Pré amplificador universal

Post 5    Pré amplificador universal com dois transistores

  Numa configuração seguidor de emissor este pré com dois transistores era muito comum no passado quando ainda não haviam os amplificadores operacionais integrados ou estes ainda estavam em desenvolvimento. Pré amplificadores para guitarra, para microfones, para toca discos, etc usavam esta configuração porque permite conseguir um altissimo ganho com menos problemas do que se utilizar apenas um transistor.

  Ainda que meio obsoleto este pré é muito útil quando se quer construir distorcedores para guitarra. Se quizermos utiliza-lo para uma aplicação onde se queira ter uma boa qualidade sonora sem distorção certamente haverá circuitos melhores hoje em dia ou para usarmos este circuito teríamos que fazer um cálculo bem preciso dos valores, mas para uma aplicação tipo distorcedores de guitarra pode-se polarizar na prática e obter bons resultados para alto ganho. Ainda que se pode usa-lo para ganhos menores o interessante dessa configuração é obter altíssimo ganho.

  Como se polariza sem matemática

  Com o circuito montado numa placa de teste, escolhe-se os valores para R1 e R2 de forma a obter um ganho bem alto em torno de 100 ou um pouco mais ou um pouco menos considerando a regra ganho = R1 / R2. O valor de R1 não deve ser maior que 47K. Exemplos: 10K e 100Ω ou 22K e 220Ω, etc.

  Ainda não temos o resistor polarizador da base de Q1, esta base será polarizada pelo resistor de realimentação (de feedback) Rf que vem do emissor de Q2, assim será dependente dos valores de R3 e R4.

  Devemos ter na base de Q1 um valor de tensão em torno de 0,6V a 0,7V (não é dificil obter este valor no circuito).

  Provisoriamente escolhe-se um valor para Rf em torno de 10 a 20 vezes maior que R1.

  Escolhe-se então um valor baixo para R3 (não pode passar de 10K e nem ser menor que 1K) e para R4 umas 3 a 4 vezes menor que o R3 escolhido, pode acontecer até de terem va-lores iguais.

  Liga-se o circuito e mede-se a tensão na base de Q1 que deverá estar em torno de 0,6V a 0,7V porém pode ser que a sonoridade ainda não esteja perfeita, pode soar falhando, ou até não dar nenhum som inicialmente pois pode acontecer de os transistores ainda não estarem na condição ideal linear de trabalho.

  Deve-se então achar uma melhor combinação entre R3 e R4, para isso vai se aumentando R3 (ou baixando R4) e observando a sonoridade com o capacitor de 10uF no circuito e sem ele. Logicamente devido ao ganho ser muito alto a sonoridade será naturalmente distorcida mas essa é a ideia aqui.

  Ajustado os valores para R3 e R4 pode-se então aumentar Rf para um ganho maior ou diminui-lo para um menor ganho. O sinal teve sua fase invertida no coletor de Q1 (no emissor de Q2 não inverte), assim a realimentação está negativa, com o Rf de baixo valor passa muita realimentação negativa de volta na entrada "negando" a passagem "positiva" do sinal (uma fase invertida tenta anular a não invertida). 

  Pode-se também aumentar o valor de R2 para diminuir o ganho já que ele já foi escolhido para um ganho bem alto, porém R1 não deve ter o seu valor mudado pois já foi escolhido, Se escolhermos outros valores para a combinação R1 e R2 (principalmente R1) certamente teremos que ajustar novos valores para os demais resistores pois os transistores poderão sair do ponto.

  A tensão sobre a base de Q2 é melhor que fique com o dobro ou mais da tensão na base de Q1 e a tensão no emissor de Q2 pode variar entre 0,7V até uma tensão menor que a da base de Q2. Se trocarmos os transistores por outros (tipo BC549 por BC548) com diferentes valores de betas as tensões poderão variar um pouquinho (muito pouco).

  Com os valores de resistores escolhidos no circuito e uma tensão de alimentação de 9,6V os valores de tensões medidos foram o que está escrito no desenho. A tensão de alimentação poderá ser mudada que o circuito se mantém estabilizado.

  A regra para obter o ganho do circuito seria o ganho de R1/R2 vezes o ganho de R3/R4 mas na prática não dá pra seguir isso muito bem pois Rf influi no ganho assim como também o capacitor de 10uF que sendo de maior valor aumenta mais ainda o ganho final.

  Como pode-se notar o valor de R1 será sempre maior que R3 e consequentemente Q1 estará consumindo menos corrente do que Q2 por que o sinal que chega em Q2 já está previamente amplificado e requer mais corrente em Q2.

  A função do resistor de 10K na entrada (pode ser outro valor) é de amortizar um pouco o sinal injetado em Q1 e ajudar a definir a impedância de entrada que é mais ou menos o valor deste resistor mais o valor de Rf mais o valor de R4, mas não é exato porque tem também a resistência interna do transistor. Podemos sempre considerar uma alta impedância (Rf sempre terá que ser de um valor alto).

  Pode-se fazer variações neste circuito podendo por exemplo não haver R2 (o emissor estar di-reto no terra) ou não haver R3 tendo um valor de R4 maior e o sinal ser retirado do emissor de Q2.

  Pode-se ainda ter alguma combinação tipo dois resistores Rf um deles com um capacitor em serie formando um filtro para realimentar uma determinada frequência mais do que outras e assim amenizando determinada frequência na saida, etc, mas a configuração é a mesma.

  Temos assim um distorcedor tipo Fuzz com forte ataque, quando o sinal vai sumindo a tendecia é ir ficando mais limpo o som. Dependo da combinação de valores entre R3, R4 e Rf pode-se definir um ponto de trabalho tal em que o ganho não altere muito quando é colocado o capacitor de 10uF no circuito, o que acontece é que o capacitor torna o som mais distorcido (com pouco aumento de ganho), pode-se ter uma chave ou mesmo um arranjo com um potenciômetro para ter uma regulagem de maior ou menor distorção do sinal.