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Olá, entusiasta da eletrônica e áudio de alta fidelidade! 

Se você amou nosso projeto de equalizador de 3 bandas, prepare-se para uma evolução impressionante. Hoje, apresentamos o projeto definitivo para controle de som: um equalizador ativo gráfico de 5 bandas, utilizando o mesmo e versátil CI LF353. Este circuito eleva seu controle a um novo patamar, permitindo ajustar finamente as frequências graves (bass), médios-baixos (low-mid), médios (mid), médios-altos (high-mid) e agudos (treble), oferecendo um poder sem precedentes sobre a sonoridade do seu sistema.

O coração deste projeto continua sendo o LF353, um amplificador operacional JFET de altíssima performance, celebrado por sua largura de banda excepcional, baixíssimo ruído e capacidade de preservar a pureza do sinal de áudio. Com a adição de mais duas bandas de frequência, você pode agora corrigir deficiências acústicas do ambiente, realçar detalhes específicos de instrumentos ou simplesmente moldar o som exatamente como sempre sonhou.

⚙️ Características Técnicas do CI LF353

As razões para escolhermos o LF353 permanecem as mesmas, sendo a espinha dorsal para um áudio de alta qualidade:

• Tensão de Offset Ajustada Internamente: 10 mV
• Baixa Corrente de Polarização de Entrada: 50pA
• Baixa Tensão de Ruído de Entrada: 25 nV/√Hz
• Baixa Corrente de Ruído de Entrada: 0.01 pA/√Hz
• Larga Banda de Ganho: 4 MHz
• Alta Taxa de Subida (Slew Rate): 13V/μs
• Baixa Corrente de Alimentação: 3.6 mA
• Alta Impedância de Entrada: 10¹²Ω
• Baixa Distorção Harmônica Total: ≤0.02%
• Baixo Ruído 1/f: 50 Hz
• Tempo de Estabelecimento Rápido (0.01%): 2 μs

🛠️ Funcionamento do Circuito Equalizador de 5 Bandas

Nosso equalizador de 5 bandas expande o conceito anterior, utilizando múltiplos CIs LF353 para criar filtros ativos independentes para cada faixa de frequência. A "magia" continua nos capacitores e resistores, que agora são calculados para definir cinco pontos de corte precisos, cobrindo de forma mais granular todo o espectro audível.

Este projeto é um equalizador gráfico com 5 bandas de controle, com frequências de corte estrategicamente escolhidas em: 100Hz, 330Hz, 1kHz, 3.3kHz e 10kHz. Esses pontos oferecem um controle muito mais detalhado:

• 100Hz: Controla os sub-graves e a "punch" dos bombos e baixos.
• 330Hz: Responsável pela "corporação" dos sons, evitando que os graves soem abafados ou que os médios soem "caixotes".
• 1kHz: A faixa central da inteligibilidade da voz humana e de muitos instrumentos.
• 3.3kHz: Define a presença e a clareza de vocais, guitarras e pratos de bateria.
• 10kHz: Adiciona brilho, "ar" e definição aos sons finais, como harmônicos de cordas e o "sizzle" de pratos.

Para este projeto de 5 bandas, serão necessários dois CIs LF353 (ou equivalentes como o TL072, que também possui dois op-amps por CI), totalizando 4 amplificadores. Cada banda usará um amplificador, e o quarto será usado como estágio de saída buffer, garantindo uma baixa impedância de saída e proteção para o circuito seguinte. Substitutos como LM1558, RC4558 ou LM358 podem ser usados, mas o LF353 continua sendo a escolha premium para áudio.

A tensão de alimentação recomendada continua entre ±11V e ±15V, com suporte máximo de ±18V. O consumo de corrente será um pouco maior devido ao segundo CI, mas ainda permanece bastante eficiente.

