Amplificador de fone e pré-amplificador interno para guitarra

Instalar um circuito ativo dentro da guitarra pode ampliar suas possibilidades de uso. Neste projeto, a proposta é combinar um pré-amplificador para guitarra com um amplificador capaz de alimentar fones de ouvido, acrescentando blindagem e LEDs ao instrumento.

Com esse conjunto, o sinal produzido pelos captadores pode ser condicionado antes de seguir para um amplificador externo e também pode ser ouvido diretamente por meio de fones, dependendo da configuração adotada.

Neste artigo, veremos a função de cada etapa e os cuidados necessários para realizar essa adaptação.

Por que seu circuito de áudio tem ruído?
Por que seu circuito de áudio tem ruído?
Entenda as causas de ruído e interferência e aprenda eletrônica aplicada ao áudio na prática.
CONHEÇA O CURSO →

O que faz um pré-amplificador de guitarra?

O sinal produzido por um captador passivo possui baixa amplitude e características de impedância que precisam ser respeitadas.

O pré-amplificador recebe esse sinal e pode realizar funções como:

  • Aumentar sua amplitude;
  • Elevar a impedância de entrada;
  • Reduzir a impedância de saída;
  • Evitar perdas em cabos;
  • Controlar volume;
  • Alterar tonalidade;
  • Preparar o sinal para outras etapas;
  • Acionar o amplificador de fones.

O pré-amplificador não tem, necessariamente, potência para alimentar um alto-falante ou fone diretamente. Sua principal função é trabalhar com o sinal antes do estágio de potência.

Para que serve o amplificador de fones?

O amplificador de fones recebe o sinal do pré-amplificador e fornece corrente suficiente para movimentar os pequenos transdutores existentes nos fones de ouvido.

Ele permite que o músico escute o instrumento sem precisar utilizar um amplificador convencional em determinadas situações.

Isso pode ser útil para:

  • Estudo silencioso;
  • Aquecimento antes de apresentações;
  • Testes rápidos;
  • Verificação do sinal da guitarra;
  • Uso em viagens;
  • Prática em horários com restrição de volume;
  • Monitoramento individual.

A qualidade e o volume dependerão do circuito, dos captadores, dos fones e da tensão de alimentação.

Pré-amplificador e amplificador de fones são iguais?

Não. Os dois circuitos trabalham com áudio, mas exercem funções diferentes.

O pré-amplificador trabalha principalmente com tensão e condicionamento do sinal. Sua entrada deve interagir corretamente com os captadores.

O amplificador de fones precisa fornecer corrente suficiente para uma carga de impedância relativamente baixa.

Podemos representar o caminho do sinal desta forma:

Captador → pré-amplificador → amplificador de fones → fones

Também é possível criar uma saída separada:

Captador → pré-amplificador → saída da guitarra

A configuração exata depende dos controles e conectores utilizados no instrumento.

Importância da impedância de entrada

Captadores passivos de guitarra podem perder agudos quando são ligados a uma entrada de baixa impedância.

Por isso, o pré-amplificador deve apresentar uma impedância de entrada suficientemente elevada. Isso reduz o carregamento sobre o captador e ajuda a preservar seu timbre.

Uma entrada inadequada pode provocar:

  • Redução dos agudos;
  • Perda de volume;
  • Som abafado;
  • Alteração da ressonância do captador;
  • Menor dinâmica.

Transistores de efeito de campo e amplificadores operacionais podem ser utilizados para criar entradas de alta impedância.

Impedância de saída

O pré-amplificador também pode reduzir a impedância de saída do instrumento.

Uma saída de menor impedância apresenta vantagens como:

  • Menor perda em cabos longos;
  • Menor sensibilidade à capacitância do cabo;
  • Maior capacidade de alimentar outros circuitos;
  • Melhor interação com alguns pedais;
  • Menor captação de interferências em determinados casos.

Essa característica é uma das razões pelas quais alguns instrumentos utilizam eletrônica ativa.

