Mesa de som

Escrito por Newton C. Braga
Ter, 05 de Abril de 2011 14:45

Este artigo foi publicado em 1997, mas pode ser montado com facilidade ainda hoje, pois todos os componentes usados são comuns.

No artigo é descrita a montagem de uma excelente mesa de som ou mixer com 3 canais estereofônicos e ainda um amplificador para monotiria de som através de fones. Esta mesa poderá ser utilizada em pequenas estações de rádio, em estúdios de edição de fitas, em ainda por conjuntos musicais para obter um equilíbrio de reprodução entre todos os instrumentos. O circuito é alimentado por uma fonte de 12 V, e com ela obtemos excelente qualidade de som já que são utilizados circuitos integrados dedicados.
Uma mesa de som consiste basicamente num mixer com um amplificador de fones que serve para o operador monitorar os sinais obtidos. Mesas mais complexas podem incluir outros circuitos como por exemplo controles independentes de tom em cada canal, osciladores de efeitos sonoros, câmaras de éco, indicadores de nível de sinal e muitos outros.
Como nosso circuito se destina ao montador que deseja os recursos básicos sem gastar muito dinheiro, sua principal característica é a economia daí ele possui apenas as funções que indicamos como básicas.
No entanto, graças ao uso do circuito integrado LM381 da National Semiconductor, garante-se uma excelente qualidade para o sinal mixado e o circuito se torna bastante simples, com o uso de poucos componentes externos.
É claro que na nossa aplicação básica damos apenas 3 entradas por canais, mas nada impede que o leitor acrescente outras e até alguns recursos não previstos como VUs na saída, tanto do tipo analógico como digital, e até mesmo controles especiais de tom.
A saída do circuito fornece um sinal de boa intensidade com características capazes de se adaptar à entrada da maioria dos amplificadores de áudio, de qualquer potência.
Assim, amplificadores com sensibilidade até 1 Vpp e impedância a partir de 10 k Ω de entrada podem ser excitados diretamente pela saída desta mesa de som.
Devemos ainda alertar os leitores interessados na montagem deste projeto que, como todo circuito que opera com sinais de baixa intensidade, existe uma grande sensibilidade a ruídos e roncos.
Assim, além dos cuidados normais com as blindagens de todos os fios, o uso de caixa de metal e a obediência dos principais princípios que regem a montagem de circuitos de áudio o leitor deve ter experiência prévia com este tipo de projeto.

COMO FUNCIONA
O circuito integrado LM381 consiste num duplo pré-amplificador de áudio de baixo nível de ruído da National Semiconductor
Este circuito integrado é apresentado em invólucro DIL de 14 pinos com um canal equivalente mostrado na figura 1.


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O ganho de tensão sem realimentação e sem usar a configuração diferencial (single ended input) é de 320 000 vezes e ele pode ser alimentado com tensões de 9 a 40 volts, sem problemas, tendo um consumo de apenas 10 mA com 9 V de alimentação.
A resistência de entrada da entrada negativa (pino 2 e 13) é de 200 000 Ω e a corrente de polarização entrada é de 0,2 uA tipicamente.
A resistência de saída é de 150 Ω o que lhe permite fornecer até 8 mA de corrente ou drenar até 2 mA de corrente.
A faixa passante é de 15 MHz e a máxima tensão de entrada em operação linear é de 300 mV/rms. A distorção harmônica total típica é de 0,1% e o ruído total equivalente para Rs=600 Ω na faixa de 10 à 10 000 Hz é de 0,55 uVrms.
No nosso circuito os dois canais disponíveis no LM381 são usados na configuração sigle ended, ou com a entrada positiva aterrada através meio de um capacitor e o ganho é determinado pela relação de valores na rede ligada entre a entrada e saída.
No nosso, caso com os valores usados temos um ganho da ordem de 500 vezes, o qual varia em função da impedância da fonte de sinal.
Usamos três entradas para cada canal, mas podem ser acrescentadas outras, conforme a aplicação.
Para monitorar o sinal usamos dois amplificadores LM386, Também da National Semiconductor que se caracterizam pelo seu bom ganho, necessidade de poucos componentes externos.
Estes integrados fornecem uma potência na faixa de 150 mW a perto de 1 Watt na faixa de tensões de 6 à 12 volts. No nosso caso, quase um watt por canal de saída é mais do que suficiente para excitar o par de fones ou duas pequenas caixas usadas na monitoria do sinal.
Temos finalmente a fonte de alimentação que deve ter excelente regulagem e filtragem para que não ocorram nem instabilidades de funcionamento e nem ruídos. Um circuito integrado 7812 garante a tensão filtrada sob corrente de até 1 A o que é mais do que suficiente para alimentar todos os circuitos, inclusive os amplificadores de saída de fone.

MONTAGEM
Na figura 2 temos o diagrama mesa de som.


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A fonte de alimentação é mostrada na figura 3.


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A disposição dos componentes numa placa de circuito impresso é mostrada na figura 4.


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Observe que as ligações aos potenciômetros de entrada e a todos os jaques de entrada devem ser feitas com fios blindados com as malhas devidamente aterradas. Deve-se usar um pedaço de fio de cobre grosso para fazer este aterramento de modo a se garantir a mínima resistência e assim menor probabilidade de haver captação de ruídos.
Esta barra de terra deve ser ligada à caixa do aparelho, preferivelmente metálica. Se não for usada caixa metálica ele deve ter uma chapa de metal como forração ou revestimento de modo a servir de blindagem e esta chapa deve ser ligada ao terra do circuito.
Os potenciômetros usados podem ser rotativos ou deslizantes, havendo assim duas possibilidades de apresentação final do aparelho conforme mostra a figura 5.