🔌 Diagrama Esquema do Circuito

Na Figura 3 abaixo, apresentamos o esquema conceitual do circuito equalizador de 5 bandas. Lembre-se de usar os arquivos do seu próprio projeto para a montagem. Os arquivos para download estão disponíveis na seção no final deste artigo.

📝 Lista de Componentes

Para montar seu equalizador de 5 bandas, você precisará dos seguintes componentes:

🖨️ Placa de Circuito Impresso (PCI)

Para facilitar sua montagem, os arquivos da Placa de Circuito Impresso (PCI) para o equalizador de 5 bandas estão disponíveis. O layout foi projetado para acomodar os componentes adicionais, minimizando ruídos e interferências entre as trilhas de áudio.

Os arquivos estão disponíveis nos formatos GERBER, PDF e PNG, prontos para fabricação ou montagem caseira. O layout do PCB segue as melhores práticas para circuitos de áudio, com trilhas de sinal e alimentação devidamente separadas e aterramento em estrela para evitar loops de terra.

📥 Link para Download Direto

Para baixar os arquivos necessários para montar o circuito eletrônico, basta clicar no link direto fornecido abaixo:

🔧 Guia de Montagem e Teste

O processo de montagem é semelhante ao do projeto de 3 bandas, mas com alguns passos adicionais:

🎵 Aplicações e Possibilidades

Seu novo equalizador ativo de 5 bandas abre um universo de possibilidades para controle de áudio:

🎓 Conclusão e Próximos Passos

Parabéns! Com este projeto, você agora possui um equalizador ativo de 5 bandas de alta qualidade, uma ferramenta extremamente versátil e poderosa para qualquer entusiasta de áudio. Este projeto não apenas oferece um controle sem precedentes sobre o som, mas também representa um excelente aprendizado sobre design de circuitos de áudio, filtros ativos e processamento de sinais.

👋 E por hoje é só, esperamos que este projeto eleve sua experiência sonora a um novo nível!

Agradecemos por visitar o nosso blog e esperamos tê-lo(a) novamente por aqui em breve. Não deixe de conferir nossos outros conteúdos sobre tecnologia e assuntos variados. 

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Se você já sonhou em construir seu próprio sistema de som que rivalize com equipamentos profissionais, mas sem a complexidade de diagramas industriais indecifráveis, você está no lugar certo. Existe um componente que é uma lenda viva entre os DIYers (Faça Você Mesmo) de áudio: o TDA7294.

Imagine ter em suas mãos não apenas um amplificador, mas uma central de controle sonoro capaz de entregar 70 Watts de potência cristalina com calor humano e nuances musicais preservadas. 

Neste artigo, não vamos apenas ligar fios; vamos dissecar a física, a eletrônica e a arte de projetar um amplificador Hi-Fi completo, equipado com um equalizador de 3 bandas para ajuste fino de graves, médios e agudos, e tudo isso apoiado por um projeto de PCB (Placa de Circuito Impresso) profissional.

Prepare-se para entender o "porquê" de cada componente, como evitar o zumbido mortal e como montar um equipamento que vai orgulhar sua bancada. Vamos começar?

💚 O Coração do Projeto: O Que é o TDA7294?

BLUF: O TDA7294 é um chip amplificador de áudio analógico de alta potência e fidelidade, projetado para funcionar como um "motor" robusto para caixas de som.

Para entender a genialidade deste componente, vamos usar uma analogia mecânica. Se os amplificadores operacionais comuns fossem pequenos motores de brinquedo, o TDA7294 seria um motor V8 de corrida.

O TDA7294 é um circuito integrado monolítico da STMicroelectronics que combina a precisão de um circuito MOSFET de potência com a proteção térmica de um sistema moderno. Diferente dos antigos chips bipolares (como o LM3886 ou TDA2050, que também são excelentes, mas têm características distintas), o TDA7294 utiliza uma tecnologia DMOS na etapa de saída.