Circuito ativo e circuito passivo

Uma guitarra passiva utiliza principalmente captadores, potenciômetros, capacitores, chaves e o conector de saída. Ela não necessita de bateria para produzir sinal.

A guitarra ativa possui um ou mais circuitos eletrônicos alimentados por bateria.

O sistema ativo pode incluir:

  • Buffer;
  • Pré-amplificador;
  • Equalizador;
  • Booster;
  • Amplificador de fones;
  • LEDs;
  • Efeitos;
  • Controle de ganho.

Quando a bateria está descarregada, o circuito ativo pode apresentar volume reduzido, distorção ou deixar de funcionar.

Uma opção de projeto é manter também uma rota passiva, permitindo utilizar a guitarra mesmo sem alimentação.

Planejamento da instalação

Antes de modificar o instrumento, faça um desenho indicando onde cada parte será instalada.

Considere:

  • Espaço disponível nas cavidades;
  • Posição da placa;
  • Compartimento da bateria;
  • Potenciômetros;
  • Chaves;
  • Conector dos fones;
  • Conector de saída;
  • LEDs;
  • Passagem dos fios;
  • Acesso para manutenção;
  • Profundidade da madeira.

Não faça furos antes de verificar o espaço interno. Uma perfuração mal posicionada pode atingir a cavidade dos captadores, atravessar o corpo ou enfraquecer uma região importante.

Escolha da alimentação

Circuitos ativos de guitarra costumam utilizar bateria devido à portabilidade e ao baixo nível de ruído.

A tensão depende do circuito adotado. Podem ser utilizadas:

  • Uma bateria de 9 V;
  • Duas baterias;
  • Pilhas;
  • Bateria recarregável com controle adequado;
  • Fonte externa em aplicações específicas.

A fonte precisa ser compatível com os componentes eletrônicos.

Aplicar uma tensão superior não garante melhor funcionamento e pode danificar o circuito.

Consumo de corrente

O consumo total inclui:

  • Pré-amplificador;
  • Amplificador de fones;
  • LEDs;
  • Outros circuitos ativos.

Os LEDs podem representar uma parte importante do consumo, principalmente quando são utilizados vários ou quando a corrente não foi limitada adequadamente.

Para aumentar a autonomia:

  • Utilize LEDs eficientes;
  • Reduza sua corrente;
  • Instale resistores adequados;
  • Desligue o circuito quando não estiver em uso;
  • Verifique o consumo em repouso;
  • Utilize uma bateria de boa qualidade.

A autonomia não deve ser estimada somente pelo pré-amplificador. Todo o conjunto precisa ser considerado.

Acionamento pelo conector da guitarra

Um conector estéreo pode ser utilizado como chave para ligar a alimentação quando o cabo é inserido.

Nesse sistema, um dos contatos fecha o circuito da bateria.

Quando o cabo é retirado, a alimentação é interrompida.

Essa solução evita a necessidade de uma chave exclusiva, mas exige atenção: deixar o cabo conectado mantém o circuito consumindo energia mesmo que o instrumento não esteja sendo utilizado.

Se houver uma saída separada para fones, também é necessário definir qual conector controlará a alimentação.

Amplificador de fones mono e fones estéreo

O sinal da guitarra é normalmente mono, enquanto muitos fones possuem dois canais.

Para que o som seja ouvido nos dois lados, o sinal precisa ser distribuído corretamente aos canais esquerdo e direito.

Não una arbitrariamente saídas de amplificadores. Uma configuração incorreta pode provocar curto entre canais ou sobrecarga.

Quando o circuito possui uma única saída mono, os dois lados do fone podem receber o mesmo sinal por meio de componentes e ligações apropriadas.

Também é necessário identificar corretamente no conector:

  • Canal esquerdo;
  • Canal direito;
  • Terra comum;
  • Contatos de chaveamento, se existirem.

Controle de volume dos fones

O amplificador de fones deve possuir um controle de volume acessível.

