5532, diz que pode ser alimentado com fonte assimétrica.

Sem nada de propaganda - não conheço nem o lojista nem o produto - eis o link para um exemplo desses módulos:

https://pt.aliexpress.com/item/1005004226243140.html?spm=a2g0o.productlist.main.27.1f82450955IYi6&algo_pvid=9bccb856-b283-4600-a0f6-d4bc322718a6&algo_exp_id=9bccb856-b283-4600-a0f6-d4bc322718a6-13&pdp_ext_f={"sku_id"%3A"12000028444970053"}&pdp_npi=3%40dis!BRL!7.0!5.05!!!!!%40211bf55216789878024303611d06c7!12000028444970053!sea!BR!0&curPageLogUid=O24JmppwBOJg

 

Na plaquinha só vejo resistores e capacitores, além do NE5532... E na quarta figura do produto ele até promete como ligar esse preamp no amp. Bem... essa plaquinha promete ganho de 5x mas não diz se é dB, volts, nada. Eu não gostaria de clipar a entrada para não distorcer na saída, acho que um ganho de 2x já seria suficiente.

 

Gostaria de saber como o fabricante faz essa alimentação simétrica mas sem zoar 0v com GND (terra), quem sabe daria para fazer algo usando os componentes que tenho aqui? Será que alguém dá uma luz, aqui?

[aphawk]

  Em 16/03/2023 às 18:03, rmlazzari58 disse:

mas não funciona porque o terra virtual não é o 0v... Ou seja, quando o GND do sinal se encontrar com o GND virtual, vai dar pau. Sei por expriência própria...

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Funciona sim, já usei terra virtual e funcionou muito bem. Só que não era um terra criado por resistores.....

 

Existem CI's próprios para isso, e também técnicas para se criar um terra virtual usando reguladores de tensão, e fica bem legal. E nada impede de se fazer um usando um amp op e dois transistores ....

 

Dá uma olhada com calma :

 

https://electronics.stackexchange.com/questions/613254/op-amp-based-virtual-ground-with-bjt-buffer

 

Paulo

[Renato.88]

Qualquer operacional de áudio funciona aí como o seu 5532, o 4558 ou aqueles da família TL. Para os outros talvez tenha que mexer no R5 para adequar o ganho. 

O fundamento deste circuito é o mesmo dos amplificadores de potência que não usam fonte simétrica. 

 

Agora, eu na mesma situação iria no bom e velho classe A transistorizado, pois ele foi feito para funcionar em fontes assimétricas. 

Existem muitas variantes para o projeto, mas o mais conhecido é esse:

 

[rmlazzari58]

  Em 16/03/2023 às 19:57, Renato.88 disse:

Para os outros talvez tenha que mexer no R5 para adequar o ganho. 

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O que fiz para uma plaquinha de bluetooth exatamente igual à que quero usar agora, MH-M18, pré-amplifica em 2x, que dá 6dB... (Rin = Rf), nem tentei outros ganhos porque 2x fez com que o sinal do bluetooth ficasse (mais ou menos, de ouvido) parecido com a saída de um PC, aquele P2 para fone. Achei que ficou bem jóia... Agora, se o 5x for em tensão, dá mais que 13dB, mais que o dobro...

 

Tirando o terra virtual desse esquema aí embaixo - porque no caso, o amplificador também usa fonte simétrica, então foi fácil alimentar o OPA2134 - a configuração que usei foi exatamente essa:

 

 

(Tirado daqui)

 

Só que o que esse moço aí fez dá certo porque a fonte que alimenta o pré é completamente isolada da que alimenta o amp, vê lá... para o pré, uma bateria de 9v só para ele.

 

Agora quando o 0v do amp não é o terra do preamp e sim seu negativo, aí dança tudo...

 

  Em 16/03/2023 às 19:41, aphawk disse:

Funciona sim, já usei terra virtual e funcionou muito bem. Só que não era um terra criado por resistores...

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 Pois é... eu queria ver se dava prá fazer como a plaquinha lá, vendida na loja, só resistores e capacitores, e com a mesma fonte assimétrica tanto para a origem do sinal - o bluetooth - quanto para o pré e também para o amp.