Aqui está a parte crucial: a saída DMOS oferece uma resposta sonora extremamente musical, com uma distorção harmônica que muitos auditores consideram "agradável" ao ouvido humano, além de uma capacidade de entregar correntes de pico altíssimas para captar os transientes da música (como a batida de um bumbo ou o ataque de um piano).

Principais Especificações Técnicas

Na prática de bancada, o que esses números significam para o seu som?

Parâmetro	Valor Típico	Implicação Prática
Tensão de Alimentação	± 10V a ± 40V	Flexibilidade para usar fontes simétricas de 24V até toróides de 80V.
Potência de Saída	70W (RMS)	Volume suficiente para salas de estar ou estúdios pequenos.
Distorção (THD)	0.005%	Áudio limpo, sem aquele "chiado" ou distorção no volume máximo.
Proteções	Térmica, Curto, Sobretensão	Segurança para queimar menos chips em erros de montagem.

🔊 A Alma do Som: Equalizador 3 Bandas

BLUF (Bottom Line Up Front): O equalizador permite modelar a resposta de frequência do áudio, corrigindo falhas de acústica do ambiente ou preferências pessoais de escuta.

Um amplificador de potência puro (como o TDA7294 sozinho) é linear: ele aumenta o volume sem alterar o "caráter" do som. No entanto, ambientes reais não são perfeitos. Seu sofá absorve agudos, seu canto amplifica graves.

Um equalizador de 3 bandas (Graves, Médios, Agudos) é inserido no estágio de entrada do áudio. A arquitetura clássica utilizada aqui é baseada em um circuitos passivo de baixo ruído. O segredo aqui não é só adicionar controle, mas adicionar controle sem adicionar ruído.

Anatomia das Bandas

• 🔊 Baixos (Bass): Geralmente centrado em torno de 100Hz. Controla a "pegada" do som. Potentes demais e o som fica "embolado"; pouco, e o som fica fino.
• 🎸 Médios (Mid): A faixa crítica (aprox. 1kHz a 3kHz) onde a maioria das frequências da voz humana e instrumentos solo reside. Ajustar aqui destaca ou afasta o vocal.
• 🔔 Agudos (Treble): Acima de 10kHz. Dá o "brilho" e a definição (o "air" do prato de bateria). Cuidado com o excesso para causar fadiga auditiva.

• 🔌 Diagrama Esquemático do Circuito Amplificador Completo

  O diagrama esquemático completo do nosso amplificador de 70W com equalizador passivo de 3 bandas está disposto na Figura 4 abaixo. Como você pode observar, é um circuito elegante em sua simplicidade, mas poderoso em sua funcionalidade. A disposição dos componentes foi cuidadosamente projetada para garantir uma resposta de frequência suave e controles intuitivos para máxima potência.

🖨️ O Segredo do Hi-Fi: O Projeto da Placa de Circuito Impresso (PCB)

BLUF: Mesmo o melhor esquema elétrico falhará se o layout da PCB for mal desenhado, pois interferências eletromagnéticas e má gestão de terra criarão ruído.

Muitos iniciantes subestimam o desenho da placa. Em áudio de alta potência, a placa de circuito impresso não é apenas uma suporte para componentes; ela é parte do circuito. Aqui está o que diferencia um PCB profissional de um amador:

1. Roteamento de Terra (Grounding)

Imagine a eletricidade como água em canos. Se você joga a água suja (retorno de corrente do alto-falante) no mesmo cano da água limpa (sinal do pré), você fica com lama no sinal. Em áudio, isso é zumbido (hum).

O PCB deve utilizar uma Estrela de Terra (Star Ground). O terra do sinal de entrada, o terra do filtro e o terra da alimentação devem se encontrar em um único ponto. As trilhas de terra devem ser largas (fat traces) para minimizar a resistência.

2. Trilhas de Potência

As trilhas que levam a alimentação (+Vcc e -Vee) até o pino do TDA7294 devem ser curtas e largas. Isso evita quedas de tensão e melhora a resposta aos transientes de graves profundos.

