Parecía haber encontrado un circuito razonable en Internet. Oí que había por ahí en alguna parte.
Las ecuaciones que usted cita son demasiado estrictas. En lugar de solo decirle los valores, es mejor explicar lo que hace cada parte.
R1 y R2 son un divisor de voltaje para hacer la mitad del voltaje de alimentación. Esta será la polarización de DC en la que operará el opamp. El paso bajo C2 filtra la salida de ese divisor de voltaje. Esto es para evitar fallos, interrupciones en la fuente de alimentación y otros ruidos en la fuente de 5 V para que no terminen en su señal. R3 es necesario solo porque C2 está ahí. Si R3 no estuviera allí, C2 también aplastaría su señal de entrada, no solo el ruido en la fuente de alimentación. En última instancia, el extremo derecho de R3 está destinado a entregar una señal de alimentación 1/2 limpia con alta impedancia. La alta impedancia es para que no interfiera con la señal deseada que llega a través de C1.
C1 es una tapa de bloqueo de CC. Desacopla el nivel de DC en IN del nivel de DC en el que está sesgado el opamp.
R4 y R5 forman un divisor de voltaje desde la salida hasta la entrada negativa. Esta es la ruta de retroalimentación negativa, y la ganancia general del circuito es la inversa de la ganancia del divisor de voltaje. Desea una ganancia de 10, por lo que el divisor R4-R5 debería tener una ganancia de 1/10. C3 bloquea DC para que el divisor solo funcione en su señal de CA, no en el punto de polarización de CC. El divisor pasará todos los DC, por lo que la ganancia de DC desde la entrada + del opamp hasta su salida será 1.
C4 es otro límite de bloqueo de CC, esta vez desacoplando el nivel de polarización de CC opamp de la salida. Con las dos tapas de bloqueo de CC (C1, C4), el amplificador general funciona en CA y cualquier polarización de CC que pueda haber en IN y OUT es irrelevante (dentro del rango de voltaje de C1 y C4).
Ahora para algunos valores. El MCP6022 es una entrada de entrada CMOS, por lo que tiene una impedancia de entrada muy alta. Incluso una MΩ es pequeña en comparación con su impedancia de entrada. La otra cosa a considerar es el rango de frecuencias en el que quiere que funcione este amplificador. Usted dijo que la señal es de audio, por lo que supondremos que cualquier señal por debajo de 20 Hz o superior a 20 kHz es señal que no le importa. De hecho, es una buena idea aplastar frecuencias no deseadas.
R1 y R2 solo tienen que ser iguales para hacer la mitad de la tensión de alimentación. No menciona ningún requisito especial, como el funcionamiento de la batería, donde minimizar la corriente es de gran importancia. Dado eso, haría R1 y R2 10 kΩ cada uno, aunque aquí hay un gran margen de maniobra. Si esto funcionara con pilas, probablemente los haría de 100 kΩ cada uno y no me sentiría mal por ello. Con R1 y R2 10 kΩ, la impedancia de salida del divisor es de 5 kΩ. Realmente no desea ninguna señal relevante en la salida de ese divisor, así que comencemos viendo qué capacitancia se necesita para filtrar hasta 20 Hz. 1.6 µF. El valor común de 2 µF estaría bien. Superior también funciona, excepto que si subes demasiado, el tiempo de inicio se vuelve significativo a escala humana. Por ejemplo, 10 µF trabajaría para filtrar el ruido muy bien. Tiene una constante de tiempo de 500 ms con la impedancia de 5 kΩ, por lo que tardaría unos segundos en estabilizarse después de encenderla.
R3 debe ser más grande que la salida de R1-R2, que es de 5 kΩ. Elegiría unos 100 kΩ al menos. La impedancia de entrada del opamp es alta, así que vamos a usar 1 MΩ.
C1 con R3 forman un filtro de paso alto que debe pasar al menos 20 Hz. La impedancia observada mirando hacia el extremo derecho de R3 es un poco más de 1 MΩ. 20 Hz con 1 MΩ requiere 8 nF, entonces 10 nF es. Este es un lugar en el que no desea utilizar una tapa de cerámica, por lo que los valores más bajos son muy útiles. Una gorra de mylar, por ejemplo, sería buena aquí y 10 nF está dentro del rango disponible.
Nuevamente, la impedancia general del divisor R4-R5 no importa mucho, por lo que establecemos arbitrariamente R4 a 100 kΩ y calculamos los otros valores a partir de ahí. R5 debe ser R4 / 9 para una ganancia total del amplificador de 10, por lo que 11 kΩ funcionan. C3 y R5 forman un filtro que tiene que rodar a 20 Hz o menos. C3 debe ser de 720 nF o más, por lo que 1 µF.
Tenga en cuenta un problema con esta topología. En cuanto a la frecuencia, C3 actúa con R5, pero el nivel de CC al que C3 finalmente se estabilizará se filtra mediante R4 + R5 y C3. Eso es un filtro a 1,4 Hz, lo que significa que este circuito tardará unos segundos en estabilizarse después de que se aplique la alimentación.
C4 forma un filtro de paso alto con cualquier impedancia que se conectará a OUT. Como es posible que no lo sepas, debes hacerlo razonablemente grande. Vamos a elegir 10 µF ya que está disponible. Eso sale a 20 Hz con 8 kΩ. Por lo tanto, este amplificador funcionará como se especifica, siempre que OUT no se cargue con más de 8 kΩ.
