Control de tonos I (tipo paralelo)

A continuación se muestra el proyecto control de tonos I (tipo paralelo). El circuito es el siguiente:

Con RpotA se controla la magnitud de las frecuencias bajas y con RpotB se controla la magnitud de las frecuencias altas La función de transferencia aproximada para frecuencias bajas es la siguiente:

Donde alfa α es un parámetro que indica la variación del potenciómetro RpotA. El signo menos indica que la señal de salida se invierte respecto a la señal de entrada. Y la función de transferencia aproximada para frecuencias altas es la siguiente:

Donde beta β es un parámetro que indica la variación del potenciómetro RpotB. Las ecuaciones de diseño son las siguientes:

Tenga en cuenta

- Los valores de RpotA y RpotB son libres, escoja los más adecuados. Ambos potenciómetros son lineales.

- Las frecuencias de ±3db son frecuencias en que se nota audiblemente un aumento o disminución de las frecuencias bajas o altas y se toman como referencia en el diseño del control de tonos. A20Hz y A20kHz son las ganancias del control de tonos en 20Hz y 20kHz que son las los límites del espectro audible para un ser humano. Las ganancias AmaxL y AmaxH son las ganancias cuando la frecuencia es cero y cuando la frecuencia tiende a infinito.

- Un circuito control de tonos es un ecualizador básico que sirve para aumentar o disminuir la magnitud de frecuencias bajas y/o altas (no medias) en audio con el fin de mejorar el sonido en un determinado ambiente. Cuando ambos potenciómetros están ubicados en su valor medio el control de tonos no genera ningún efecto sobre la señal de entrada, es decir que la señal de salida es la misma señal de entrada.
- A este circuito también se le conoce con el nombre de "control de tonos baxandall modificado" debido al ingeniero electronico y de audio Peter Baxandall quien lo creo en el año 1952, y es modificado ya que el diseño original de Bandaxall contaba con 3 capacitores mientras que este solamente tiene 2 capacitores.

- Para entender mejor se realizaran dos ejemplos.

Ejemplo 1. Diseñe un control de tonos con frecuencia f±3dbL de 160Hz y f±3dbH de 2.5kHz, ganancias A20Hz y A20kHz de ±14db.

Solución. Hallamos el valor de las ganancias en 20Hz y 20kHz:

Hallamos el valor de AmaxL:

Hallamos el valor de AmaxH:

Se escoge RpotA de un valor de 20kΩ (se puede elegir del valor que se desee). Hallamos el valor de R1:

Se escoge RpotB de un valor de 20kΩ (se puede escoger del valor que se desee). Hallamos el valor de R2:

Hallamos el valor de R3:

Hallamos el valor de C1:

Y finalmente hallamos el valor de C2:

El circuito es el siguiente:

Las simulaciones para diferentes valores de alfa y beta para frecuencias entre 2Hz y 200kHz y frecuencias entre 20Hz y 20kHz (espectro audible) son las siguientes:

En la simulación 1 alfa varia de 0.0 a 1.0 mientras beta se mantiene en un valor de 0.5, en la simulación 2 alfa se mantiene constante en un valor de 0.5 y beta varía desde 0.0 hasta 1.0, en la simulación 3 alfa y beta varían proporcionalmente desde 0.0 hasta 1.0 y en la simulación 4 alfa varía desde 0.0 hasta 1.0 y beta varía desde 1.0 hasta 0.0. En las simulaciones se puede observar que las ganancia en 20Hz y 20kHz es de ±14db tal como se pedía, así mismo que las frecuencias de ±3db son muy cercanas a 160Hz y 2.5kHz que también era lo que se pedía.

Ejemplo 2. Diseñe un control de tonos con frecuencias f±3dbL de 250Hz y f±3dbH de 4kHz y ganancias A20Hz y A20kHz de ±12db.

Solución. Hallamos el valor de la ganancia A20Hz y A20kHz:

Hallamos el valor de AmaxL:

Hallamos el valor de AmaxH:

Se escoge RpotA de un valor de 20kΩ. Hallamos el valor de R1:

Se escoge RpotB de un valor de 20kΩ.Hallamos el valor de R2:

Hallamos el valor de R3:

Hallamos el valor de C1:

Y finalmente hallamos el valor de C2:

El circuito es el siguiente:

Las simulaciones para diferentes valores de alfa y beta para frecuencias entre 2Hz y 200kHz y frecuencias entre 20Hz y 20kHz (espectro audible) son las siguientes:

En la simulación 1 alfa varia de 0.0 a 1.0 mientras beta se mantiene en un valor de 0.5, en la simulación 2 alfa se mantiene constante en un valor de 0.5 y beta varía desde 0.0 hasta 1.0, en la simulación 3 alfa y beta varían proporcionalmente desde 0.0 hasta 1.0 y en la simulación 4 alfa varía desde 0.0 hasta 1.0 y beta varía desde 1.0 hasta 0.0. En todas las simulaciones se puede observar que las ganancia en 20Hz y 20kHz es de ±12db así mismo que las frecuencias de ±3db son muy cercanas a 250Hz y 4kHz.