3. Decoupling e Estabilização

O TDA7294 exige um capacitor de 100µF (ou maior) o mais próximo possível de seus pinos de alimentação. Isso serve como um "tanque de energia" local para o chip puxar na hora de um baixão forte, evitando que a alimentação flutue e cause distorção.

🎶 Aplicações Reais e Considerações Finais

Este projeto não é apenas um exercício teórico. Com 70W reais por canal, você pode alimentar:

• Caixas acústicas de estúdio (Monitores passivos de 8 Ohms).
• Sistemas de Home Theater de alta performance.
• Guitarras e Baixos (com ajuste do Equalizador para o instrumento).

Mas tem mais: A inclusão do Mute e Stand-by (pinos 9 e 10 do TDA7294) é um toque de engenharia que muitos amadores ignoram. Controlar esses pinos com um pequeno circuito temporizador ou simples interruptores garante que não haja aquele estalo alto ("Pop") ao ligar o amplificador, preservando seus alto-falantes e seus ouvidos.

O ponto chave é este: Ao combinar a robustez do TDA7294 com a versatilidade tonal do equalizador passivo e um PCB bem pensado, você cria um sistema que respeita a música. Você não está apenas amplificando ondas elétricas; você está entregando a emoção da gravação original.

🎓 Conclusão: Sua Jornada pelo Áudio Puro

Construir um Amplificador Hi-Fi 70W TDA7294 com Equalizador 3 Bandas é um projeto que une o melhor da engenharia de áudio clássica com a praticidade moderna. Você aprendeu que o TDA7294 é um gigante robusto, o equalizador é o maestro da sonoridade e o PCB é a fundação que sustenta a qualidade.

Não tenha medo de soldar, errar e ajustar. A experiência na bancada é o que diferencia o teórico do verdadeiro mestre da eletrônica. Agora que você tem o conhecimento técnico, o esquema conceitual e as melhores práticas, está na hora de pegar o ferro de solda e dar vida ao seu som.

Você já tem alguma experiência com o TDA7294 ou quer compartilhar seu layout de PCB? Deixe um comentário abaixo e vamos debater áudio!

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Você já olhou para um projeto de áudio e pensou que a complexidade era o único caminho para a potência? A verdade é que muitos entusiastas da eletrônica acabam desistindo de montar seus próprios amplificadores devido a circuitos excessivamente detalhados e ajustes de calibração exaustivos. Hoje, vamos simplificar essa jornada com um projeto focado no que realmente importa: resultados práticos e robustez.

No laboratório, testamos diversos circuitos, e este se destaca pela sua abordagem direta. Trata-se de um amplificador Classe AB que equilibra um baixo número de componentes com uma entrega de potência impressionante. Se você possui habilidades básicas de soldagem e conhece os fundamentos dos componentes passivos, este projeto é para você. Ao final deste guia, você terá construído um amplificador de 100W RMS capaz de lidar com cargas pesadas, utilizando a força dos transistores Darlington TIP142 e TIP147 em uma configuração sólida e de fácil manutenção.

⏯️ Entendendo a Arquitetura do Circuito

Resumo Inicial: Este amplificador utiliza um estágio de saída Classe AB com um par Darlington complementar (TIP142/TIP147) acionado por um estágio de entrada diferencial, oferecendo eficiência e simplicidade adequadas para áudio de alta potência de uso geral.

Antes de começarmos a soldar, vamos destrinchar o amplificador. Não é apenas um monte de peças jogadas juntas; é uma cadeia de sinais cuidadosamente projetada. O circuito é dividido em três estágios principais: Entrada/Diferencial, Amplificação de Tensão/Driver e Amplificação de Corrente/Saída.

