Minimalista receiver: switch de áudio digital com 4 canais, peak level e pré-amplificador

De uma simples ideia a um minimalista receiver: um clássico J-FET duplo casado na entrada como pré-amplificador, grandes LEDs 'big red eyes peak level' independentes por canal, controle de ganho por carga aplicada e quatro canais digitalmente selecionáveis. É um projeto feito sob medida que permite conectar até 4 dispositivos ao mesmo tempo, selecionando qual deles está ativo com apenas um botão e exibindo o número do canal que está sendo ouvido num display LED.

Um projeto minimalista

Sem querer reinventar a roda, o receiver é CD4017 para seleção dos canais que são gerenciados pelo duplo SN74HC4066, CD4511 como driver do display LED e TL082 como pré-amplificador - praticamente na mesma configuração do projeto anterior. Particularmente, gosto muito da resposta do TL082 e já empreguei ele em outros projetos, mas você pode optar por outros CIs mais novos e aprimorados, se preferir. Todo o conjunto é alimentado por tensões +12V e -12V para o TL082 e os circuitos peak level e +5V para o CD4017, CD4511, display e SN74HC4066 que são fornecidos por uma fonte robusta e superdimensionada, como de costume. No protótipo, por falta de um regulador 7912, optei por montar todos os reguladores de tensão com transistor e zener, como se fazia antigamente. Mas recomendo que use os reguladores de tensão que estão no esquema elétrico por questões de eficiência, proteção e qualidade. De toda forma, o circuito vai se comportar muito bem, é um projeto maduro e já utilizado anteriormente no M1 - Digital Switch Box, que possuía dois canais e um pré-amplificador discreto com transistores, o primeiro que montei há mais de uma década.

Todos os 4 canais - 3 canais com conectores RCA e 1 com conector P10 estéreo - possuem a mesma característica de sinal, ou seja, não existe diferença de ganho entre eles e tanto faz em qual canal conectar isso ou aquilo. Eu poderia ter feito como fiz no Pré-amplificador com TL 082 e VU meter analógico (line and phono preamplifier), que possui um canal Phono com ganho muito superior ao canal Line, mas preferi deixar todos iguais para que as conexões futuras permitam um controle mais fino de cada equipamento - por exemplo, o toca-discos vai passar por um pré-amplificador específico para ele antes do receiver, a TV vai conectada diretamente pelo receiver, e assim por diante.

Antes de qualquer coisa, tenha muito cuidado ao realizar qualquer tipo de reparo, modificação, ajuste ou intervenção em equipamentos elétricos ou eletrônicos. Primeiramente, pela sua segurança. Não me responsabilizo por quaisquer prejuízos que você possa causar ao equipamento, a você e/ou a terceiros. Faça por sua própria conta e risco.

Cuidados na montagem de circuitos sensíveis

Empregar circuitos integrados em qualquer projeto pode ser desafiador. Desde a qualidade das conexões até a prevenção de possíveis interferências que podem acontecer entre circuitos, existem vários fatores que podem contribuir para que dois circuitos montados de forma idêntica apresentem comportamentos distintos: trilhas mal dimensionadas ou cruzadas, pontos de solda fria, cabos de baixa qualidade, fonte de alimentação com regulagem ineficiente, interferências irradiadas, conduzidas ou até uma tensão de trabalho instável podem fazer com que o circuito se comporte de uma forma completamente inesperada, causando uma grande perda de tempo em busca de um problema que nem sempre corresponde aos sintomas apresentados. Para evitar transtornos na montagem desse projeto ou de qualquer outro que envolva circuitos sensíveis, anota aí:

