Preamplificador alimentado por USB (ART1141S)

La Maxim (www.maxim-ic.com) en su Application Note 1931 presenta un interesante circuito de un preamplificador de audio de alta fidelidad de precisión, alimentado por la USB de un PC. En este artículo se describe cómo implementar el circuito asociado a la edición de música a través de la computadora.

Utilizando un amplificador operacional de bajo ruido cuádruple además de un regulador de tensión de baja caída de tensión LDO, es posible implementar un preamplificador con ecualización RIAA para la edición de señales de discos, que se pueden grabar en CD en un ordenador.

Este tipo de ecualización no es muy común actualmente, dado el uso de los CDs, pero son muchas las personas que poseen antiguos discos de vinilo y desean pasar su contenido a CDs lo que requiere un circuito como el que describimos.

El circuito tiene la ventaja de poder ser alimentado por la tensión de 5 V del puerto USB que se reduce a 3,3 V a través de un LDO en la configuración mostrada en la figura 1.

 


 

 

 

Otra ventaja que debe ser resaltada es que, además de no usar fuente externa la alimentación no necesita ser simétrica.

En la figura 2 tenemos el circuito del preamplificador que es alimentado por una tensión de 3,3 V.

 


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El circuito integrado utilizado es de bajo ruido, tipo rail-to-rail con una elevada tasa de rechazo de ruido que llega a los 120 dB.

En la figura 3 tenemos la curva de respuesta de ese circuito, que es justamente la de ecualización. RIAA usada en los antiguos discos de vinilo.

 


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Los capacitores de alto valor pueden ser de tántalo o electrolíticos comunes de aluminio. Los capacitores de menor valor deben tener una tolerancia del 2,5% para que la curva de ecualización se mantenga lo más fiel posible. Los capacitores comunes se pueden seleccionar para obtener los que tengan los valores más cercanos a los ideales.

Los resistores también deben ser de 1% de tolerancia de película metálica, para que el nivel de ruido sea el menor posible.

En el montaje, se debe tener mucho cuidado con el ruido de la red de energía, ya que se trata de circuito de alta ganancia.

La ganancia del circuito en 1 kHz es de 40 dB (100), lo que significa que una señal de 5 mV de una cápsula de disco común proporcionará una señal de salida de 500 mV.

En las bajas frecuencias la ganancia es mayor llegando a 60 dB (1000) a 20 Hz.

Para cambiar la ganancia, basta con modificar la resistencia de 100 k ohmios en la retroalimentación de la segunda etapa de preamplificación.

El consumo del circuito es extremadamente bajo, no sobrecargando el puerto USB que puede seguir siendo utilizado para otras aplicaciones en la comunicación entre periféricos.

La información sobre las características de los componentes usados y el pinado, para el diseño de la placa de circuito impreso, puede obtenerse en el sitio web de Maxim.