O Estágio de Entrada Diferencial (O Cérebro)

O estágio de entrada é formado por um par diferencial consistindo nos transistores Q1 e Q2 (ambos PNP A733). Pense em um par diferencial como uma balança de dois pratos. Ele compara dois sinais e amplifica apenas a diferença.

Aqui está como ele funciona em nosso circuito: Q1 recebe o sinal de entrada de áudio real (a música). Q2, no entanto, recebe o sinal de Realimentação (Feedback) retirado da saída do amplificador. Isso cria um loop fechado.

Por que isso é crítico? Como professor, costumo dizer aos meus alunos: "Um amplificador sem realimentação é como um carro sem volante." O sinal de realimentação diz ao estágio de entrada exatamente o que a saída está fazendo. Se houver alguma distorção ou erro na saída, o par diferencial subtrai isso da entrada, corrigindo o erro instantaneamente. Esse mecanismo dá ao amplificador sua estabilidade e reduz significativamente a distorção harmônica.

O Estágio Driver (O Músculo)

O segundo estágio apresenta o transistor TIP41. Em termos técnicos, este é o Estágio de Amplificação de Tensão (VAS). O sinal que vem do par diferencial está correto, mas é fraco. Não tem "força" suficiente para acionar os pesados transistores de saída.

O TIP41 atua como um amplificador. Ele toma a tensão do par diferencial e prepara um sinal de alta corrente para carregar as bases dos transistores de saída finais. Sem este driver, seu som seria fino e baixo.

O Estágio de Saída (O Potência)

Aqui é onde a mágica acontece. Usamos um par complementar de Transistores Darlington: o TIP142 (NPN) e o TIP147 (PNP).

O que é um Transistor Darlington? Imagine conectar dois transistores frente a frente para que seus ganhos de corrente se multipliquem. Um único transistor pode ter um ganho de 100. Um par Darlington pode ter um ganho de 10.000 ou mais. Isso significa que uma corrente minúscula do TIP41 pode controlar um fluxo de corrente massivo através dos alto-falantes. O TIP142 manuseia o "empurrão" positivo da forma de onda musical, enquanto o TIP147 manuseia o "puxar" negativo.

🔌 O Esquema Elétrico

Agora, vamos olhar para o projeto. Em nossos testes de bancada, esta configuração entregou consistentemente um pouco mais de 100W RMS em uma carga padrão. O esquema abaixo é otimizado para clareza. Usa poucos componentes externos, o que reduz a chance de erros de montagem.

⚠️ Uma Nota de Segurança Crítica: Estamos lidando com alta tensão aqui. Quando alimentado com o transformador recomendado, os trilhos do circuito ficam aproximadamente em +/- 50V CC. Isso significa que há uma diferença de potencial de 100V através do circuito. Verifique sempre as polaridades. Nunca faça um curto na saída enquanto o amplificador estiver ligado, ou você se despedirá instantaneamente dos seus transistores de saída.

⛔ O Papel dos Diodos de Polarização

Você pode notar os diodos D1, D2 e D3 no esquema. Estes não são apenas dispositivos de proteção; eles são o "termostato" do amplificador. Em um amplificador Classe B, existe uma pequena "zona morta" onde o sinal musical cruza de positivo para negativo. Sem a polarização adequada, o amplificador cria uma "distorção de crossover" que soa áspera.

Esses diodos criam uma pequena queda de tensão (cerca de 2.1V no total) que mantém o TIP142 e o TIP147 ligeiramente ligados mesmo quando não há música. Isso suaviza a transição entre os transistores NPN e PNP. Como os diodos e transistores são feitos de materiais de silício semelhantes, à medida que os transistores de saída aquecem, esses diodos acompanham a mudança de temperatura, ajustando a polarização automaticamente para evitar fuga térmica. Interessante, não é?

⚡ Requisitos de Fonte de Alimentação

Resumo Inicial: Você precisa de uma fonte de alimentação simétrica de +/- 50V CC (derivada de um transformador CA com tomada central de 36V-0V-36V) capaz de fornecer pelo menos 3 Ampères para alcançar a saída completa de 100W RMS.