Ao ligar os fones:

  1. Reduza o volume ao mínimo;
  2. Conecte o instrumento;
  3. Acione o circuito;
  4. Toque levemente;
  5. Aumente o volume gradualmente.

Um circuito pequeno pode produzir um nível sonoro elevado em fones sensíveis.

Volumes excessivos podem causar desconforto e danos à audição, mesmo quando o amplificador utiliza baixa tensão.

Nível de sinal para a saída externa

O nível enviado à saída principal precisa ser compatível com pedais, interfaces e amplificadores de guitarra.

Um sinal excessivamente alto pode saturar os equipamentos seguintes. Um sinal muito baixo reduz a relação entre áudio e ruído.

O projeto pode incluir:

  • Controle de ganho;
  • Controle de volume geral;
  • Chave para ativar o pré-amplificador;
  • Modo passivo;
  • Saída independente;
  • Ajuste interno por trimpot.

O ganho deve ser ajustado para aproveitar a dinâmica do instrumento sem produzir distorção involuntária.

Distorção desejada ou indesejada

Se o circuito for projetado como pré-amplificador limpo, a distorção pode indicar:

  • Bateria descarregada;
  • Ganho excessivo;
  • Polarização incorreta;
  • Sinal de entrada muito alto;
  • Falta de margem na alimentação;
  • Amplificador de fones sobrecarregado;
  • Fones incompatíveis.

Entretanto, a saturação também pode ser utilizada intencionalmente como efeito.

É importante definir se o objetivo é preservar o som dos captadores ou criar uma nova característica sonora.

Blindagem da guitarra

Captadores e circuitos de alta impedância podem captar interferências eletromagnéticas.

A blindagem ajuda a reduzir ruídos provenientes de:

  • Rede elétrica;
  • Lâmpadas;
  • Fontes chaveadas;
  • Computadores;
  • Monitores;
  • Transformadores;
  • Controladores de LED;
  • Equipamentos próximos.

Ela pode ser feita com:

  • Fita de cobre;
  • Folha condutiva;
  • Tinta condutiva;
  • Chapas metálicas finas;
  • Materiais próprios para instrumentos.

O objetivo é formar uma superfície condutiva ao redor da eletrônica e conectá-la corretamente ao terra do circuito.

Blindagem com fita de cobre

A fita de cobre pode ser aplicada no interior das cavidades e na parte traseira do escudo.

Para funcionar corretamente:

  • As partes devem possuir continuidade elétrica;
  • As sobreposições precisam fazer contato;
  • A blindagem deve chegar ao terra em um ponto definido;
  • As bordas não devem encostar em terminais ativos;
  • A tampa também deve participar da blindagem;
  • Rebarbas precisam ser removidas.

Algumas fitas possuem adesivo condutivo; outras não. Quando o adesivo não conduz, as emendas precisam ser soldadas ou conectadas de outra maneira.

Blindagem com tinta condutiva

A tinta condutiva pode ser aplicada em cavidades onde a fita é difícil de instalar.

Normalmente são necessárias várias camadas para alcançar uma resistência suficientemente baixa.

Depois da secagem:

  • Meça a continuidade;
  • Verifique diferentes pontos;
  • Faça a conexão ao terra;
  • Confira a união com a tampa;
  • Evite que terminais ativos encostem na superfície.

Uma camada com aparência uniforme não garante necessariamente boa condutividade.

Blindagem não elimina todos os ruídos

A blindagem reduz interferências eletrostáticas, mas não resolve todas as fontes de ruído.

Ela não corrige:

  • Fonte de alimentação ruidosa;
  • Cabo defeituoso;
  • Solda fria;
  • Captador single-coil recebendo campo magnético;
  • Aterramento incorreto;
  • Ganho excessivo;
  • Circuito oscilando;
  • Bateria com mau contato.

Depois da blindagem, o sistema completo precisa ser testado.

Organização do aterramento

Todos os pontos que precisam estar no terra devem possuir continuidade, mas a montagem deve evitar caminhos desnecessários e ligações confusas.