• Tenha cuidado ao manipular circuitos integrados, existe um negócio fatal chamado energia estática
• Vai confeccionar a placa? Seja meticuloso com as trilhas mais finas
• Vai desenhar um layout de placa exclusivamente seu? Tenha cuidado com trilhas de sinais e garanta que tudo vai ser montado com qualidade
• A fonte de alimentação precisa fornecer energia de alta qualidade regulada para evitar ruídos e comportamentos erráticos dos circuitos
• Use soquetes para montar os CIs (vai me agradecer o dia que precisar trocar um deles)
• Escolha um transformador de qualidade
• Superdimensionar a fonte é meu critério pessoal, mas faça como você achar melhor!
• Use cabos blindados para transferir sinal entre entradas, circuitos e saídas
• Conectores de qualidade, por favor!
• Fixe todas as partes, organize a sua montagem
• Seja metódico com os grounds dos circuitos para evitar ruídos
• Compre de fornecedores confiáveis: a falsificação de componentes é uma (triste) realidade
• Eu montei o protótipo fisicamente, ponto a ponto, com solda, porque tenho preguiça de montar na protoboard (e tenho uma forte tendência a desconfiar da eficiência dos seus contatos internos) e se você pretende usar para criar circuitos mais elaborados, seja cauteloso para garantir que tudo esteja em contato
• Mantenha os circuitos críticos isolados fisicamente de cabos AC, transformador e qualquer outro componente que possa gerar interferências
• Quer mais dicas? Aqui tem uma minissérie baseada nas premissas diyPowered : )

Utilizar uma chave física multipolo para selecionar os canais ou ainda aproveitar relés especialmente desenvolvidos para comutação de áudio deixaria a gente mais feliz, pelo desejável true bypass. Mas a necessidade que tenho é muito bem atendida dessa forma e não vejo motivos neste momento para mudar isso. Seria uma versão bastante interessante para um minimalista receiver, concorda?! O protótipo será usado por tempo indeterminado como piloto, em busca de melhorias e de novas funcionalidades.

Baixe aqui o arquivo PDF com o esquema elétrico do Minimalista receiver.

Minimalista receiver PSU 1.1
Minimalista receiver PREAMP + PEAK LEVEL 1.1
Minimalista receiver INPUT + MIX 1.1

Minimalista receiver - esquema completo 1.1

The big red eyes peak level

Entradas à direita, saídas à esquerda

Pré-amplificador com TL 082 e VU meter analógico (line and phono preamplifier)

Não posso dizer que já montei muitos pré-amplificadores até hoje, mas montei alguns muito bons. Os últimos, praticamente todos, foram baseados em componentes discretos e com esquemas enxutos, de fácil montagem. Anos depois do último pré montado, uma necessidade me fez iniciar um novo projeto para que as audições no Sony FH-G33AV - que precisa de alguns milivolts a mais para excitar a entrada auxiliar 'Video' de forma satisfatória - fossem mais satisfatórias.

A maioria dos projetos hi-fi costuma empregar NE 5532, OPA 134 e outros CIs clássicos que entregam grande qualidade, mas que nem sempre são fáceis de serem encontrados. Como a minha necessidade não é tão audiófila assim, assumi que o bom e velho TL 082 seria o bastante - já havia aplicado ele em alguns projetos e visto em alguns circuitos comerciais muito bons. O TL 082 é um circuito integrado com duplo J-FET casado na entrada, possui respostas rápidas e boa faixa de operação, fornecendo uma qualidade de áudio muito interessante para aplicações desse tipo. De toda forma, outros amplificadores operacionais como o TL 072 podem ser empregados ao projeto sem qualquer prejuízo, vai depender somente da sua necessidade e gosto pessoal.

O pré-amplificador

A ideia inicial era montar um pré-amplificador compacto, de ótima qualidade de resposta flat para a linha, com controle de carga/ganho, bem simples, num gabinete pequeno e isolado. Mais adiante e com o projeto já em andamento, decidi adicionar mais dois recursos: uma entrada auxiliar phono - para conectar toca discos que não possuam esse estágio - e um VU meter analógico, para monitorar o ganho aplicado ao TL 082 a partir dos controles de nível independentes, que atuam na entrada e não na saída.

Nos testes preliminares, fiz vários ajustes no TL 082 para conseguir um ganho padronizado para a entrada LINE que fosse o mais casado possível com a entrada auxiliar 'Video', do Sony FH-G33AV, permitindo um ajuste mais preciso quando a entrada 'Phono' fosse selecionada, evitando distorções por conta dos ajustes previamente definidos nos potenciômetros de carga de sinal. Assim, não seria necessário ficar ajustando a carga toda vez que os canais fossem alternados, a menos que fosse utilizada uma fonte de sinal mais alta ou mais baixa em um dos canais.