 

E nesse esquema com transistor, Xará

 

 

dá para setar o ganho em 2x?

[Visitante]

Então tudo que tu tens a fazer é fabricar uma FONTE COMPLETAMENTE ISOLADA 

para seu pré !

[aphawk]

  Em 16/03/2023 às 22:54, rmlazzari58 disse:

dá para setar o ganho em 2x?

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 Dá sim :

http://www.guitarscience.net/calcs/ce.htm

 

Retire o capacitor CE e o ganho é dado por RC/RE .

 

Exemplo :

 

Paulo

 

 

[rmlazzari58]

  Em 17/03/2023 às 11:08, endrinho disse:

Então tudo que tu tens a fazer é fabricar uma FONTE COMPLETAMENTE ISOLADA 

para seu pré !

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Tava querendo evitar isso, caro endrinho, rs...

 

  Em 17/03/2023 às 17:35, aphawk disse:

Dá sim :

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Primeiro uma correção no primeiro esquema que postei: a fonte do sinal, a plaquinha de BT, trabalha com no máximo 5v mas o amplificador precisa de, no mínimo 12v. E esse amp (TPA3110) é daqueles que tem saída + e - para os alto-falantes independentes.

 

Será que assim o circuito ficaria certo?

 

 

Eis os cálculos:

 

 

E agora umas dúvidas:

 

- Será que está certo colocar esse regulador 7805 só para o BT? Ou será melhor alimentar o pré também com 5v e deixar 12 só para o amp? Bom, aí em cima botei 12v para o pré, que tal?

 

- No manual do BD549 está que o hFE é entre 110 e 800. Não seria melhor ter os bczinho em mãos (devo comprar amanhã), medir o hFE real deles e só depois completar os cálculos? Ou posso por uma média - digamos 455 - que isso não altera o ganho final? E já que vou medir a real dos BC549, que tal colocar a VBE real? Nunca vi um bczinho que tivesse 0,7v cravados, já vi até com 0,6v ou até um pouco menos...

 

- Na página calculadora diz que RC define a impedância de saída. 3k3Ω não tá muito alto, não? É que, se fosse usar um ampop, a impedância de saída seria muito menor...

 

- Lá diz que para a fonte original do sinal ideal, o valor de RS deve ser baixo. Chutei 100Ω e deu uma impedância de entrada bem razoável, pouquinho maior que os 47kΩ padrão da indústria (tá dando 64.042Ω). Tá bom assim?

 

- Se CE é opcional, CB parece que é indispensável para desacoplar o sinal. Se fosse ampop eu poria uns 4,7uF, 10uF no máximo, para CB, de alumínio, com o + voltado para o bluetooth. Tá certo, isso? E CE posso simplesmente desprezar? Ou que valor seria melhor para ele?

 

- Por último, ou tem algum erro na página ou eu estou fazendo algo errado mas o ganho, pelos cálculos da página, está sendo negativo (-2.17). Deve ser erro da página pois logo abaixo mostra um ganho de 6.73dB, o que fica bem perto dos 6dB que parece ser suficiente para o amp. Será que é isso mesmo?

 

 

[Renato.88]

  Em 18/03/2023 às 01:01, rmlazzari58 disse:

Será que assim o circuito ficaria certo?

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Faltou o capacitor na saída do pré. Do jeito que está vai DC para o amplificador. 

Pode ser desse mesmo de 4,7uF com o negativo para o amplificador. 

  Em 18/03/2023 às 01:01, rmlazzari58 disse:

CE posso simplesmente desprezar?

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Nos circuitos desse que montei, sem esse capacitor o som fica meio murcho como se fosse um equalizador com as bandas todas no mínimo.

Com resistor de 1K ao lado dele coloco de 10uF. 

[Andreas Karl]

  Em 16/03/2023 às 19:57, Renato.88 disse:

Existem muitas variantes para o projeto, mas o mais conhecido é esse:

 

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Me sinto querendo ensinar o padre nosso ao vigário mas ...