Podem estar conectados ao terra:

  • Carcaças dos potenciômetros;
  • Blindagem das cavidades;
  • Ponte e cordas;
  • Terra do pré-amplificador;
  • Terra do amplificador de fones;
  • Terra dos conectores;
  • Negativo da bateria, conforme o chaveamento.

Antes de fechar o instrumento, utilize o multímetro para conferir a continuidade.

O aterramento das cordas ajuda a reduzir ruídos, mas a guitarra deve ser conectada somente a equipamentos seguros e corretamente aterrados.

Instalação dos LEDs

Os LEDs podem indicar:

  • Circuito ligado;
  • Modo ativo;
  • Amplificador de fones acionado;
  • Efeito selecionado;
  • Estado da bateria;
  • Função escolhida.

Cada LED precisa de um circuito limitador de corrente, normalmente um resistor em série.

O resistor pode ser calculado pela relação:

R = (Vfonte − VLED) ÷ ILED

Onde:

  • R é a resistência;
  • Vfonte é a tensão da bateria;
  • VLED é a queda de tensão do LED;
  • ILED é a corrente desejada.

Não é necessário utilizar o LED sempre em sua corrente máxima. Em um instrumento alimentado por bateria, uma corrente menor pode produzir brilho suficiente e aumentar a autonomia.

Posição dos LEDs

A posição precisa permitir boa visualização sem incomodar o músico.

Antes de perfurar:

  • Teste o brilho;
  • Observe o instrumento em ambiente escuro;
  • Confira o espaço interno;
  • Evite reflexos diretos nos olhos;
  • Verifique a distância dos controles;
  • Proteja os terminais;
  • Utilize suportes quando necessário.

LEDs muito brilhantes podem atrapalhar em ambientes pouco iluminados.

Layout interno do circuito

O circuito de entrada deve ficar afastado de fontes de interferência.

Algumas práticas úteis são:

  • Manter fios de sinal curtos;
  • Utilizar cabo blindado na entrada;
  • Afastar a saída da entrada;
  • Fixar a placa;
  • Organizar a alimentação;
  • Evitar fios soltos;
  • Instalar capacitores de desacoplamento;
  • Manter LEDs e seus fios afastados da entrada sensível;
  • Isolar a placa da blindagem.

Se a placa tocar na fita de cobre, poderá ocorrer curto-circuito. Utilize espaçadores ou material isolante.

Montagem em placa

O circuito pode ser construído em:

  • Placa perfurada;
  • Placa de circuito impresso;
  • Placa desenvolvida especificamente;
  • Módulos combinados;
  • Protoboard apenas para testes iniciais.

O protoboard é útil para experimentar, mas não deve permanecer solto dentro da guitarra.

Depois dos testes, a montagem precisa ser transferida para uma estrutura resistente às vibrações e ao movimento do instrumento.

Escolha dos potenciômetros e controles

O pré-amplificador pode utilizar controles para:

  • Volume;
  • Ganho;
  • Graves;
  • Médios;
  • Agudos;
  • Tonalidade;
  • Mistura entre sinais;
  • Volume dos fones.

O valor e o tipo dos potenciômetros precisam corresponder ao circuito.

Potenciômetros lineares e logarítmicos apresentam respostas diferentes. Para volume, um modelo logarítmico costuma acompanhar melhor a percepção auditiva, mas a escolha final depende da configuração.

Também é necessário considerar o comprimento do eixo e a espessura do local onde será instalado.

Testes antes da instalação definitiva

O circuito deve ser testado fora da guitarra antes de receber a montagem definitiva.

Verifique:

  • Tensão de alimentação;
  • Consumo de corrente;
  • Ganho;
  • Ruído;
  • Resposta dos controles;
  • Funcionamento dos dois lados dos fones;
  • Nível da saída externa;
  • Acionamento dos LEDs;
  • Chaveamento da bateria;
  • Aquecimento dos componentes.

Depois, faça uma instalação provisória no instrumento e teste novamente com a cavidade aberta.

Isso facilita correções e evita desmontagens repetidas.