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Os jaques podem ser do tipo RCA ou de outro tipo, conforme as fontes de sinais que o leitor pretenda usar. Será conveniente ter cabos apropriados para a conexão das saídas à entrada do amplificador.
Os cabos podem ser estéreo ou então independentes.
Para a saída de monitoria é conveniente usar um jaque diferente dos demais para não haver perigo de confusões e além disso, de acordo com o fone ou caixas usadas.
Os fones devem ser de baixa impedância e também podem ser usadas duas caixinhas pequenas do tipo encontrado em alguns aparelhos de som miniatura ou ainda em sistemas de som multimídia de computadores. Devem ser usadas caixas que tenham apenas os alto-falantes e não as caixas amplificadas (alimentadas por pilhas) que são encontradas em algumas aplicações.
Os alto-falantes devem ser de boa qualidade para se garantir uma reprodução a altura da qualidade do sinal que os circuitos fornecem em suas saídas.
Os resistores são todos de 1/8W e os capacitores podem ser de poliéster ou cerâmicos, ou ainda, se especificados, eletrolíticos com tensão mínima de trabalho de acordo com a relação de materiais. Observe que os capacitores eletrolíticos são polarizados.
Para os circuitos integrados o uso de soquetes é opcional, mas sua posição deve ser observada cuidadosamente e o circuito integrado 7812 deve ser dotado de um pequeno radiador de calor. Este radiador nada mais é do que uma chapinha de metal dobrada em "U" e presa ao corpo do componente por meio de um parafuso com porca. Cuidado para não deixar esta chapinha de metal encostar na caixa ou em outra parte do aparelho.
O transformador da fonte de alimentação fica fora da placa e deve ter enrolamento primário de acordo com a rede de energia. É importante que a carcaça deste transformador fique em contacto com a caixa ou a blindagem para que não sejam produzidos roncos. Será interessante afastar este componente das entradas de sinais.
O acabamento final do painel depende de cada um. Pode ser usadas letras auto-adesivas para identificar as entradas e os potenciômetros de controle e depois o conjunto pode ser protegido por uma camada de verniz incolor.

PROVA E USO
Para provar o aparelho ligue-o à alimentação e coloque todos os potenciômetros de entrada na posição de mínimo (todos para baixo ou para a esquerda).
Conecte nas entradas fontes de sinais como por exemplo a saída de fone de um rádio ou gravador ou ainda a saída de sinal de um toca-fitas ou toca-discos. Ouras fontes como microfones ou captadores de instrumentos musicais podem ser experimentadas.
Ligue nas saídas as pequenas caixas ou o fone e ajuste tanto os potenciômetros de entrada como os de saída além do volume do monitor para que o sinal seja ouvido. O sinal ouvido é o sinal que o aparelho vai entregar ao circuito externo.
Para usar o aparelho ajuste inicialmente os níveis de saída do monitor para ter a reprodução sem distorção. Depois para misturar as fontes de sinais, ajustes os potenciômetros de entrada de modo a obter os resultados esperados.
Será sempre interessante anotar as posições de máximo de cada controle conforme a fonte de sinal, para que ela não sature o circuito e cause distorções. Abrindo muito o controle de uma fonte de sinal forte o circuito satura e com isso o sinal fica fortemente distorcido.


Lista de Materiais:

CI-1 - LM381 - circuito integrado - National Semiconductor
CI-2, CI-3 - LM386 - circuito integrado - National Semiconductor
CI-4 - 7812 - circuito integrado regulador de tensão
D1, D1 - 1N4002 ou equivalentes - diodos retificadores de silício

Resistores: (1/8W, 5%)
R1 a R6 - 100 k Ω (marrom, preto, amarelo)
R7, R8 - 10 k Ω (marrom, preto, laranja)
R9, R10 - 220 k Ω (vermelho, vermelho, amarelo)
R11, R12 - 22 k Ω (vermelho, vermelho, laranja)
R13, R14 - 10 Ω (marrom, preto, preto)
P1 a P6 - 100 k Ω - potenciômetros rotativos ou deslizantes lineares
P7, P8, P9 e P10 - 10 k Ω - potenciômetros rotativos ou deslizantes lineares.

Capacitores:
C1 a C6 - 100 nF - cerâmicos ou poliéster
C7, C8, C11, C12 - 2,2 µF/16V - eletrolíticos
C9, C10 - 10 µF/16 V - eletrolíticos
C13, C14 - 47 nF - cerâmicos ou poliéster
C15, C16 - 220 µF/16 V - eletrolíticos
C17 - 1 000 µF/25 V - eletrolítico
C18 - 100 µF/16 V - eletrolítico

Diversos:
T1 - Transformador com primário de acordo com a rede local e secundário de 12 + 12 V com 1 A
F1 - Fusível de 500 mA
S1 - Interruptor simples
Placa de circuito impresso, jaques de entrada e de saída (tipo RCA e para fone), radiador de calor para CI-4, caixa para montagem, fios blindados, botões para os potenciômetros, fios, solda, etc.



Fonte: [Tens de ter uma conta e sessão iniciada para poderes visualizar este link]