Este pré-amplificador de microfone pega o fiapo de sinal de uma cápsula de eletreto — alguns milivolts — e entrega quase um quarto de volt, prontinho para a placa de som do PC, um gravador ou um amplificador de potência. Serve para microfone de mesa, interfone, escuta de bancada e gravação caseira. É de nível intermediário: 15 componentes, nenhum ajuste crítico, mas a polarização em alimentação simples tem duas armadilhas que a gente mostra com número.
O coração é o TL071, o amplificador operacional de entrada FET que a Texas Instruments lançou em 1978 e ainda fabrica. A ligação é a figura 8-1 do datasheet da própria TI — o amplificador inversor — adaptada para uma fonte só, e a polarização da cápsula vem da nota de aplicação da TI para microfones de eletreto.
O que você vai precisar
| Ref. | Componente | Valor | Especificação | Qtd. |
|---|---|---|---|---|
| U1 | Amplificador operacional | TL071 | DIP-8 (encapsulamento P). Serve TL071CP, TL071ACP, TL081 | 1 |
| MK1 | Cápsula de eletreto | 2 terminais | Ø 9,7 mm, tipo CMA-4544PF-W ou equivalente | 1 |
| R1 | Resistor | 18 kΩ | 1/4 W, 5% | 1 |
| R2 | Resistor | 10 kΩ | 1/4 W, 5% | 1 |
| R3 | Resistor | 470 kΩ | 1/4 W, 5% | 1 |
| R4, R5 | Resistor | 100 kΩ | 1/4 W, 5% (de preferência do mesmo lote) | 2 |
| R6 | Resistor | 1 kΩ | 1/4 W, 5% | 1 |
| RV1 | Trimpot de nível | 10 kΩ | Multivoltas vertical, tipo 3296W | 1 |
| C1 | Capacitor de poliéster | 1 µF | 63 V, não eletrolítico (ver “Onde costuma dar errado”) | 1 |
| C2 | Capacitor cerâmico | 10 pF | 50 V | 1 |
| C3, C4 | Capacitor eletrolítico | 10 µF | 16 V | 2 |
| C5 | Capacitor cerâmico | 100 nF | 50 V | 1 |
| C6 | Capacitor eletrolítico | 100 µF | 25 V | 1 |
| J1, J2, J3 | Borne de parafuso | 2 vias | Passo 5,08 mm | 3 |
| — | Soquete DIP-8 | — | Opcional, mas recomendado | 1 |
Alimentação: 12 V contínuos, de 1,9 mA. Pode ser uma fonte de bancada, um adaptador de parede bom ou oito pilhas — e mais adiante você vai entender por que não escolhemos 9 V.
Como funciona o pré-amplificador de microfone
Estágio 1 — alimentar a cápsula. A cápsula de eletreto não é passiva: dentro dela há um transistor FET que precisa de corrente, e quem fornece é R1. A nota da TI dá a conta pronta: R = (Valim − Vmic) / Imic. A folha de dados de uma cápsula comum (Same Sky/CUI CMA-4544PF-W) especifica 3 V de operação e 0,5 mA no máximo. Com 12 V:
R = (12 − 3) / 0,5 mA = 18 kΩ
Com R6 (1 kΩ) em série o total vira 19 kΩ e a corrente fica em 0,47 mA, dentro do máximo. R6 e C6 formam um filtro RC que segura a sujeira da fonte antes dela chegar ao microfone — mais abaixo você vê o quanto isso importa.
Estágio 2 — a meia-fonte. Com uma fonte só, o amplificador precisa de um “zero” artificial. R4 e R5, iguais, criam 6,0 V; C3 aterra esse ponto para o áudio e impede que o ruído do divisor saia amplificado. A entrada não inversora (pino 3) fica presa nesses 6,0 V e a saída se acomoda ali também.
