Post 72 - Polarizando um Giannini - parte 5

    Realimentação negativa realimentação global

  Realimentação é um retorno do sinal e da-se o nome de negativa porque o sinal terá que estar com a fase invertida em relação ao próprio sinal injetado. Logicamente é retornado com um ganho muito menor (se for com mesmo ganho uma fase anula a outra) com o intuito neste caso de reduzir distorção. O nivel retornado é geralmente em torno de 1/20 (um vigésimo) apenas em relação ao sinal injetado, este nivel pode ser maior ou menor dependendo do grau de distorção que se quer diminuir ou o ganho que se quer obter em função da sensibilidade de entrada.

  Ao se projetar dependendo da quantidade de transistores usados no projeto vai se fazendo um estudo de onde em cada transistor a fase vai se invertendo (dependendo de onde se retira o sinal no coletor ou no emissor), neste caso na topologia usada isto já foi feito e já se sabe que o sinal ao retornar em Q2 sairá invertido em relação a Q1.

  Na topologia tradicional mais usada onde o alto falante é conectado entre a saida e o terra  (C2 e R5 teriam que estar em posições trocadas), o ganho é dado basicamente por R4 / R5 , sendo que R5 poderia ser de 1K assim:

  22K /1K = 22 vezes.

  Entretanto neste desenho o engenheiro optou por colocar C2 e R5 em posições trocadas e retirando o polo negativo do alto falante no ponto de junção entre C2 e R5. Neste caso o ganho será dado basicamente pelo valor da resistência do alto falante dividido por R5 (que terá que ter um valor baixíssimo), assim

  ganho = RFalante / R5 = 8Ω / 0,33Ω = 24 vezes

  Na realidade seria o paralelo entre R4 e o R do alto falante (daria 7,997Ω ao invéz de 8) sobre R5.

  Se o alto falante for de 4Ω então R5 teria que ser a metade de 0,33Ω senão a potência seria apenas a metade.

  R4 poderia ser então qualquer valor alto que praticamente não influenciaria no cálculo, no entanto seu valor ajuda a ajustar o formato da onda quadrada nas altissimas frequências. Mantem-se o valor próximo a R3 (para este desenho) e o valor ideal se obteria em testes com um gerador de onda quadrada e osciloscópio.

  Sensibilidade de entrada

  Agora tendo o ganho dá pra ter ideia da sensibilidade de entrada pois amplificou 24 vezes, então:

  V(pico) / ganho = tensão máxima necessária na entrada

  29,2V / 24 = 1,22V

  Qualquer pré amplificador de guitarra dá uma tensão de saida maior que essa e portanto o suficiente para se obter um som limpo de guitarra, se exceder este valor o som sairá saturado a distorcido mais sujo (dependendo do quanto a mais) porem rico em harmônicos ímpares que não é o ideal para guitarras pois amplificadores com entrada em par diferencial não dá hamônicos pares nem a pau. É usada esta topologia porque é facil de fazer.

  No caso de se querer maior sensibilidade na entrada R5 é quem controla o ganho e pode ser diminuido para 0,27Ω (cerca de 1V) ou 0,22Ω (cerca de 820mV) ou até 0,1Ω se necessário para usar como amplificador de som entre média e boa qualidade mas não alta fidelidade.

  Impedância de entrada

  É basicamente ditada pelo valor de R1, e R1 se basea pelo valor de R4. R1 deve no mínimo igual ou maior que R4, geralmente se faz duas ou quatro vezes maior mas pode ser maior, não é algo crítico. Se mantiver R4 = 22K então R1 pode ser 22K, 47k, 100K.

  O capacitor de entrada C1 influencia nas frequência muito baixas o que não importa muito para guitarras (0,047uF é mais que suficiente), mas para contrabaixo ou amplificador de som (música) precisa ser maior senão as frequências abaixo de 100hz perdem o volume. 1uF seria mais do que o suficiente mas sempre um capacitor cerâmico ou poliester é preferivel (1uF já seria eletrolítico) e neste caso para reduzir o tamanho 0,47uF daria conta do recado.

  O cálculo para um valor exato do capacitor a partir uma frequência mínima que se queira não é dificil e tem a riviria na internet, mas não perco este tempo, Os valores dados acima servem para a maioria dos amplificadores com impedâncias maiores que 10K (impedâncias menores aumenta-se os valores dos capacitores e vice-versa).

  Capacitor C3 - realimentação local

  Isso já foi visto em algum post sobre pedal de distorção, um capacitor colocado nesta posição (entre o coletor e a base) ele injeta de volta na base o sinal que sai do coletor, como o sinal no coletor sai com a fase invertida em relação ao sinal injetado na base, as fases tendem a se anularem mas o capacitor sendo de muito pequeno valor tenderá anular somente as altíssimas frequências que conseguem passar de volta por ele. Como a realimentação é de um componente para o proprio componente então se diz realimentação local.

  Aqui pode ser chamado de capacitor de Miller que é o efeito indesejavel de capacitâncias parasitas que seriam amplificados pelo transistor VAS (é mais ou menos isso), praticamente é impossivel não ter um capacitor nesse local, sem ele o circuito oscilará nas altas frequências (audiveis ou não).

  O ideal é ter o menor valor possivel para não limitar muito a resposta de frequências acima de frequência audivel. Num amplificador Hi-Fi o valor do capacitor não deve passar de uns 20pF pois se quer uma onda perfeita acima de 60Khz (pelo menos 3 vezes maior que 20Khz que é o limite da audição). Para guitarra isso não importa em praticamente nada, o capacitor pode ser entre 47pF a 100pF mas pode-se experimentar um valor menor (uns 33pF por exemplo).

  Acho que até aqui está explicado os critérios de dimensionamento apenas práticos para essa topologia para um amplificador simplificado, esse é o modo que eu aprendi retirados de revistas antigas (algumas com erros), a partir de alguns livros e parte concluido por mim mesmo.

  O esquema mostrado para o exemplo está tal qual eu montei nos anos 90 (exato como vinha no bagão giannini). Nos próximos posts mostrarei uma versão otimizada com impresso e detalhes para montagem.