IFAE LABORATRIO DE FSICAPROFESSOR ANGELO ANTONIO LEITHOLD

AMPLIFICADOR COM CI 741

Curitiba 2008

Amplificador de udio com operacional 741

O circuito que damos neste artigo bastante interessante, permite aprender muito e ainda pode ser usado na

prtica como excelente caixa amplificada para seu walkman, MP3, CD-player ou mesmo para o computador.

O amplificador operacional 741 serve para uma infinidade de aplicaes prticas. A que descrevemos neste

artigo, visa tanto os estudantes que esto aprendendo mais sobre esse componente como tambm aqueles que

gostam de som. Trata-se de um amplificador de udio que fornece pouco mais de 10 W pmpo num alto-falante

de 8 ohms com excelente qualidade de som. Montando o alto-falante numa caixa de bom rendimento, a

qualidade e a potncia do som deste amplificador vo surpreender o leitor.

Lembrando que amplificadores operacionais como o 741 no so amplificadores de potncia, e que, para

podermos excitar um alto-falante convenientemente, vamos utilizar uma etapa de potncia com transistores

complementares. Os dois transistores so comuns e de baixo custo, o que facilita bastante a montagem do

projeto. O circuito deve ser alimentado por uma fonte simtrica que tambm descrita no artigo.

A impedncia de entrada do amplificador da ordem de 100 k ohms, o que permite que ele seja usado no s

com fontes de sinais relativamente intensos, como a sada de MP3, CD-players e computadores, como at em

microfones, pr-amplificadores e transdutores do tipo encontrado em instrumentos musicais, como violes e

guitarras.

Como Funciona

A base do projeto um amplificador operacional 741. Ainda que ele seja o mais popular de todos, equivalentes,

como o MC1458 e outros que usam transistores bipolares, podem ser experimentados. Esse amplificador tem o

smbolo e pinagem mostradas na figura 1.

Figura 1

Observe que ele possui uma entrada inversora (+) e uma entrada no inversora (-).

O ganho tpico de um amplificador desse tipo pode chegar a 100.000 vezes, mas no se trata de um circuito de

potncia e, com sinais mais fortes, ele satura. A impedncia normal de sada da ordem de 150 ohms e, no

mximo, ele pode entregar uma potncia de alguns milliwatts a uma carga externa, por exemplo, um fone de

ouvido.

O que fazemos ento polarizar uma das entradas do amplificador de modo a fixar uma referncia de tenso. O

sinal externo aplicado outra entrada com uma configurao em que o ganho determinado pela

realimentao e equalizao da rede formada por R3, R4 e C3.

Essa rede tem valores justamente dimensionados para que os sons da faixa audvel sejam os mais reforados

pelo amplificador. Veja que R4 fixa o ganho para corrente contnua. Esse ganho cai medida que a freqncia se

eleva, dada a atuao de R3 e C3.

Funcionando como um pr-amplificador, o amplificador operacional entrega o sinal a dois transistores de

potncia. O transistor NPN conduz com os semiciclos positivos do sinal, enquanto o transistor PNP conduz com

os semiciclos negativos do sinal de udio. Os dois sinais so combinados de modo a serem aplicados no alto-

falante.

Assim, como a fonte simtrica, a corrente que circula no alto-falante tem um sentido com a conduo de Q1 e o

sentido oposto com a conduo de Q2. O potencimetro P1 serve como controle de ganho e R2polariza a entrada

do amplificador operacional.

Montagem

O diagrama do amplificador mostrado na figura 2.

Figura 2

A placa de circuito impresso para sua implementao mostrada na figura 3.

Figura 3

Na figura 4 temos uma fonte de alimentao simtrica simples para este amplificador.

Figura 4

Os transistores de potncia devem ser montados em radiadores de calor.

Os cabos de entrada de udio devem ser blindados com a malha ligada ao terra (0 V) da alimentao. Como se

trata de circuito de alto-ganho de udio, todo o cuidado pouco para se evitar a captao de zumbidos. Alm da

fonte ter boa filtragem, preciso que sua conexo placa do amplificador seja feita com fios curtos. A caixa deve

ser preferencialmente blindada para que no entre roncos.

O alto-falante deve ter pelo menos 10 cm de dimetro e im pesado para obter-se melhor rendimento e melhor

qualidade de som. O jaque de entrada pode ser do tipo P2 ou RCA dependendo da aplicao e da

disponibilidade de cabos.

Na figura 5 sugerimos um cabo de prova que permite que o amplificador seja usado na bancada como equipamento de teste.

Figura 5

Para adaptao em sadas estereofnicas deve ser usado um cabo adaptado em que os sinais estreo so

mixados, conforme mostra a figura 6.

Figura 6

claro que nada impede que o leitor monte dois amplificadores iguais, um para cada canal e, assim, tenha um

amplificador estreo.

Prova e Uso

Ligando o amplificador e abrindo o volume teremos a reproduo de um forte ronco ao tocar no terminal de

entrada ou no cursor do potencimetro.

Se existir ronco, mesmo sem sinal e sem tocar nos terminais, verifique as blindagens e a filtragem da fonte.

Depois, s ligar uma fonte de sinal, como a sada de fones, com o cabo estreo adaptado, de qualquer pequeno

aparelho de som como um MP3 player, CD-player ou mesmo radinho FM. Para rdios AM e FM monofnicos,

no ser preciso usar cabo adaptado.

Lista de Material

Semicondutores:

CI-1 741 amplificador operacional

Q1 TIP31 transistor NPN de potnciaQ2 TIP32 transistor PNP de potncia

Resistores: 91/8 W, 5%)R1 1,8 k ohms marrom, cinza, vermelhoR2, R4 100 k ohms marrom, preto, amareloR3 15 k ohms marrom, verde, laranjaR5 10 ohms marrom, preto, preto

Capacitores:

C1 100 nF cermico ou polisterC2 10 uF x 16 V eletrolticoC3 120 pF cermico

Diversos:

P1 100 k ohms potencimetro logFTE 10 cm x 8 ohms alto-falante

J1 Jaque de entradaPlaca de circuito impresso, fios, solda, caixa para montagem, boto para P1, fios blindados, etc.

Material Para fonte:

T1 7,5 + 7,5 V x 1 A transformador com primrio de acordo com a rede localD1, D2, D3, D4 1N4002 diodos retificadores de silcioC1, C2 1500 uF x 25 V capacitores eletrolticosF1 500 mA fusvelS1 Interruptor simplesDiversos:

Cabo de fora, ponte de terminais ou placa, suporte de fusvel, fios, solda, etc.

Amplificador de udio com operacional 741