Estágio 3 — o ganho. Daqui para a frente é o amplificador inversor do datasheet, equação 3:
A = − R3 / R2 = − 470 kΩ / 10 kΩ = − 47 (33,4 dB)
C1 bloqueia a tensão contínua da cápsula e deixa passar só o som; junto com R2 ele define o corte grave em f = 1/(2π · R2 · C1) = 15,9 Hz. C2, em paralelo com R3, corta o que está acima do áudio e segura rádio interferência: 1/(2π · R3 · C2) = 33,9 kHz. C4 tira os 6 V da saída e RV1 ajusta o nível para o aparelho seguinte. C5 é o capacitor de desacoplamento que o próprio datasheet manda colar nos pinos de alimentação.
Esse detalhe quase nunca aparece nas revistas: os 47× valem para um gerador de baixa impedância. A cápsula real tem 2,2 kΩ de saída, que se somam aos 10 kΩ de R2, e o ganho cai para 35× (30,9 dB). Não é defeito, é física: se você medir 35 e esperava 47, o circuito está certo.
A placa de circuito impresso
Para quem quer sair da protoboard: a placa abaixo foi desenhada no KiCad a partir do mesmo esquema, com os encapsulamentos reais da lista, em face única (68 × 48 mm), trilhas de 0,8 mm e folga de 0,4 mm — medidas que aguentam a transferência térmica em casa. As ligações foram conferidas pino a pino contra o esquema e o roteamento fechou as dez ligações com 99 trilhas, nenhuma via, nenhum jumper e nenhuma pendência. O sinal entra pela esquerda, o CI fica no centro e a saída sai pela direita.
Arquivos da placa:
- PDF do cobre em escala 1:1 — imprima a 100% (sem “ajustar à página”) em papel para transferência térmica ou fotolito.
- Gerber + furação (ZIP) — para mandar fabricar em qualquer fábrica de placas; é só enviar o arquivo.
- Projeto KiCad — para quem quiser mudar o tamanho, trocar um componente ou refazer o roteamento.
Montagem
Monte nesta ordem: o soquete do CI (vazio), os resistores, os cerâmicos, os eletrolíticos, o trimpot e por último os bornes. O TL071 entra só depois de a alimentação ter sido conferida.
Três cuidados: polaridade — C3, C4 e C6 são eletrolíticos; na serigrafia da nossa placa o furo quadrado é o positivo. Calor — a cápsula não gosta de ferro quente encostado: solde os fios dela rápido ou use borne. Curto — antes de plugar o CI, ligue os 12 V e meça o pino 7 do soquete (12 V) e o pino 4 (0 V). Se estiverem trocados, você acabou de salvar um integrado.
Tensões esperadas
Em repouso, sem som, multímetro em 20 V contínuos e ponta preta no terra:
| Ponto de medida | Valor esperado | O que significa |
|---|---|---|
| J1 — entrada de alimentação | 12,00 V | A fonte |
| Positivo de C6 (depois de R6) | 11,53 V | A queda de 0,47 V em R6 é a corrente do microfone |
| J2 — terminal positivo do microfone | ≈ 3,0 V | A cápsula regula sozinha; qualquer valor entre 2 e 6 V está bom |
| Pino 3 do U1 (entrada +) | 6,00 V | A meia-fonte de R4/R5 |
| Pino 2 do U1 (entrada −) | 6,00 V | O amplificador iguala as duas entradas |
| Pino 6 do U1 (saída) | 6,00 V | Saída centrada, com folga igual para os dois lados |
| Pino 7 / pino 4 | 12,00 V / 0 V | Alimentação do CI |
| Saída em J3 | 0 V | C4 bloqueia a contínua; se houver tensão aí, C4 está com fuga |
Valores medidos em simulação; na bancada aceite ±10%. A diferença entre os pinos 2 e 3 deve ser praticamente zero — passou de 100 mV, o amplificador está saturado, e a causa costuma ser R3 aberto ou mal soldado.
Com uma conversa normal a 10 cm (94 dB SPL, 1 pascal), a simulação entregou 624 mV de pico a pico na saída — 221 mV eficazes. Só começa a ceifar em 8,4 V de pico a pico, o que exige alguém gritando dentro do microfone (acima de 116 dB SPL). O chiado de fundo ficou em 135 µV eficazes: 87 dB entre o ruído e o sinal máximo.