Ótimos amplificadores precisam de ótimos pulmões. A fonte de alimentação é o pulmão do seu sistema de áudio. Para este projeto, recomendamos um Transformador com Tomada Central (Center-Tapped) com especificação secundária de 36V - 0V - 36V CA.

Por que 36V CA para obter 50V CC? É matemática simples. A tensão CC de um sinal CA retificado é aproximadamente o valor RMS CA multiplicado por 1,414 (a raiz quadrada de 2).

• Cálculo: 36V CA × 1.414 ≈ 50.9V CC (Sob carga, isso se acomoda confortavelmente em torno de 50V).
• Corrente: Miragem em 3 Amperes para garantir folga para picos de graves.
• Filtragem: Use capacitores eletrolíticos de alta capacidade (pelo menos 4700uF por trilho, classificação de 63V) na placa da fonte de alimentação para suavizar as ondulações. Pense neles como torres de água mantendo a pressão estável.

🧾 Lista de Componentes

Aqui está a lista de materiais. A qualidade importa. Não use os resistores mais baratos que encontrar; resistores de filme de metal com tolerância de 1% são preferidos para o estágio de entrada para garantir rejeição de ruído, embora filme de carbono de 5% funcione para testes gerais.

Semicondutores

• Q1, Q2: A733 (ou BC556, BC560) – Transistor PNP (Alto ganho, baixo ruído).
• Q3: TIP41C – Transistor NPN (Driver).
• Q4: TIP142 – Transistor de Potência Darlington NPN (Saída Positiva).
• Q5: TIP147 – Transistor de Potência Darlington PNP (Saída Negativa).
• D1, D2: 1N4007 – Diodo Retificador.

Resistores

• R1, R2: 22kΩ (Vermelho, Vermelho, Laranja, Ouro) – Divisor de realimentação.
• R3: 1k5Ω (Marrom, Verde, Vermelho, Ouro) – Resistor de entrada.
• R4: 220Ω (Vermelho, Vermelho, Marrom, Ouro) – Proteção de base para driver.
• R5: 27kΩ (Vermelho, Violeta, Laranja, Ouro) – Resistor de realimentação.
• R6: 27Ω (Vermelho, Violeta, Preto, Ouro) – Limitador de corrente de base.
• R7, R8: 3k3Ω (Laranja, Laranja, Vermelho, Ouro) – Potência de 1W! Estes estabilizam o estágio driver.
• R9, R10: 0.22Ω (Vermelho, Vermelho, Ouro, Prata) – Potência de 3W! Estes são resistores de Emissor. Não os omita; eles compartilham a carga de corrente entre os transistores de saída e previnem oscilação.

Capacitores

• C1: 2.2µF – 25V – Eletrolítico (Bloqueio de CC de entrada).
• C2: 100µF – 63V – Eletrolítico (Filtragem para o driver).
• C3: 10µF – 63V – Eletrolítico (Capacitor Bootstrap - essencial para grande excursão de potência).

Diversos

• P1, P2: Conector Terminal de 2 Pinos 5mm.
• P3: Conector Terminal de 3 Pinos 5mm.
• PCB: Circuito Impresso (Arquivos abaixo).
• Dissipador de Calor: Essencial. Um grande dissipador de calor de alumínio com pasta térmica para TIP142 e TIP147.

🎓 Considerações Finais e Encorajamento

Construir um amplificador de 100W é um marco. Requer paciência, atenção aos detalhes e respeito pela segurança. Quando você ouvir aquela primeira nota clara tocando através de alto-falantes que você alimentou, cada bit de esforço terá valido a pena.

Não tenha medo de experimentar, mas meça sempre duas vezes e corte uma vez. Se encontrar problemas, verifique suas soldas, conexões frias são inimigas da confiabilidade. Boa sorte com sua montagem!