El preamplificador

Como se puede apreciar a primera vista, las etapas de este circuito no son iguales a las vistas en clase. Esto es debido a que este circuito no es un amplificador de audio, sino un preampificador. Por ello, las tres etapas vistas en clase (diferencial, de alta ganancia negativa y de potencia) no se encuentran presentes como tal, sino que estarán "dentro" del amplificador operacional del circuito.

Vemos también que el circuito no consta de realimentación. Ésta tan sólo se encuentra presenteen el amplificador operacional comentado.

Visto esto pasemos a ver algunas partes circuitales de especial interés.

1.- Las resistencias de 3k3 son para acoplar impedancias y fijar el punto de operación. Las resistencias de 3k3 son las impedancias de entrada al preamplificador, la que "ve" el micro. Si el micro le inyecta al preamplificador un voltaje bajo y la impedancia de entrada del preamplificador es alta le estaremos inyectando un voltaje bajo y aunque lo amplifique amplificara una señal muy pequeña. Según el autor, con resistencias de 3k3 de entrada el preamplificador funcionará bien con micrófonos de impedancia de entre 150-600 Ohms.

2.- En el diseño del preamplificador se nos insta a usar transistores de bajo ruido. Estos transistores podrían ser 559 y 549. Pero no hemos encontrado tales transistores en las tiendas de Valladolid y hemos optado por soldar unos de propósito general el 558 y el 547.

Según la tienda www.farnell.com el precio es muy similar entre ellos así que incluyendo los transistores de bajo ruido no aumentamos el coste y obtedríamos mayor calidad.

3.- Algunos de los integrados utilizados para la construcción de amplificadores de audio son:
-TL071, es el que hemos utilizado, muy común.
-SSM2017, ahora obsoleto y reemplazado por el INA 217
-JRC4558, muy apreciado por los músicos. Se dejó de fabricar hace más de 20 años y ya no está a la venta. La única forma de conseguirlo es reciclar un aparato de los años 80.

Imagen obtenida de www.pisotones.com/Potes/Potes.htm

Otro componente muy apreciado por los musicos son los antiguos transistores de germanio de las radios de los años 60 y 70.

Imagen obtenida de www.pisotones.com/Potes/Potes.htm

4.- Aunque no aparece en el circuito hay que poner un potenciómetro más entre las patas 5 y 6 del TL071. Esto se hace para equilibrar el par diferencial interno del amplificador operacional ya que si conectamos la alimentación sin entrada la salida no será nula, tendremos que hacerla nula ajustando este potenciómetro. Más información aquí.

El potenciómetro que aparece en el circuito es un potenciómetro antilogarítmico el cual se diferencia de los potenciómetros lineales que estamos acostumbrados a utilizar. Estos componentes merecen una explicación:

Un potenciómetro es lineal cuando el recorrido del cursor es proporcional a su valor en ohmios. Uno logarítmico forma una curva que suele tener forma exponencial o logarítmica. Esto es así a causa de la "Ley Estímulo-Reacción de Fechner", en la que se demostró que el oído humano no tiene una respuesta lineal a las variaciones de volumen, sino que responde al logaritmo de la amplitud. Esto es, para que percibamos un sonido como "el doble de fuerte" que otro, ha de tener diez veces más volumen. Para ello necesitamos controles de volumen que actúen de manera similar.

Imagen obtenida de www.pisotones.com/Potes/articulos/chatarreo.htm

Como se puede observar en la gráfica la variación de la resistencia con el recorrido no es una curva suave sino que es una sucesión de rectas. Esto es así porque al fabricante le resulta mucho más económico y el oído no nota la diferencia.

Los potenciómetros logarítmicos no son muy difíciles de encontrar aunque se fabrican de valores estandarizados y si necesitas uno de un valor concreto tendrías que poner resistencias en serie o en paralelo para que se ajustase a el valor que tu quieres. También puedes poner en serie o en paralelo un potenciómetro lineal y así ajustar mucho más al valor que tu desees.

Los potenciómetros antilogarítmicos casi no se fabrican. La forma de tener un potenciómetro antilogarítmico es poner una resistencia (llamada resistencia de taper) en paralelo a un potenciómetro lineal.

Imagen obtenida de www.pisotones.com/Potes/articulos/chatarreo.htm

Un buen valor para la resistencia en paralelo es de un 20% del valor del potenciómetro lineal. En la siguiente gráfica se puede ver como varía la gráfica de un potenciómetro anti-log en función de la relación entre la resistencia de taper.

Imagen obtenida de www.geofex.com/Article_Folders/potsecrets/potscret.htm

Tambien hay que decir que los potenciómetros que hemos soldado son de baja calidad. Existen mejores potenciómetros para audio pero más caros.

Para el par diferencial se pueden soldar resistencias de 1% de tolerancia en vez de las clásicas de 5%. Así conseguiríamos que el par estuviese más equilibrado y por tanto el rechazo al modo común sería mayor y eliminaríamos mayor ruido.

5.- Por último una indicación sobre la tierra del circuito. La parte del circuito que va a ser la principal fuente de interferencias electromagnéticas va a ser el transformador. Es preferible tener todas las tierras del circuito cerca para evitar las llamadas ground loops  que introducirían interferencias en nuestro circuito, es decir ruido indeseado. El campo magnético provocaría una diferencia de potencial en la tierra de nuestro circuito, por la ley de Faraday. Además los cables que utilizamos no son conductores perfectos por lo que sumado a lo anterior tendríamos resistencias a lo largo de la línea de tierra. Esto es un efecto no deseado. Para evitarlo se debería poner todas las tierras del circuito lo más cerca posible como ya se ha dicho. Además, se debe conectar también la tierra del circuito a la caja donde vayamos a meter el preamplificador.

Otra forma de intentar minimizar este efecto es ponerle un blindaje electromagnético al transformador, similar a los que se pueden encontrar por ejemplo en el circuito de sintonía de un televisor.

Otras consideraciones de interés

Se prodría hacer un análisis más exaustivo siguiendo el temario visto en clase. Diferenciar etapas en nuestro circuito, explicar algunos componentes de apreciable interés... Todo esto está más detallado en la presentación de la exposición hecha en clase que se puede descargar pinchando en el apartado correspondiente en el menú lateral.