Este circuito é pra lá de clássico mas aprendi na prática que sem o capacitor de desacoplamento no resistor de emissor o ganho diminui mas a qualidade do som melhora muito. Além de formar uma realimentação negativa  (que é o que diminui o ganho mas melhora a distorção) diminui a falta de linearidade da junção base emissor. Na década de 90 consertei alguns amplificadores desses baratos tipo "multi-uso" com esse tipo de circuito e tirando o capacitor a diminuição na distorção era nítida. A distorção se fazia notar quando se ligava o amplificador num teclado musical tocando duas notas próximas: apareciam sons desagradáveis formados pela diferença e soma das frequências das duas notas, típica distorção por intermodulação. Tirando o capacitor o problema não era mais audível. 

[aphawk]

@Andreas Karl ,

 

Na verdade esse capacitor ajuda no ganho alto em baixa frequência, mas não influi em nenhuma realimentação negativa. E muito menos em distorção , seja harmônica ou de intermodulação. Tá certo que fazem mais de 40 anos que usava isso profissionalmente, mas não me lembro desse circuito simples sofrer tanta influência de um capacitor de emissor .....

 

Como era necessário definir o ganho para um valor de 2, isso só é possível tirando o capacitor, pois assim ele fica com ganho fixo INCLUSIVE em baixa frequência. A resposta deve ser linear desde a frequência de corte dos capacitores de acoplamento até mais de 50 Khz.

 

Claro que dependendo dos valores de impedância de entrada e de saída onde esse circuito for ligado, torna-se necessário redefinir os capacitores de acoplamento de 10 uF e 47uF respectivamente.

 

Quando você usa esse capacitor, você redefine o ganho total, aumentando em muito o ganho do estágio, mas você perde o controle do ganho, teria de acrescentar um resistor em série com o capacitor para poder equacionar e limitar.

 

Sobre o que vcs falaram de distorção por intermodulação : sem o capacitor, o ganho do circuito é muito menor, e provavelmente você teve de aumentar bastante o nível de sinal na entrada desse circuito, o que deve ter sobrecarregado o circuito anterior.

 

Esse circuito é clássico, não tem distorção nenhuma, a menos que tenha os componentes calculados de maneira errada, por exemplo já ví muito circuito desse cuja tensão no coletor do transistor ( que por definição deve ser em torno de (VCC-Vsat)/2 ) não permitia uma amplitude maior do que 1 volt, ou então a impedância da saída era tipo 1 Kohm onde tinha um resistor de coletor de 10K kkkkkkkkkkkkk !  A clipagem do sinal cria todo tipo de distorção ......

 

Lembrem-se : isso é um circuito classe A, com baixa distorção, que claro poderia ser ainda menor se fosse um circuito com mais transistores e realimentação negativa, mas para o que se propõe está mais do que suficiente.

 

Se fosse para usar como um pré de microfone, com certeza eu também usaria o capacitor de emissor pois precisaria de alto ganho ....

 

Paulo

 

[aphawk]

@rmlazzari58 ,

 

Eu sempre considero Hfe de 150 como um mínimo garantido para os BC549. Se o transistor tiver mais, não vai afetar nesse caso. Evite usar ganhos altos.

 

Quanto a Vbe, ele não é fixo ..... se olhar nos datasheets ele varia conforme a corrente de entrada. Se quiser usar 0,65, ou 0,70 pouco vai afetar.

 

Quanto a RC, ele depende muito da impedância de entrada do circuito que vier depois.... 

 

Quanto a RS, o correto seria saber qual a impedância de saída do circuito que será ligado na entrada. Dificilmente será abaixo de 1 Khom.

 

Quanto aos capacitores de acoplamento, conforme eu disse no post acima, teria de saber as impedâncias corretas para calcular o corte de -3db nos graves.

 

Reparou que para calcular tudo certinho precisamos saber das impedâncias dos outros circuitos ?

 

Fazer um projeto simples como esse sem saber os valores de tudo é uma questão de chute controlado !

 

Paulo

 

[rmlazzari58]

Aconteceu um contratempo com o vendedor local do TPA3110D2 então comprei importado só que só chega em Maio. Se bem que já me prometeram 2 meses e acabou chegando em menos de 3 semanas, acho que tem a ver com fechar lotes para frete, coisas assim...

 

No aguardo...