Preamplificador estéreo con TL072 Parte 1 - Diagrama

Hola a todos y bienvenidos a este nuevo post...!! Debido a la buena repercusión que ha tenido los posts y los videos sobre el amplificador de 100w con TDA7294, he decidido retomar los proyectos de audio, en esta ocasión, realizando un preamplificador con fuente simple. Pero bueno, sin enrollarnos demasiado comencemos por lo esencial: Qué es un preamplificador? Como sabrán, un amplificador de audio es un dispositivo encargado de aumentar el nivel de una señal para poder ser escuchado con mayor volumen gracias a los parlantes o altavoces. Pero qué sucede si la fuente de audio que queremos amplificar tiene muy poco volumen..? Nuestro amplificador sonará con baja potencia... Existe alguna solución..? Por supuesto..! El preamplificador. La función entonces, de nuestro preamplificador será elevar el nivel de la entrada de señal antes de que ingrese al amplificador. De esta forma podemos trabajar con señales de entrada de muy baja amplitud sin perturbar la fuente de señal. Esto podemos implementarlos ya sea la entrada de un micrófono, un reproductor de mp3, una tablet, un celular, etc. Una característica muy interesante de este proyecto es que funciona con una fuente simple, a diferencia de la mayoria de los preamps que necesitan una fuente simétrica para operar correctamente. Habiendo explicado básicamente para qué sirve, pasemos directamente a ver el diagrama de nuestro preamplificador estéreo..! Para entender mejor el circuito lo separaremos en tres bloques para su mejor análisis: 1. Fuente de Alimentación 2. Entrada y Ajuste de Ganancia 3. Pedestal de Offset 1. Fuente de Alimentación Como podemos apreciar, tenemos el conector de alimentación desde el cual alimentaremos nuestro preamplificador. Los condensadores C9 y C8 son de filtrado y el regulador U2 lo implementaremos para poder utilizar una tensión de entre 15 y 35V DC. En el caso de alimentar el circuito con 12v provenientes de una fuente o batería el regulador no es necesario, lo suprimimos del circuito. (En el próximo post les mostraré con detenimiento las variaciones posibles sobre la alimentación) 2. Entrada y Ajuste de Ganancia En este circuito emplearemos el integrado TL072, el cual es un op-amp dual, contiene dos amplificadores operacionales en un mismo chip. Tenemos los condensadores C1 y C2 de desacople, para eliminar cualquier componentes DC que provenga de la fuente de señal. Por otra parte, tenemos las resistencias R1 y R3 que van a las entradas inversoras de los operacionales. Asimismo, tenemos las resistencias R2 y R5 conectadas entre la salida y la entrada, oficiando de realimentación negativa. Un aspecto muy importante de este preamplificador es determinar la ganancia que va a tener. Qué es la ganancia? básicamente determina la cantidad de veces que va a amplificar la señal de entrada a la salida. Calcular la ganancia de un operacional es tan sencillo como dividir la resistencia de realimentacion con la resistencia de entrada. Es decir, R2/R1 = R5/R3. 220K/5K6= 39,2 será la ganancia de nuestro pre-amp. Este valor pueden modificarlo simplemente modificando el valor de los resistores. Una opcion seria, por ejemplo, reemplazar R2 y R5 por presets, potenciometros o trimmers de un valor de unos 500k, y de esta forma poder graduar el valor de la ganancia en función de la señal de entrada. En paralelo a las resistencia de realimentación tenemos los condensadores C3 y C4, encargados de evitar que el operacional oscile, sobre todo cuando lo utilizamos con elevada ganancia (mayor a 24). Su capacidad debe ser baja, de lo contrario tendríamos una atenuación en altas frecuencias. un valor de entre 10pF y 470pF es correcto. En la salida simplemente tenemos unas resistencias de carga R6 y R8 en serie con condensadores de desacople C6 y C7 que van al conector de salida, desde el cual podremos conectarlo a nuestro amplificador, ya con un nivel de señal mucho mayor que a la entrada. 3. Pedestal de Offset Alimentar un operacional con una fuente simple tiene sus complicaciones, pero nada que la electrónica no pueda solucionar. Para que el operacional funcione correctamente, tenemos que "hacerle creer" que esta siendo alimentado con una fuente simétrica (es decir, tensión positiva, masa y alimentación negativa) Cómo creamos una fuente simétrica a partir de una fuente simple..?! Muy sencillo..! Las entradas no inversoras de nuestros operacionales están conectadas al punto central del divisor resistivo formado por R7 y R4. Como estas dos resistencias son del mismo valor, si calculamos el divisor resistivo, noteremos que en su punto central tendremos una tensión igual a la mitad de la tension de alimentación (1/2Vcc) Lo que quiere decir que si estamos alimentando con 12V el circuito, en el punto central tendremos 6V. Como estamos ingresando esta tensión de offset en las entradas no inversoras, el operacional va a interpretar esta tensión como su masa, es decir una "masa virtual". De esta forma el operacional estará alimentado con una tension ficticia de +6, 0, -6v. Como el operacional tiene una alta impedancia a la entrada, podemos usar resistencias relativamente elevadas para no tener mucha disipación de potencia en las mismas. El condensador C5 filtra la tensión de offset para evitar zumbidos. Eso es todo por este post compañeros, ya en un próximo post compartiré con ustedes el diseño del circuito impreso, la lista de componentes y la prueba de sonido. Los invito a ver el video recientemente subido a mi canal de Youtube Kriss Electronics, donde veremos parte por parte las caracteristicas de este preamplificador y un avance sobre el diseño del PCB. Espero que les guste..!