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Hacer preamplificadores de audio con transistores y con circuito integrado.

Proyecto 1: preamplificador con transistor.

El preamplificador más fácil de realizar y ha sido muy utilizado cuando no es necesario obtener mucha ganancia.

Podemos utilizar transistores (Q1) de uso general como el C458 o C945 (2SC458 o 2SC945).

Si es para aplicaciones donde es importante el ruido podemos utilizar algunos transistores
de alta ganancia y bajo ruido como:
2SC1000, 2SC2240, 2SC2458, 2SC2459, 2SC2675, 2SC3378 los cuales tienen ordenadas las patillas:Emisor-Colector-Base

Diagrama de preamplificador a un transistor:

preamplificador con transistor


Nota:
Tambien se puede usar transistores BC413, BC414, BC549 y BC550, pero el orden de las patillas es diferente: Colector-Base-Emisor
R1 es una resistencia para compensar la impedancia del transistor, por lo general es de 1000 ohmios o mayor, no siempre es necesaria.

C1 es de acople de audio, puede ser de 10 microfaradios (µF), para reducir la respuesta a las notas bajas se puede reducir hasta menos de 1 µF.

R2 polariza la base del transistor Q1, puede ser de 1 Megaohmio(1MΩ) para voltajes cerca a 8 voltios, se puede reducir al utilizar voltajes menores junto con R4. Con transistores de alta ganancia puede ser 2,2MΩ.

C2 es un capacitor cerámico para reducir la respuesta a frecuencias altas y el ruido.

R3 al aumentarse baja el ruido y la ganancia, por lo general se utiliza menor a 200 ohmios.

R4 alimenta el colector de Q1, en voltajes cerca de 8 voltios puede ser de 10KΩ a 40KΩ, en voltajes menores a 6 voltios puede ser hasta 3KΩ

C3 es el acople de la salida de audio, se comporta similar a C1.

R5 y C4 forman un filtro de la corriente, para evitar ruidos provenientes de la fuente de alimentación
R5 puede ser de 1000 ohmios o menos y C4 de 22 microFaradios o mayor.

El voltaje de los capacitores puede ser igual al de la alimentación o mayor.

Dibujo de preamplificador:

preamplificador con transistor c945


Conocer la ganancia de este preamplificador antes de construirlo es difícil, ya que puede verse afectada por muchas variables externas, pero es funcional y se pueden conectar uno tras otro, aunque en ese caso es mejor el diseño siguiente.

Proyecto 2: preamplificador con 2 transistores.

Con este tipo de preamplificadores podemos obtener una buena relación entre la ganancia y el ruido.
Podemos utilizar estos valores como base para buscar valores ideales para nuestros requerimientos.

preamplificador con 2 transistores


El circuito se auto-compensa y tiene ajuste de ganancia, hay que buscar los valores para la mejor relación de ganancia contra el menor ruido posible, en el diagrama está en azul.

Q1 y Q2 puede ser C945 o similar, Q1 mejor si es un transistor de bajo ruido, como los nombrados en el preamplificador anterior.
R1 es una resistencia de 1000 ohmios (1K), en muchos casos no es necesaria.
C1 es un capacitor de 1 microfaradio, de 10 voltios en adelante.
R2 es de 150KΩ, generalmnte no bajo de 100K ni subo de 330K.
R3 es de 150Ω, cuando se busca mayor ganancia puede bajarse hasta 22Ω.
R4 es de 100K, en algunos preamplificadores con bajo voltaje he utilizado hasta 33KΩ
R5 es de 1000 ohmios (1K), al bajar el valor baja la polarización, bajando el voltaje en la salida.
Su valor óptimo es cuando en las salida (colector de C2) el voltaje es algo menor que la mitad de la alimentación. R6 es 10KΩ, si vamos a utilizar menor voltaje se debe bajar su valor.
R7 es de 470 ohmios, es para filtrar la corriente de alimentación y así evitar ruidos.
C2 capacitor de 100 microFaradios, si no hay notas bajas puede ser menor, 10 voltios o más.
C3 es de 10 microFaradios, de 10 voltios o mayor.
C4 capacitor de 100 microFaradios o más, el voltaje superior a la alimentación.
C5 puede ser de 100 picoFaradios o mayor, ayuda a reducir ruidos y altas frecuencias, en muchos casos no es indispensable.
C6 es de 100picoFaradios, es para evitar ruidos, si para micrófonos puede ser mayor.
R8 realimenta el circuito negativamente, entre menos valor reduce la ganancia pero aumenta la estabilidad y mejora l arelación señal ruido. Cuando se utilizan transistores de uso general puede ser 220KΩ, con transistores de alta ganancia se puede aumentar hasta 470KΩ.

Existen preamplificadores de 2 o 3 transistores en circuitos integrados, cada vez menos comunes como el ECG1021

Proyecto 3: preamplificador con amplificadores operacionales.

Para la mayoría de aplicaciones de audio se pueden utilizar los amplificadores operacionales logrando una excelente relación entre la ganancia y el ruido. Por ello son los más utilizados en equipos de audio como mezcladores (consolas o mixer), ecualizadores,"cross-over", y muchas aplicaciones de audio de alta fidelidad.

preamplificador con amplificador operacional


En el ejemplo vemos la conexión básica de un amplificador operacional utilizando una fuente simple.
Se utiliza el LM358 que funciona bien con bajos voltajes y es doble.
La ganancia es determinada por las resistencias R2 y R3.

Se puede calcular con esta fórmula:

Ganacia=1+(R3/R2)

que sería R3 dividido entre R2, y al resultado se le suma 1.
En el ejemplo sería una ganancia de 34 veces. que sería algo más de 15dB.


Conexiones del amplificador operacional LM358:
amplificador operacional LM358



Ver: amplificadores operacionales.


TI2-CAW

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