VU meter analógico

Particularmente, eu adoro os VUs analógicos, apesar da pouca precisão, ficam muito bonitos nos projetos retrô. Utilizei um modelo retirado de um antigo localizador de satélites,  desenvolvi um driver simples, parecido com o circuito utilizado nos VUs do projeto ViAS - parecido porque eu não encontrei até hoje o registro técnico desse projeto. Para obter uma iluminação indireta, adicionei dois LEDs brancos em série e com brilho bastante reduzido nas laterais inferiores do VU, além de um ajuste fino na entrada do driver pra calibração inicial.

Gostei bastante da resposta do driver, atendendo ao que eu esperava. O circuito é bastante simplificado, mas pode ser explorado para operar em faixas mais amplas ou para entregar respostas mais precisas - dentro das possibilidades de um VU analógico!

Pré-amplificador para toca discos (phono)

O pré-amplificador phono possui estágio transistorizado operando em classe A e não incorpora a curva RIAA - optei por manter uma resposta mais flat possível para que os ajustes sejam realizados após o pré, mantendo maior fidelidade no sinal e permitindo ajustes mais personalizados. Dessa forma, a aplicação servirá para diversos modelos de toca discos sem a necessidade de grandes ajustes posteriores ou chaves de bypass no pré-amplificador, simplificando o projeto.

A fonte de alimentação

Seguindo as premissas diyPowered de qualidade e robustez, a fonte do pré-amplificador é superdimensionada com aquela clássica configuração: transformador trabalhando com folga, retificação bem feita, uma generosa filtragem e aquela regulação padrão em + 12V e - 12V nas linhas principais. Gosto da simplicidade eficiente nos projetos, mantendo um esquema enxuto e de fácil manutenção. Deixo a reinvenção da roda para os novatos que ainda têm tempo a perder = ]

A fonte foi dividida em duas partes, sendo que o transformador ficou fora do gabinete - não restou muito espaço físico interno pra ele que fosse de fácil isolação física dos demais circuitos, isso sem falar nas chaves AC e ground/lift, porta-fusível etc. - para eliminar a possibilidade de ruídos. Já a segunda parte da fonte, foi montada dentro do gabinete - retificação, filtragem, regulação da tensão e distribuição aos circuitos.

O acabamento nunca foi meu forte e nesse projeto, isso ficou ainda mais evidente. De toda forma, tem fotos e tem até um vídeo curto mostrando o VU em atividade. O LED azul é indicador de funcionamento, apenas. Deveria ser verde, mas todos os meus LEDs verdes são comuns e o brilho não ficou bom.

Baixe aqui o arquivo PDF com o esquema elétrico completo do pré-amplificador e se tiver alguma dúvida, comenta aqui na postagem que respondo bem rapidinho : )

Pré-amplificador Phono e Line com VU - Main 1.0
Pré-amplificador Phono e Line com VU - PSU 1.0

*** upgrade do projeto no final da página

*** 12/09/2024

Circuito revisado e algumas melhorias aplicadas ao projeto, principalmente no circuito driver do VU analógico, para dar mais precisão aos movimentos. É uma melhoria limitada a este projeto com foco no projeto em andamento de um novo pré-amplificador, que poderá levar algum tempo ainda para ser concluído.

- melhorias na carga mínima da fonte pós-reguladores de tensão;

- remoção do LED power, permanecendo somente os LEDs de backlight do VU analógico;

- melhorias no circuito driver do VU meter, que passa a ter mais precisão nos movimentos e na amostragem dos picos. O circuito novo permite alteração no movimento do ponteiro, bastando alterar um capacitor para tornar os movimentos mais lentos ou mais rápidos;

- controle de carga (input) com potenciômetro duplo a partir da versão 1.1 para maior precisão no ajuste.

Baixe aqui o arquivo PDF com o esquema elétrico completo atualizado do pré-amplificador.

Pré-amplificador Phono e Line com VU - Main 1.1

Pré-amplificador Phono e Line com VU - PSU 1.1

*** upgrade do projeto no final da página

Baixe aqui o arquivo PDF com o esquema elétrico completo atualizado do pré-amplificador.

Pré-amplificador Phono e Line com VU 1.2 MAIN

Pré-amplificador Phono e Line com VU 1.2 PSU