Un asemenea amplificator poate fi folosit cu succes la: emițătoare (compresor de dinamică), receptoare (pentru diminuarea efectului de Fading), înregistrări HI-FI, indicatoare de volum etc.
Domeniul de funcționare este cuprins între 20 Hz și 20 kHz. Timpul de răspuns este de 1-2 ms, iar întârzierea de aproximativ 0,4 s.
După cum se vede în figură, se utilizează un tranzistor cu efect de câmp, canal tip n (2N4861 sau echivalent), ce conectează la masă intrarea neînversoare a amplificatorului operațional uA741.
Când tensiunea de ieșire depășește Ube (T1), deschide tranzistorul, curentul de colector încărcând condensatorul C1. Tensiunea pe acest condensator determină rezistența tranzistorului T2. Dacă domeniul de variație a rezistenței interne este cuprins între 120 și 10 Ω, plaja de 60 dB este foarte ușor acoperită. În absența semnalului, C1 se descarcă și închide tranzistorul T2. Grupul C1-R1 determină constanta de timp a circuitului la revenire. Timpul de atac este determinat de C1 și de curentul prin tranzistorul T1.
Tensiunea de intrare se divizează între rezistența de 120 kΩ și rezistența internă a FET-ului. Astfel, semnalul aplicat poate depăși tensiunea de alimentare fără pericolul de a distruge amplificatorul operațional.
Cuplarea între amplificatorul operațional și T1 se face capacitiv, deoarece punctul static al ieșirii amplificatorului se schimbă în funcție de deschiderea tranzistorului T2.
Semnalul de ieșire are o valoare de 1,4 V vârf la vârf, în tot domeniul 25 mV – 30 V la intrare.
Explicație de funcționare
Circuitul prezentat este un amplificator cu control automat al câștigului (RAA / AGC – Automatic Gain Control) sau un compresor dinamic analogic, capabil să mențină semnalul de ieșire constant la o valoare stabilă de 1,4 V vârf la vârf, chiar dacă semnalul de la intrare variază masiv în amplitudine (între 25 mV și 30 V, adică o plajă dinamică de 60 dB).
- Divizorul controlat de la intrare: La intrarea circuitului, rezistența fixă de 120 kΩ formează un divizor de tensiune cu rezistența internă drenă-sursă (Rds) a tranzistorului JFET T2 (2N4861). JFET-ul este utilizat aici ca o rezistență variabilă controlată în tensiune.
- Bucla de feedback (Detecția pragului): Semnalul audio din intrare trece prin divizor, este amplificat de operaționalul uA741 și ajunge la ieșire. De la ieșire, prin condensatorul C2 (0,47 μF), semnalul alternativ este decuplat și aplicat pe baza tranzistorului bipolar PNP T1 (BC177).
- Compresia dinamică: Când semnalul audio de la ieșire tinde să depășească pragul de deschidere bază-emitor al lui T1 (circa 0,6 V – 0,7 V), T1 intră brusc în conducție. Curentul său de colector încarcă rapid condensatorul de stocare C1 (10 μF). Tensiunea continuă negativă acumulată pe C1 se aplică pe poarta (grila) JFET-ului T2, determinând scăderea rezistenței sale interne până la o valoare minimă de 10 Ω. Acest lucru șuntează puternic semnalul de intrare către masă, reducând automat amplificarea generală a circuitului.
- Constantele de timp: Când semnalul de la intrare scade sau dispare, T1 se blochează, iar condensatorul C1 se descarcă lent prin rezistența de 1 MΩ. Constanta de timp (timpul de revenire sau release) este de circa 0,4 secunde, asigurând o tranziție fluidă a volumului, fără efecte de pompare sacadată a sunetului.
Piese echivalente moderne
- Amplificatorul Operațional (741): Clasicul uA741 în capsulă DIP-8 funcționează perfect la tensiunea simetrică de ±5 V. Pentru performanțe audio mult superioare (zgomot de fond redus și distorsiuni armonice minime), el poate fi înlocuit direct (păstrând pinii) cu un amplificator operațional modern JFET ca TL071 sau LF351.
- Tranzistorul JFET T2 (2N4861): Tranzistoarele JFET timpurii cu canal N destinate comutației/chopper-ului sunt greu de găsit în prezent în capsule cu pini. Înlocuitori moderni excelenți care prezintă o plajă largă de variație a rezistenței canalului controlat în tensiune sunt 2N5485, BF245B sau 2N3819.
- Tranzistorul PNP T1 (BC177): Tranzistor PNP cu siliciu de mic semnal în capsulă metalică TO-18. Înlocuitorul modern standard universal în capsulă de plastic TO-92 este BC557 sau 2N3906. Pentru o detecție foarte precisă a pragului, se recomandă selecția unui tranzistor cu factor de amplificare ridicat (de exemplu, BC557C).
- Condensatoarele: Condensatorul C1 de 10 μF trebuie să fie obligatoriu de foarte bună calitate (de preferat cu tantal sau electrolitic modern cu ESR mic) pentru a asigura un curent minim de scurgere parazită. Condensatorul de cuplaj C2 de 0,47 μF poate fi înlocuit cu un condensator nepolarizat cu film poliester (MKT) pentru o fidelitate audio ideală.
