Preamplificador de Fono

Este proyecto está tomado de la página web de Rod Elliott (The Audio Pages), concretamente de su project 6, pero he añadido alguna modificación, y tenemos la posibilidad de elegir la ganancia entre 40, 46 y 52 dB mediante tres resistencias. Se basa en el integrado NE5532, que es barato y ofrece unas prestaciones decentes y con bajo ruido. La característica principal de este amplificador es que tiene una parte que se podría considerar como un filtro activo, en el que la parte baja del espectro es amplificada en primer lugar, y luego se amplifica el resto de acuerdo con las especificaciones RIAA. Si los componentes elegidos tienen una tolerancia muy estricta, entonces lograremos ceñirnos a la curva con una exactitud de +-0.75 dB. 

El esquema modificado es el siguiente:

esquema fono

Las resistencias R5, R6 y R7 proporcionan las siguientes ganancias:

S1 S2 S3 Ganancia (dB)
on off off 40
off on off 46
off off on 52

Listado componentes / Part List

Todas las resistencias de 1/4 watt y 1% de tolerancia.

Resistencias Condensadores
R1. 47k
R2. 4k7
R3. 180k
R4. 10k
R5. 100k
R6. 180k
R7. 330k
R8. 2k7
R9. 820R
C1. 390 pF cerámico
C2, C4, C7 - 10uF/16V electrolítico
C3. 22 nF poliéster
C5, C8. 100nF poliéster
C6. 22uF / 16V electrolítico
C9. 82nF poliéster

Fuente de Alimentación (Power Supply)

Hay que poner especial atención al tema ruido. Para ello yo he utilizado un transformador toroidal de 5 VA con salidas 7-0-7 en serie, que se aplica a un rectificador-doblador y se obtiene a la salida +-15V para alimentar al NE5532, que tiene una buena PSRR (Power Supply Ratio Rejection) y por tanto no le afecta en gran medida una pequeña cantidad de rizado en la alimentación. Todos los hilos de alimentación alterna van trenzados para compensar campos magnéticos y lo más alejados posible de los caminos de señal débil. El resultado, puestas todas las precauciones es más que aceptable.

El sonido con mi Thorens TDK-115 y cápsula MM Ortofon FF15XE es bastante bueno, bastante correcto y con unos graves profundos. Desde luego la calidad obtenida es mejor que con la etapa fono que incluyen muchos amplificadores comerciales.


amplificador de fono

vista trasera

El transformador que se observa en la foto de la izquierda ha sido sustituido por uno toroidal de salida 7-0-7 VAC (RMS) y 300 mA, y se consigue reducir el zumbido notablemente.

esquema fuente alimentacion

Listado componentes / Part List

Fuente alimentación / Power supply
C1, C2, C7 y C8 =  4700 uF / 25V
C3, C4, C5 y C6 = 100 nF poliester
D1, D2, D3, D4, D5, D6 = 1N4001
U1 = voltage regulator 7815 (TO-220 case)
U2 = voltage regulator 7915 (TO-220 case)

 

Podéis obtener cada una de las placas de circuito impreso a escala real, en formato PDF. Si queréis guardar el fichero directamente, pulsar botón derecho sobre el vínculo y elegir la opción "Guardar destino como..."

Todas las imágenes son "no mirrored" lo que implica que se pondrá la transparencia directamente con el lado de la tinta pegada al cobre.

Para detalles del circuito de la fuente, podéis consultar el circuito de Rod Elliot project n° 05. Los condensadores de 100 uF los he sustituido por otros de 4700 uF/25V. El listado de componentes de la fuente es:

Fuente de alimentación de doble puente

Otra opción más cara, aunque a mi juicio mejor, es la fuente de alimentación de doble puente. Para su diseño, he tenido como objetivo principal la mínima producción de ruido. Se consiguen tensiones de 15+ y 15- voltios, con rectificación completa, con lo que el trafo no se satura, situación que hay que evitar, especialmente si el trafo es toroidal.

Se presta especial atención a los armónicos de alta frecuencia que generan los diodos y el trafo, en los pasos on-off y en las transiciones de barrera de potencial (+/- 0.6V) y que afecta negativamente al tema ruido y estabilidad. Para ello se colocan condensadores MKP en paralelo con cada diodo, dando paso a tierra a estos armónicos. El tamaño del condensador de filtro (4700uF) genera una gran corriente de ripple, puesto que el ángulo de conducción de los diodos es muy pequeño. Aunque esta corriente se aminora por las resistencias de hilos, diodos, impedancia de trafo y ESR propia del condensador, es posible que tal corriente alcanzase 0.1A, que es muy superior a la corriente de régimen. Por este motivo, el trafo está sobredimensionado, de modo que con 5VA puede ofrecer una corriente de 167 mA en su devanado secundario sin problemas. Otra opción podría haber sido disminuir el tamaño del condensador de filtro, así disminuye la corriente de ripple y también los requerimientos del trafo, pero debido a la mala Rejection Ratio del regulador negativo (7915) de tan sólo 38 dB, he preferido mantener una tensión de rizado mínima (alrededor de 45mVpp).  Es cierto que el NE5532 tiene una buena PSRR (cerca de 90dB) pero prefiero no tentar a la suerte; consideremos que en muchos casos, la entrada a amplificar será de un nivel de tan sólo unos milivoltios, y cualquier ruido será amplificado unas 500 veces.

Los condensadores de bypass de los reguladores son de tántalo, que ofrecen mejores características de impedancia que los electrolíticos, y sus valores son los que recomienda el fabricante. Se deberán colocar lo más cerca posible de las patillas correspondientes.

Los reguladores son de encapsulado TO-92 y con una corriente máxima de 100mA cumplen sobradamente su cometido. Su disipación de potencia es aproximadamente de 1/8 de watio.

Los diodos pueden ser 1N4001 o mejor aún 1N4002, puesto que el 1N4001 tiene una VRRM de tan sólo 50V, que es algo justo.

El condensador C0 es de clase X1 ó X2, de los llamados supresores, y paliará ruido de RF y algunos transitorios típicos de la red eléctrica.

TO92

TO92

TO92

regulador positivo 7815

regulador negativo 7915

Alimentación por baterías.

Una opción muy sencilla y fácil de construir, además de muy buenas características de ruido e impedancia de salida, es la alimentación a través de baterías de 9V.

fuente alimentacion

Los condensadores ayudan a mantener una buena impedancia de salida y a paliar posibles interferencias de RF. Se pueden utilizar MKT (poliéster) en su lugar, aunque tienen peores características.

Tiene el inconveniente de la duración de las baterías, que estimo en unas 30h si son del tipo alcalina. En su última fase, las baterías pueden ofrecer una tensión sensiblemente menor, quizás de hasta 6V, pero no hay problema puesto que el NE5532 acepta una alimentación tan baja como 5 voltios.

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