Onde costuma dar errado
- C1 eletrolítico montado ao contrário. O lado do microfone fica em 3 V e o lado de R2 em 6 V: o positivo do capacitor é o lado do amplificador, não o do microfone — o contrário do que a intuição manda. E se a sua cápsula ficar acima de 6 V, a polaridade se inverte de novo. Por isso a lista pede poliéster em C1: sem polaridade, o problema deixa de existir.
- Zumbido de 120 Hz. Sem o filtro R6/C6, a ondulação da fonte entra por R1 e sai amplificada 3,5 vezes — foi o que a simulação mostrou. Com R6 e C6 no lugar ela sai 44 dB abaixo: melhora de 55 dB, quase 600 vezes. Havendo zumbido, desconfie de C6 solto antes de tudo.
- Alimentar com 9 V. O datasheet do TL071 exige que a entrada fique pelo menos 4 V acima do terminal negativo. Com 12 V, a meia-fonte de 6 V deixa 2 V de margem; com uma bateria de 9 V, a meia-fonte cai para 4,5 V e sobra meio volt — funciona hoje e falha quando a bateria descarrega um pouco. É por isso que este projeto é de 12 V.
- Oscilação ou apito agudo. Quase sempre é C5 longe do CI ou C2 esquecido. O nó da entrada inversora tem 470 kΩ e é o ponto mais sensível: fio comprido ali vira antena. Mantenha curta a trilha entre R2, R3 e o pino 2.
- Aquecimento. Não deve haver nenhum. O TL071 consome 1,4 mA típicos e o circuito inteiro cerca de 1,9 mA. Se o CI esquentar, ou ele está invertido no soquete, ou a saída está em curto com o terra.
Variações
- Mais ou menos ganho: troque R3. Com 220 kΩ o ganho cai para 22× (26,8 dB), bom para microfone perto da boca; com 1 MΩ sobe para 100× (40 dB), para som ambiente — mas o chiado sobe junto e a folga até ceifar cai pela metade.
- Resposta mais aberta: C2 de 4,7 pF em vez de 10 pF leva o corte agudo de 22,9 kHz para 36,0 kHz e a queda em 20 kHz de 2,4 dB para 1,2 dB. Vale para música; para voz e interfone, mantenha 10 pF, que é mais imune a rádio interferência.
- Dois canais: o TL072 traz dois amplificadores no mesmo DIP-8, ideal para estéreo — mas os pinos mudam de lugar, então confira o datasheet antes de trocar um pelo outro no soquete.
Uma observação de honestidade: este circuito foi conferido em simulação, não montado na nossa bancada. Usamos o macromodelo oficial da Texas Instruments para o TL071 e, antes de simular, testamos o modelo contra o próprio datasheet: ganho em malha aberta de 223 V/mV contra 200 V/mV típicos da folha (11% de diferença) e ganho unitário em 2,97 MHz contra 3 MHz. Um número do modelo não bate — a corrente de repouso, que ele calcula em 14 mA quando o datasheet especifica 1,4 mA; para esse valor vale a folha de dados, e é por isso que a tabela acima não traz corrente simulada. Se você montar, mande a foto para a Saber — a gente publica.
Veja também
Quer ir além de montar e começar a consertar? O Mapa da Placa é onde a gente ensina a ler uma placa inteira — não só um circuito por vez.
Fonte técnica: Texas Instruments, TL07xx Low-Noise, FET-Input Operational Amplifiers, documento SLOS080W (setembro de 1978, revisado em julho de 2025), figura 8-1 e equação 3 na página 30, condições de operação recomendadas na página 11 e características elétricas nas páginas 15 e 16; e Texas Instruments, TIA Microphone Amplifier Circuit, documento SBOA291A (dezembro de 2018, revisado em setembro de 2024), passo 6 do procedimento de projeto. Cápsula: Same Sky (CUI Devices), CMA-4544PF-W, folha de dados de 11 de setembro de 2024. Simulação própria em ngspice com o macromodelo oficial da Texas Instruments SLOJ066. Última verificação: 24 de setembro de 2026.