Teste da blindagem

Com o multímetro na escala de continuidade, confira:

  • Diferentes áreas da fita ou tinta;
  • Tampa da cavidade;
  • Escudo;
  • Carcaças dos potenciômetros;
  • Terra do conector;
  • Ponte, quando aplicável.

Todos os pontos previstos no projeto devem apresentar continuidade.

Depois, conecte a guitarra ao amplificador e compare o ruído antes e depois de tocar as cordas ou partes aterradas.

Instalação da bateria

A bateria precisa ficar presa dentro do instrumento.

Não a deixe solta sobre a placa ou os potenciômetros. Durante o movimento, ela pode:

  • Romper fios;
  • Encostar em terminais;
  • Danificar componentes;
  • Produzir ruídos mecânicos;
  • Criar curto-circuito.

Pode ser utilizado um compartimento próprio, suporte ou material de fixação adequado.

A bateria também deve permanecer acessível para substituição.

Como aumentar a autonomia

Para reduzir o consumo:

  • Utilize amplificadores eficientes;
  • Trabalhe com o menor ganho necessário;
  • Reduza a corrente dos LEDs;
  • Desconecte o cabo depois do uso;
  • Instale uma chave geral;
  • Verifique correntes de fuga;
  • Utilize bateria apropriada;
  • Meça o consumo em repouso.

A autonomia pode ser estimada dividindo a capacidade da bateria pelo consumo médio, mas o resultado real depende das condições de funcionamento.

Ligação com pedais e amplificadores

Antes de conectar o instrumento modificado:

  • Reduza o volume;
  • Desative o amplificador de fones, quando necessário;
  • Confira qual saída será utilizada;
  • Verifique o nível do sinal;
  • Evite conectar a saída de fones a uma entrada sensível em volume elevado;
  • Confirme a polaridade e alimentação dos circuitos.

A saída para fones e a saída principal da guitarra podem apresentar níveis e impedâncias diferentes.

Erros comuns

Entre os problemas mais frequentes estão:

  • Utilizar pré-amplificador com baixa impedância de entrada;
  • Ligar o fone diretamente à saída do captador;
  • Não limitar a corrente dos LEDs;
  • Deixar a bateria solta;
  • Criar curto entre a placa e a blindagem;
  • Fazer blindagem sem ligação ao terra;
  • Utilizar fios longos na entrada;
  • Confundir os contatos do conector estéreo;
  • Deixar o cabo conectado e descarregar a bateria;
  • Aumentar demais o ganho;
  • Fechar a cavidade antes dos testes.

Uma montagem organizada facilita tanto o funcionamento quanto uma futura manutenção.

Segurança e cuidados com a audição

O circuito utiliza baixa tensão, mas pode produzir volume elevado nos fones.

Sempre inicie com o volume no mínimo e aumente lentamente.

Também observe:

  • Polaridade da bateria;
  • Isolamento da placa;
  • Ausência de fios prensados;
  • Fixação dos componentes;
  • Aquecimento;
  • Estado dos conectores;
  • Continuidade do aterramento.

Nunca conecte o instrumento a equipamentos que apresentem choque nas cordas ou no chassi. Isso pode indicar uma falha perigosa na instalação elétrica ou no amplificador.

Resultado da adaptação

A combinação de pré-amplificador e amplificador de fones dentro da guitarra cria um instrumento ativo com novas possibilidades de estudo e utilização.

A blindagem ajuda a reduzir interferências, enquanto os LEDs indicam o estado das funções instaladas. O resultado depende de um bom planejamento da alimentação, do caminho do sinal e da organização interna.

No vídeo, você acompanha a montagem do circuito, a blindagem e a instalação dos LEDs:

Aprenda mais sobre circuitos para guitarra

Se você deseja compreender melhor captadores, pré-amplificadores, amplificadores, pedais, fontes e outros circuitos utilizados com instrumentos musicais, conheça o curso de Eletrônica Aplicada ao Áudio.

Deixe um comentário

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *