in for me 2

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PREAMPLIFICADOR/MEZCLADORMONOFÓNICO DE 5 CANALES

INTEGRANTES:Benjamín Castillo M.

Oscar Gómez H.Daniel Meneses A.

David Ortega T.

Rubén Vera O.

MODULO: Diseño de Sistemas Electrónicos Digitales

Docente a Cargo: Ricardo Gutiérrez Z.

27 de Diciembre de 2011



2

RESUMEN

El presente escrito muestra el trabajo de diseño realizado durante el

curso, para conseguir la elaboración final de una mesa

mezcladora.

La labor fue desarrollada de manera grupal, entregando a cada

integrante del grupo un bloque a desarrollar en profundidad,

mientras que todos participaban de manera general en cada uno

de estos. Se recopila información de una amplia gamma de

circuitos, escogiendo los considerados óptimos para la función

deseada. Además se muestran los cálculos y resultados para cadabloque.

ABSTRACT

This paper shows the design done during the course, to get the final

development of a table mixer.

The work was developed as a group, giving each group member ablock to develop in depth, while in general all participated in each

of these. Information is collected from a wide gamma circuit,

choosing that optimal for the desired function. It also shows

calculations and results for each block.



3

Tabla de Contenidos.

Contenido Página

Introducción 4Entradas 5

Preamplificador 9

Control de tono 12

Mezclador de audio 24

Ecualizador grafico 5 bandas 31

Etapa de potencia 39

Conclusiones 58

Referencias 59Anexo 60



4

INTRODUCCIÓN

Las mesas mezcladoras de sonido son un dispositivo electrónico al cual se

conectan diversos elementos emisores de audio y una vez que las señales

ingresan en la mesa pueden ser procesadas y tratadas de diversos modos para

dar como salida una mezcla de audio, mono, multicanal o estéreo. El procesado

habitual de las mesas de mezclas incluye la variación del nivel sonoro de cada

entrada, ecualización, efectos de envío, efectos de inserción, panorámica (para

los canales mono) y balance (para los canales estéreo). Estas mesas se utilizan

en diferentes medios, desde estudios de grabación musical, radiofónicos,

televisivos o de montaje cinematográfico, como herramienta imprescindible en

la producción y emisión de audio.

El presente escrito muestra el diseño final de una mesa mezcladora capaz

de trabajar un número de 5 señales monofónicas provenientes de dos

micrófonos, una señal de audio, y dos entradas auxiliares. Las dos entradas de

micrófonos pasarán previamente por sus respectivos preamplificadores para

aumentar su señal de audio y luego por un control de tono en donde podremos

controlar la atenuación y realce tanto de graves como de agudos, mientras que

las tres líneas restantes pasarán directamente al mixer en donde se mezclarán las

cinco señales entrantes. Posteriormente la señal saliente del mixer pasa a un

ecualizador grafico de cinco bandas, para finalizar con una etapa de

amplificación en donde tendremos una potencia de salida de 9 watt.

El propósito del proyecto radica en diseñar y construir un pre-

amplificador/mezclador monofónico, mediante el cual desarrollaremos las

capacidades de investigación, análisis, organización y trabajo en grupo para

llevar a cabo proyectos en distintos ámbitos donde nos desarrollemos como

profesionales.

La labor fue abordada de manera grupal, entregando a cada integrante

del grupo un bloque a desarrollar en profundidad, mientras que todos

participaban de manera general en cada uno de estos. Se recopila información

a través de Internet, libros y apuntes de una amplia gamma de circuitos,

escogiendo los considerados óptimos para la función deseada.

La estructura del informe consta básicamente de un diagrama de

bloques inicial, en donde se muestra de manera global todo el sistema que

compone la mesa mezcladora; finalmente se presentan cada uno de los

bloques con sus respectivos análisis y cálculos.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ecualizaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Efectos_de_env%C3%ADo&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Efectos_de_inserci%C3%B3n&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Panor%C3%A1mica

http://es.wikipedia.org/wiki/Balance

http://es.wikipedia.org/wiki/Estudio_de_grabaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Audio

http://es.wikipedia.org/wiki/Audio

http://es.wikipedia.org/wiki/Estudio_de_grabaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Balance

http://es.wikipedia.org/wiki/Panor%C3%A1mica

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Efectos_de_inserci%C3%B3n&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Efectos_de_env%C3%ADo&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Ecualizaci%C3%B3n



5

Preamplificador/mezcladormonofónico de cinco entradas.

Una de las primeras cosas que se debe hacer para iniciar el diseño de proyecto,

es realizar el diagrama de bloques el cual nos ayuda a dividir el proyecto en

etapas y estudiar cada una por separado para así llegar a un resultado final. El

diagrama de bloques de nuestro proyecto se indica en la imagen a

continuación. Aquí se tienen 2 entradas de micrófonos, 2 entradas auxiliares y

una entrada de audio. Las indicaciones de proyecto indican que solo las 2

entradas de micrófono poseen pre-amplificador y control de tono, las otras

pasan directamente al mezclador. En la etapa del mixer, aquí se mezclan las

señales de entrada para entregar a la salida la suma total de estas señales,

pasando a un ecualizador grafico de 5 bandas que se encarga de los agudos y

los graves que salen del mixer para luego pasar a la etapa de amplificador depotencia que es la encargada de amplificar la señal total que llega a este para

entregar una salida monofónica de 9 watts.

1. Entradas

El proyecto contempla el diseño y construcción de un pre-amplificador

monofónico donde se especifica que posea dos entradas de micrófonos,

utilizando los que se encuentran en pañol. Una señal de audio y dos entradas

auxiliares.

Con estos requisitos es como damos comienzo al proyecto, analizando las 5

entradas a utilizar. Nuestro primer paso es evaluar los tipos de micrófonos que

pueden ser conectados a nuestras entradas. Para esto buscamos información de

los micrófonos disponibles en pañol y los evaluamos.



6

Los datos que principalmente necesitamos son la impedancia de entrada y la

sensibilidad de los micrófonos. En la Tabla 1, vemos los valores típicos de

sensibilidad de los micrófonos a utilizar.

Tipo de micrófono Sensibilidad

Micrófono de condensador Entre 5 y 15 mV*Pa-1

Micrófono de dinámico ode bobina móvil Entre 1,5 y 3 mV*Pa-1.

Tabla 1. Valores típicos de sensibilidad de micrófonos

Para relacionar los niveles de señales de audio hay que relacionar su sensibilidad

con respecto a los decibeles que entregan, por ello adaptaremos los valores que

toman las señales para dos casos:

dBV: se trata del incremento o disminución de tensión independientemente

de la impedancia de carga. El valor de referencia es 1V.

dBu: también es independiente de la impedancia de carga, pero el valor de

referencia corresponde a 0.775V.

Luego analizamos la señal de audio, para finalizar con las dos entradas auxiliares.

1.1. Micrófonos

A continuación veremos y analizaremos las características de los micrófonosdisponibles en laboratorio, ya que con estos serán con los que trabajaremos.

1.1.1.Micrófono SKP PROAUDIO – Modelo PRO3K

En la Figura 1, podemos ver el modelo del micrófono de condensador a utilizar,

las características se detallan a continuación:

Tipo de cápsula: Condensador.

Directividad: Unidireccional.

Patrón polar: Cardioide.

Respuesta de frecuencia: 80Hz -16000Hz.

Impedancia de salida: 2 KΩ. Sensibilidad: -42dB ±2dB.

Temperatura de trabajo: 0 a 150º F (-18° a 68° C).

Humedad relativa de trabajo: 0-95%.

Referencia de recepción 8” a 32” (20 a 80 cm.).

Alimentación: 3V DC.



7

Figura 1. Micrófono SKP PROAUDIO – Modelo PRO3K.

La sensibilidad de este micrófono es de -42dB, conociendo este dato

podemos calcular el voltaje de salida de este micrófono.

dBu:Nivel de referencia: 0.775 V (0 dBu = 0.775 V)

[ ]20log

0.775[ ]

[ ]42 20log

0.775[ ]

6.2

V V dBu

V

V V

V

V mVrms

dBV

Nivel de referencia: 1 V (0 dBV = 1 V)

[ ]20log

1[ ]

[ ]42 20log

1[ ]

7.95

V V dBV

V

V V

V

V mVrms

1.1.2.Micrófono Phillips – modelo SBCMD195

En la Figura 2, vemos el modelo de micrófono a utilizar con sus respectivascaracterísticas:

Respuesta de frecuencia: 50 - 15 000 Hz

Impedancia: 600 ohm

Patrón polar: Unidireccional

Sensibilidad del micrófono: -72 dB +/- 3 dB



8

Tipo: Dinámico

Conectividad

longitud del cable: 5 m.

Conector: 3,5 - 6,3 mm mono

Figura 2. Micrófono Phillips - modelo SBCMD195.

La sensibilidad para este micrófono es de -722dB, su nivel de salida es:

dBu

Nivel de referencia: 0.775 V (0 dBu = 0.775 V)

[ ]20log

0.775[ ]

[ ]72 20log

0.775[ ]

0.2

V V dBu

V

V V

V

V mVrms

dBV

Nivel de referencia: 1V (0 dBV = 1V)

[ ]20log

1[ ]

[ ]72 20log

1[ ]

0.25

V V dBV

V

V V

V

V mVrms

1.2. Señal de audio

La señal de audio contempla un nivel estandarizado que incluye las

entradas auxiliares. Este nivel se denomina nivel de línea.

1.2.1. Nivel de línea: “Es un término usado para denotar la fuerza de una

señal de audio utilizada para transmitir las señales analógicas entre los diversos



9

equipos de audio, tales como reproductores de CD y DVD, televisiones,

amplificadores de audio, mesas de mezcla e incluso los reproductores de MP3.”

De esto entendemos que en el nivel de línea es un estándar de “nivel” que se

maneja entre distintas aplicaciones de audio, este nivel de línea esta expresada

en decibelios (dB). Y será nuestro nivel con el que trabajaremos la entrada deaudio y las entradas auxiliares, de tal forma que los preamplificadores de los

micrófonos estarán adaptados para entregar este nivel de voltaje.

El nivel de línea para audio de consumo es expresado en dBV y estandarizado

en -10 dBV con un voltaje de referencia de 0.3162 Vrms. En audio profesional el

nivel de línea se mide en dBu y esta estandarizado en +4 dBu con un voltaje de

referencia de 0.775 Vrms.

En la tabla siguiente, podemos ver resumido lo expresado anteriormente:

Nivel en dB Vrms

+4 dBu (Profesional, USA) 1.228

−10 dBV (Audio de consumo) 0.3162

Por el tipo de nivel de línea que se usa en el nivel profesional, elegimos este

estándar a la hora de diseñar nuestro preamplificador/mezclador, decidimos

que este nivel será la salida de todas las entradas, es decir, corresponde al nivel

que llega a la etapa de control de tonos.

2. Preamplificador

En esta etapa, nuestro objetivo es diseñar 2 preamplificadores con el diseño de

la figura 3, con uno para cada micrófono (dinámico-condensador), y llevarla al

nivel de línea estandarizado. El diseño esta en base a un amplificador inversor.

Primero que nada tenemos que definir un valor nominal de voltaje de cada

micrófono, para esto vemos la tabla anterior y extraemos un valor promedio de

estos valores. Así, elegimos los siguientes datos:

Nivel en dB mVrms

Dinámico 2.25

Condensador 10



10

Establecido esto, seguimos con otros criterios a tener en cuenta como el tipo de

micrófono que se va a conectar, ya que si es uno de baja impedancia (Z<600Ω),

la resistencia de entrada del preamplificador no puede ser inferior a esta,

entonces dejamos una resistencia de entrada R in de 1KΩ para micrófonos de

baja impedancia, correspondiente al dinámico, modelo Phillips (600 Ω).

Ahora si conectamos un micrófono de alta impedancia (600Ω<Z<3KΩ), elegimos

una resistencia que supere este valor de entrada, por ello elegimos una

resistencia de 3 KΩ, correspondiente al micrófono de condensador (2kΩ).

Los preamplificadores necesitan una resistencia de carga correspondiente a una

resistencia de salida RO, que tiene que ver con la etapa siguiente, que es la de

control de tono, esta resistencia la elegimos de un valor de 10kΩ.

Además usaremos dos capacitores de 10uF en la entrada y salida de los

preamplificadores para cancelar la señal DC. Uno de los componentes más

importantes en esta etapa y en las otras es la elección del amplificador operacional a utilizar, por ello se hace un breve análisis de las posibilidades que

tenemos. Hay amplificadores especiales para ser usados en audio,

lamentablemente contamos con recursos limitados para este proyecto, lo que

nos da un margen muy reducido de posibilidades como son:

LM324. Contiene 4 amplificadores operacionales de alta ganancia.

Capaces de funcionar con una fuente de alimentación doble.

Permite entradas cercanas a GND y la tensión de salida también llega

GND

Bajo consumo de energía. Compensado en frecuencia para ganancia unidad

Ancho de banda de hasta 1MHZ

Alimentación simple entre 3V y 32V

Alimentación doble entre +/- 1,5V y +/- 16V

Bajo consumo de corriente (700uA) independiente de la alimentación.

Bajo offset de voltaje de entrada y offset de corriente.

LF351 Bajo consumo de energía

protección contra cortocircuito

J-FET

Contiene un operacional por integrado.

Baja corriente y voltaje de offset

Fuente de alimentación doble.

Elevado slew rate: 13V/us



11

LM741

Contiene un amplificador

Puede tener doble alimentación (+ o -) Tensión máxima de alimentación +-18V protegido contra cortocircuitos anula voltaje y corriente de offset.

Se decidió usar el amplificador LM324 debido a sus características como rápida

respuesta slew – rate, muy bajo consumo de energía, contiene 4 amplificadores

operacionales en un solo integrado lo que nos permite mayores usos para las

otras etapas y es compensado en frecuencia para ganancia unidad y es muy

usado en audio. Lo importante es que este será el utilizado en todas las etapas

que contemplen el uso de un operacional.

Figura 3. Diseño preamplificador inversor.

Ahora procedemos a calcular la ganancia necesaria de cada preamplificador

para determinar la resistencia de realimentación R1 para cumplir con nuestro

diseño.

Ganancia para micrófono dinámico:

Sabiendo esta ganancia podemos calcular la resistencia de realimentación R1,

mediante la siguiente ecuación:

Aproximamos a un valor comercial, obtenemos 560KΩ. El diseño final se observa

en la figura 4.



12

Figura 4. Diseño preamplificador micrófono dinámico.

Ganancia para micrófono de condensador:

Sabiendo esta ganancia podemos calcular la resistencia de realimentación R1

de la figura 3, mediante la siguiente ecuación:

Aproximamos a un valor comercial, obtenemos 390KΩ. El diseño final se observa

en la figura 5.

Figura 5. Diseño preamplificador micrófono de condensador.

3. Control de tono

Es el paso siguiente de los preamplificadores. Haremos un control de tono activo

del tipo Baxandall, ya que el pasivo tiene pérdidas (lo que se muestra en el

volumen) y además el escogido trabaja en márgenes más amplios. Permite el

ajuste independiente de los graves y los agudos.



13

Este control de tono fue escogido ya que es frecuentemente montado en

instrumentos musicales y los que traen la inmensa mayoría de los equipos de Hi-Fi,

con controles separados de Graves y Agudos, obviamente con circuitería más

sofisticada que la escogida, pero usando como base el circuito que

proponemos. Básicamente este tipo de control de tono está compuesto de filtros

activos de segundo orden, mientras que en los pasivos actúan atenuadores.

3.1. Circuito

El circuito utilizado para el control de tono viene dado por la Figura 6

Figura 6. Control de tono activo Baxandall

Aquí la señal procedente del instrumento a tratar es v1 y la tratada viene dadapor la salida v0. Esta red proporciona el control de los altos por acción del

potenciómetro R, mientras que el control de bajos es hecho por acción del

potenciómetro R4. Ambos potenciómetros proporcionan el máximo refuerzo en

sus bandas de trabajo cuando se encuentran en la posición extrema de la

izquierda, mientras que con los potenciómetros puestos en su posición extrema

derecha se presenta la máxima atenuación de las bandas.

Normalmente tenemos que los rangos que se usan para graves van desde los 16

Hz a los 256 Hz, mientras que para los agudos tenemos valores que van desde los

2KHz hasta los 16 KHz.

3.1.1.Análisis circuito

Tenemos que para altas frecuencias los condensadores C1 se comportan como

cortocircuito a la señal. Entonces tenemos un circuito equivalente como se

muestra en la Figura 7.



14

Figura 7. Circuito equivalente para altas frecuencias.

Así tenemos que:

Si hacemos , tenemos que:

Además tenemos que:



15

3.1.1.1. Análisis para los agudos:

Figura 8. Rama C-R-C

Máximo refuerzo de agudos:Para la rama C-R-C mostrada en la Figura 8, tenemos que con el potenciómetro

R en el extremo izquierdo tenemos el máximo esfuerzo de agudos.Para simplificar

cálculos asumimos que , así tenemos que:

Donde es la magnitud del fasor , con con lo cual tenemos:

Lo que siempre es cierto si:

Usando (3) tenemos que:

Usando (2) tenemos que:

Luego tenemos que:



16

Para la posición de máximo esfuerzo, usualmente se usa (en el extremo

alto del espectro de agudos)

Podemos escribir:

Luego:

Tenemos un cero en:

Tenemos un polo en:



17

A frecuencias bajas con , la magnitud de la ganancia (5) tiende a 1. Afrecuencias altas con , la ganancia tiende a

Así, el diagrama de Bode sería el mostrado en la Figura 9.

Figura 9. Diagrama de Bode para máxima refuerzo de agudos

Máxima atenuación de agudos:Con R en el extremo derecho tenemos la máxima atenuación de agudos.

Luego:

Tenemos un cero en:



18

Tenemos un polo en:

A frecuencias bajas con , la magnitud de la ganancia (6) tiende a 1.

A frecuencias altas con , la magnitud de la ganancia tiende


Figura 10. Diagrama de Bode para máxima atenuación de agudos.

Finalmente, tenemos que para los agudos el diagrama de Bode compuesto sería

el mostrado en la Figura 11.

Figura 11. Diagrama de Bode compuesto para agudos.

3.1.1.2. Análisis para los gravesLos condensadores C son circuitos abiertos para la señal como se muestra

en la Figura 12, el control de atenuación y realce se realiza con .



19

Figura 12. Circuito equivalente de graves a baja frecuencia.

Máximo refuerzo de graves:Con al extremo izquierdo tenemos el máximo refuerzo de graves.

Tenemos un cero en:

Tenemos un polo en:



20

A frecuencias bajas con , la magnitud de la ganancia

A frecuencias altas con

, la magnitud de la ganancia tiende

a 1


Figura 13. Diagrama de Bode para máximo refuerzo de graves

Máxima atenuación de graves

Con al extremo derecho tenemos la máxima atenuación de graves.

Tenemos un cero en:

Tenemos un polo en:



21

A frecuencias bajas con

, la magnitud de la ganancia tiende a:

A frecuencias altas con , la magnitud de la ganancia tiende a 1


Figura 14. Diagrama de Bode para máxima atenuación de graves

Finalmente, tenemos que para los graves el diagrama de Bode compuesto sería

el mostrado en la Figura 15.

Figura 15. Diagrama de Bode compuesto para graves.

Para el control de tono activo tipo Baxandall, tenemos un diagrama de Bode

final, que representa al sistema completo como el que se muestra en la Figura16.



22

Figura 16. Diagrama de Bode para control de tono activo Baxandall

3.2. DiseñoUna vez terminado el análisis del circuito de control de tono activo Baxandall,

procedemos a determinar las frecuencias que tendrá, teniendo en cuenta los

valores comerciales existentes de cada componente a utilizar.

3.2.1.GravesSabemos que los graves toman frecuencias que van desde los 16 Hz hasta los 256

Hz.

a) Para 16 Hz:

Tenemos que la frecuencia inferior viene dada por

Como es un potenciómetro, utilizaremos el valor disponible en pañol

de .

Conociendo la frecuencia y el valor de nuestro potenciómetro,

procedemos a calcular el condensador .

Los valores comerciales más próximos son 0.18 µF y 0.22 µF, escogemos

, ya que si escogemos el de mayor valor, estaríamos bajo la

frecuencia audible, tomando un valor menor a los 16 Hz.

Ahora procedemos a calcular el nuevo valor de frecuencia, con el

potenciómetro y condensador escogido.



23

b) Para 256 Hz

Tenemos que la frecuencia superior está dada por:

Necesitamos calcular el valor de :

Los valores comerciales que tenemos próximos a esta resistencia son 3,6

KΩ y 3,9KΩ.

Escogemos , para no sobrepasar el límite de los 256 Hz.

3.2.2.Agudos

Sabemos que los agudos toman frecuencias que van desde los 2 KHz

hasta los 16 KHz.

a) Para 16 KHz:

Tenemos que la frecuencia superior viene dada por:

Tomamos un valor comercial de , procedemos a calcular el

valor de .

Los valores comerciales próximos al calculado son 1,2 KΩ y 1,3 KΩ.

Escogemos el valor de para no sobrepasar el límite audible

dado por los 16 KHz.

b) Para 2 KHz:

Tenemos que la frecuencia inferior viene dada por:



24

Debemos calcular el valor de .

Para esta resistencia escogemos el valor de 2,7 KΩ para no bajar del

límite de los 2KHz.

4. Mezclador de audio4.1. Concepto

El mezclador de audio también conocido como mixer o mesa de mezclas, es undispositivo electrónico al cual se conectan varios elementos emisores de audio,como por ejemplo, micrófonos, entradas de audio, reproductores mp3, lascuales se suman y se procesan para dar a la salida una salida de mezcla deaudio mono, multicanal o estéreo.

Para este caso el mezclador tiene como entradas las dos señales de losmicrófonos con paso previo por los amplificadores y controles de tonosrespectivos, además de una señal de audio y dos auxiliares. Estas 5 entradas

están a un mismo nivel estándar cercano a los 1,22 V. El paso por el mezclador sumará estas entradas para obtener una sola.

4.2. Requerimientos de la etapaEl mixer debe contar con las siguientes características:

Control de volumen (master)

Ganancia unidad. Debe procesar 5 señales

Salida monofónica. Entrada de línea debido a la salida de los pre-amplificadores.

Con las siguientes entradas:

2 entradas de micrófonos,

2 entradas auxiliares

1 entrada de audio



25

4.3. Diseño

Para el proceso de diseño de la etapa mezcladora se hará uso del amplificador operacional, esto debido en gran parte a la facilidad de trabajo que este tienedebido a que vienen en circuitos integrados mejorando así el manejo yentregando una mayor comodidad a la hora de trabajar la parte practica.

Se deben sumar las señales de salidas de los pre-amplificadores en el mezclador y entregar una salida de 1 volt definida por la etapa de potencia permitiéndonostambién variar el volumen de salida (master). La configuración de amplificador operacional que mejor se adapta a estos requerimientos es la de sumador inversor, sumador debido a que nos permite sumar las señales que entran en él einversor debido a que esta configuración no nos permite variar la ganancia envalores mayores, iguales o menores a uno que es lo que necesitamos para elcontrol de volumen.

El circuito básico de amplificador sumador inversor se muestra en la figura 17.

Figura 17. Amplificador sumador inversor.

Los amplificadores operacionales no trabajan de manera ideal y existenpequeños detalles a considerar cuando se trabaja con estos, los dos masimportantes a considerar son: corriente de offset, Ioff, que se da cuando haycorrientes de polarización a la entrada del operacional no iguales y el voltaje de

offset, (Voff), que es un error que nos entrega una tensión de salida distinta decero para una tensión de entrada nula. Para corregir estos detalles y mejorar lasprestaciones de nuestro operacional se puede añadir una resistencia R’ en seriecon la entrada no inversora del amplificador operacional lo que no producecambios en la ganancia pero se anulan los efectos de Ioff y Voff. El valor de estaresistencia queda determinado por la siguiente relación.

Con Rf =resistencia de retroalimentación.Rin= Resistencia de entrada al circuito

El valor de esta resistencia se obtendrá más tarde, luego de encontrar Rf y Rin.



26

También, se tiene que suelen haber pequeñas componentes de continua nodeseables en las señales de entrada al amplificador provenientes de la etapapre-amplificadora. Como solución a esto emplearemos un condensador deacoplamiento en cada entrada del sumador los cuales no permite el paso decomponentes de continua en la señal. Para el cálculo del valor del condensador

primero se deben hallar el valor de las del diagrama de circuito final, esto se harámás adelante.

El amplificador será alimentado con voltaje positivo superior a 2 volt, debido aque el la salida es de 1 volt, así para evitar distorsiones alimentamos con unvoltaje mayor a 1 volt. El diagrama de circuito básico de nuestra mesa demezclas basándonos en la figura 17 y añadiendo condensadores y resistencia R’que mejoraría las prestaciones se muestra en la figura 18.

Figura 18. Mejora amplificador sumador inversor.

Se debe notar que el valor de las resistencias de entradas es igual debido a quedebe haber una distribución equitativa de voltaje a la entrada del sumador inversor para una mejor prestación del circuito en la mesa de mezclas. Estadistribución de ganancia deseada solo se obtiene cuando son conectadas las 5entradas.

Es por ello que si solo conectamos una o solo algunas, la ganancia variara a un

valor diferente. Para corregir este problema de ganancia se implementará un

potenciómetro en cada entrada (salida de los pre-amplificadores) para poder

variar la resistencia y así el voltaje de las entradas de la etapa de mezcla que se

conecten para que la ganancia siga siendo la misma.

Como se mencionó con anterioridad, nuestro circuito debe contar con un

master esto es un componente que nos permita variar el volumen de salida del

mezclador. Esto se puede lograr reemplazando la resistencia de

retroalimentación por un potenciómetro que nos permita variar la ganancia

desde 0 hasta el valor máximo, esto es, volumen 0 hasta volumen máximo.

El circuito final se muestra en la figura 19.



27

Figura 19. Diseño amplificador sumador inversor.

Con la ganancia de voltaje unidad y mediante cálculos establecemos los

valores de las resistencias del circuito. Para obtener las ecuaciones que definen

la ganancia de tensión se sigue el siguiente análisis para la figura anterior.

Haciendo análisis de nodos en el nodo a, se tiene la siguiente relación:

Corrientes que entran al nodo a = corrientes que salen nodo a

Esto es:

Hallamos el valor de cada corriente por separado.



28

Remplazando las ecuaciones anteriores, se tiene:

Simplificando esta ecuación obtenemos.

El voltaje de salida ( de la mesa de mezclas es igual a la unidad

Entonces:

Reemplazando estas ecuaciones, tenemos:

Se debe cumplir esta relación. Así eligiendo por ejemplo



29

Obtenemos

Los valores comerciales de estas resistencias están dados por:

Rf=1000 ohm

R= 5100 ohm

Con los valores teóricos obtenidos anteriormente se puede calcular ahora el

valor de R’ y C que mencionamos antes. Primero hallamos resistencia de entrada

al circuito, Ri, que está dada por la siguiente relación:

Remplazando R=5020 ohm se tiene:

Rin =1020 ohm

Valor comercial Rin = 1000 ohm

De esta forma:

505 ohm

Valor comercial para R’ =510 ohm

Como ya tenemos el valor de las resistencias a utilizar, hallamos el valor de los

condensadores que usaremos en el circuito. Los cálculos los realizamos

atendiendo a la figura 20 que es una representación general del circuito de

amplificador operacional de la figura 18.

Figura 20. Representación general del amplificador inversor.

En este caso Rin’ = 5100. La resistencia Rg debe corresponder a la resistencia de

salida de la etapa anterior de pre-amplificador. Como en esta etapa se utilizan

amplificadores operacionales inversores, la resistencia de salida de estos



30

idealmente es cero, pero en comportamiento real este valor está comprendido

entre los 50 y 600 ohm.

Para el circuito anterior, la frecuencia que debemos considerar es la frecuencia

audible para el odio humano esto es entre los 20 Hz y los 20Khz. Considerando la

frecuencia menor usamos por criterio disminuir esta frecuencia en 1 década,esto nos da un valor de

Podemos obtener el valor del condensador mediante análisis del circuito anterior

y el valor obtenido en la frecuencia que necesitamos. Para ello debemos hallar

el valor de tau, esto lo hacemos mediante el siguiente calculo. La resistencia

total del circuito está dada por

Para el cálculo de tau (

Remplazando en la ecuación anterior tenemos.

Despejando C de la ecuación anterior tenemos

Para 50ohm < Rg < 600ohm, tenemos un valor de condensador de:

388uF < C < 350 uF. Así podemos usar un condensador de valor 330uF que es un

valor comercial de capacitor. También se pueden calcular el valor de las

corrientes de entrada y de salida del circuito sumador. Reemplazando R=1000

ohm y con:

Se obtiene:



31

Así la potencia en cada resistor R en la entrada del sumador inversor esta dado

por:

La potencia de la resistencia de retroalimentación está dada por:

4.4. Elección de componentes

Al momento de elegir el mejor circuito integrado para usar en nuestra mesa de

mezcla se deben considerar ciertos aspectos como lo son la frecuencia de

trabajo, ancho de banda de potencia, corriente y voltaje que circula por el

circuito. La elección de las resistencias se debe hacer en base a la corriente que

circula por el circuito para así elegir el adecuado resistor que cumpla con los

requerimientos de potencia correspondiente.

Resistores

Se utilizaran los siguientes valores de resistores:

1 resistor de 5100 ohm

1 resistor de 510 ohm

5 resistores de 1000 ohm.

Cada resistor será de potencia de 1 watt, este valor se obtuvo gracias alos cálculos realizados con anterioridad.

5. Ecualizador gráfico de 5 Bandas

La ecualización básicamente es una etapa en la cual el ancho de banda de

audio (20Hz -20KHz), se encuentra dividida en grupo de frecuencias de octavas.

Las cuales se logran dividir por medio de filtros pasa-banda para cada grupodeterminado de frecuencias.

Las frecuencias características de este tipo de ecualizador son las siguientes

correspondientes a 10 bandas:

32Hz – 64Hz – 125Hz – 250Hz – 500Hz – 1000Hz – 2000Hz – 4000Hz – 8000Hz – 16000Hz.



32

Lo que en modo general se dice que varía n octavas cuando se cumple lo

siguiente:

Para nuestro caso utilizaremos 5 bandas las cuales se pueden obtener

observando las bandas de 10 y tomando 64 Hz como f1, así obtenemos laecuación:

64Hz – 250Hz – 1000Hz – 4000Hz – 16000Hz.

Además nuestro ecualizador no debe alterar el circuito por lo tanto el voltaje de

entrada como el de salida será de 1 v. El ecualizador va a tener un

potenciómetro que atenue y realce 10 db para cada banda.

El diseño del ecualizador se puede implementar de filtros activos o pasivos.

Además de los filtros, existe un ecualizador integrado con el cual también esposible implementar este bloque (ver anexo).

Filtro Baxandall

El tipo Baxandall, como se muestra en la Figura X es derivado del control de

tonos Baxandall. En este caso se implementa como un filtro pasa banda. Como

todo tipo de circuito para obtener los valores correspondientes se realiza

mediante unas formulas características de este filtro. La función de transferencia

de este circuito es la siguiente:

La cual se puede expresar como:



33

Figura X. Filtro tipo Baxandall.

Diseño del ecualizador de 5 bandas

El diseño escogido es el filtro activo Baxandall, el cual al ser un filtro activo posee

mayores ventajas que los pasivos. (ver anexo). Para este tipo de filtro el factor de

calidad Q, con un valor entre 1 y 2 es aceptable.

El funcionamiento del potenciómetro es:

Cuando el potenciómetro se gira hacia la atenuación esto quiere decir que esta

en la configuración de filtro pasa banda. Cuando se encuentra en el medio en

la salida hay 0 db de señal por lo tanto la señal de entrada con ganancia 1.

Cuando el potenciómetro se gira hacia el realce esto genera un filtro rechaza

banda.El operacional mas indicado para esta etapa será el LM324.

Análisis.

Según la función de transferencia se puede deducir las siguientes ecuaciones:



34

Para poder simplificar las ecuaciones asumimos que:

Además sabemos que:

Entonces nos quedan:

Mediante las ecuaciones anteriores realizamos despeje de obteniendo:

Diseño del ecualizador

Para comenzar el diseño selecciono porque es un valor comercial y

además posee un buen rango de manejo el potenciómetro. Ahora como

sabemos

Analizando mediante la ganancia de realce de 10db, calcularemos la tensión

de salida con una tensión de referencia de 1v.

Por lo tanto la



35

Para el cálculo de la resistencia .

Este valor comercialmente no existe por lo tanto tomamos

. Ahora

veremos el valor de Q.

El factor de calidad es aproximadamente 1, llegando hacer un valor aceptable.

Para el cálculo de los condensadores se obtendrá el , mediante la siguiente

función:

Despejamos el , quedando:

Y para , se usará la relación mencionada mas arriba:

En la siguiente tabla se muestran los cálculos teóricos de los condensadores

según la formula indicada anteriormente. 64 0.007 0.07

250 0.001 0.018

1000 0.000468 0.004

4000 0.000117 0.001

16000 0.00002925 0.0002925



36

Ahora obtendremos una nueva tabla con valores comerciales más cercanos.

64 0.006 0.068

250 0.001 0.018

1000 0.000470 0.0039

4000 0.000120 0.001

16000 0.000027 0.00033

Esto provoca que cambien las frecuencias centrales a otra nueva tabla.

Mediante la expresión:

68.8 0.006 0.068

250 0.001 0.018

995.7 0.000470 0.0039

3900 0.000120 0.001

17333 0.000027 0.00033

Ahora analizaremos la ganancia unitaria del circuito. Ya que son 5 filtros pasa

banda, se utilizaron 5 amplificadores operacionales en configuración inversor.

Por lo tanto existen 5 inversiones de voltaje y todas con voltaje unitario, ya que los

potenciómetros al estar en el centro se encuentran a 0db y esto provoca una

ganancia igual a 1.

La salida de los filtros se conecta a la entrada de un amplificador en

configuración sumadora, la que suma las 5 inversiones y por ello se debe colocar

una resistencia de 25 k para que a la salida quede una tensión con ganancia

unitaria.

Para calcular el se utiliza la siguiente expresión:



37

Las y Por lo tanto esto queda de la siguiente manera:



38

Fig. Diseño del ecualizador tipo Baxandall.



39

6. Etapa de Potencia

Especificaciones

El sistema de amplificación cuenta con requisitos previos y necesarios paracomenzar el diseño. Las especificaciones son las siguientes:

Potencia de salida : (inicialmente)Resistencia de carga : Resistencia de entrada : Sensibilidad : Frecuencia de Trabajo : -

El valor de resistencia de entrada es el mínimo que se pide para circuitosamplificadores. Tanto la resistencia de entrada como la sensibilidad deben ser consideradas para la etapa de salida del bloque anterior al de amplificación.

Diagrama Propuesto

El diagrama del circuito es el indicado a continuación:



40

El circuito representa un amplificador clase AB con simetría complementaria.

Cuenta con etapas de potencia y con un preamplificador clase “A”. Para

motivos de diseño, se considera conveniente realizar una división de los bloques

presentes en el esquema. La división y enumeración de los bloques se indica en

la siguiente figura:

Cálculos asociados a la fuente de alimentación

Antes de realizar el diseño del circuito de potencia, deben definirse las características de

la fuente de alimentación del circuito. La fuente propuesta para la alimentación del

circuito de potencia y de pequeña señal es el mostrado en la figura siguiente:

De igual forma, se divide el esquema en los bloques respectivos, para facilitar el

diseño. El esquema subdividido se muestra en la siguiente figura:



41

Para calcular la potencia de salida en función del voltaje de alimentación seutiliza la siguiente expresión:

Como la potencia deseada es la conocida, despejamos

en función de

y

:

para un valor de

Ahora, si consideramos que , encontraremos de que la expresión de arroja:

Este valor de potencia (como se verá mas adelante) permite utilizar el mismotransformador que el que requiere un amplificador de 8W. Consideramos que los15V requeridos puede ser más conveniente no solo en tema de cálculos, sinoademás en la posibilidad de encontrar reguladores de tensión de dicho valor (como los integrados 7815).

Calculo de valor de

Valor RMS de

Valor pico de √

Valor pico de :

Finalmente :



42

Cálculo de transformador (1)

Conocido el valor de tensión y corriente que debe entregar la fuente al circuito

de potencia, se sigue el diseño para conocer las características del

transformador.

Calculamos el valor RMS que debe entrega uno de los bobinados del

secundario (consideramos dos bobinados o uno con toma intermedia). El voltaje

total del secundario equivale al doble de dicho valor. Siguiendo el diagrama,

para los diodos consideramos una caída de (en polarización directa).

Para hacerlo utilizamos la siguiente expresión:

√ √

Considerando que se tiene un puente rectificador de onda completa y concarga resistiva, la capacidad de corriente del secundario se calcula de la

siguiente manera:

√ √

La fuente de alimentación debe proveer de corriente no solo a la etapa de

potencia, sino además al circuito de pequeña señal. De acuerdo a lo anterior,

consideramos un margen de 5% más corriente a la obtenida en . Por lo tanto:

Por lo tanto, el transformador debe poseer las siguientes características:

Transformador de 220V a 22.6V ( por lo menos.

Transformador con toma intermedia. La capacidad de corriente debe ser al menos de 0.875A.

Un transformador de 220V/25V con toma intermedia y de capacidad de 1A sería

la mejor opción.

Calculo de puente rectificador (2)

Los diodos deben soportar valores de voltaje inverso igual al voltaje pico de

todo el secundario (como mínimo). Además, y para mayor protección, se

considera de que debe soportar el doble de dicho valor. También deben

soportar una corriente promedio cuyo valor mínimo debería ser la mitad de la

corriente total .



43

()(√)

Los diodos que cumplen dichas características son los serie 1N4002:

Cálculo de los Filtros de la fuente de alimentación (3)

Para determinar el valor del filtro (más específicamente, del capacitor ) secalcula la media geométrica entre los límites obtenidos para el capacitor según

dos criterios:

Valor mínimo: Se obtiene el valor mínimo de cuando su reactancia, a la

frecuencia de rizo , es la décima parte del valor de la resistencia equivalente

de la fuente. Vale decir, para este estado, se comportaría como cortocircuito.

(Consideramos )

Donde

Entonces

Valor máximo: Se obtiene el valor máximo de cuando su constante de tiempoasociada con es diez veces mayor que el periodo de la frecuencia de rizo. Para este caso, el condensador se comporta como fuente de voltaje.



44

Donde

Entonces

Finalmente, el valor de será la medida geométrica entre los valores obtenidos

anteriormente:

Generalmente se especifica el valor comercial próximo superior, con un voltaje

mayor o igual que el voltaje de salida de la fuente de alimentación:

Protecciones (4)

Los fusibles se especifican con un valor comercial próximo superior al valor de la

corriente pico máximo en la carga:

Etapa de potencia (5)En este apartado, se indican los cálculos

asociados a los valores máximos de voltaje,

corriente y potencia de los transistores y .

La potencia disipada por cada transistor, en

configuración clase AB, se obtiene utilizando la

siguiente expresión:

El voltaje entre colector y emisor que debe

soportar cada transistor, se obtiene considerando

a un transistor en corte y al otro en borde de



45

saturación (esto por la configuración clase AB que así lo requiere). El transistor

que está en corte deberá soportar un voltaje igual a la fuente de alimentación

total.

La máxima corriente de colector que deben manejar los transistores, seespecifica al doble de la corriente pico máxima en la carga:

Por lo tanto, los transistores seleccionados deben cumplir con las siguientes

características:

Considerando que las características de los transistores no son tan exigentes, se

prosigue con el cálculo de las etapas siguientes considerando un factor de

ganancia (pequeño valor muy probable de encontrar). El tipo de

transistor seleccionado se indicará en un próximo informe.

El bloque de potencia cuenta con las resistencias las cuales son necesarias

solo para entregar una estabilidad térmica al circuito, por lo tanto, deben ser de

valores bastante pequeños para que no haya “perdida” de voltaje de salida

sobre ellas. Así, se recomiendan valores de resistencia del orden de

-0.5

. Por

lo tanto, para reducir al máximo la perdida de señal, consideramos un valor de .

Finalmente:

Para el caso de las resistencias , se recomienda un valor de 100.



46

Excitadores clase B (6)

Nuevamente se indican los cálculos

asociados a los valores máximos de voltaje,

corriente y potencia de los transistores, estavez para los transistores y .

Con el valor seleccionado de

de los transistores de la etapa anterior, se

obtiene el valor de las corrientes pico de

colector de los transistores y

El voltaje entre terminales colector-emisor de los transistores puede considerarse de

igual forma como el máximo voltaje que

puede entregar la fuente:

La potencia máxima de disipación de los transistores se calcula como:

Por lo tanto, las características de los dispositivos deben ser:

Para que el par Darlington tenga una alta ganancia total, consideramos un

transistor con una ganancia mínima de (pequeño valor, probable de

encontrar y que permite obtener una ganancia cercana a los 1000).

Fuente de corriente (7)

Tomando una igual al producto de las betas de los transistores, tenemos:



47

Conocido el valor de puede calcularse la corriente de base pico de lostransistores y :

Para diseñar la fuente de corriente, debe tenerse en cuenta el valor de corriente

que circulará desde los puntos P al N. Justamente, el doble de se proponeigual a , la corriente que circula entre dichos puntos:

La Fuente de corriente propuesta

para esta configuración, se muestra

en la figura a la izquierda. Consta de

dos resistencias ⁄ y un

condensador .

Cálculo de ⁄

En el circuito, se tiene lo siguientepara un valor de entrada cero (sin aplicar señal al amplificador)

El capacitor se carga con un voltaje dado por la siguiente ecuación:

Al aplicar al amplificador la máxima amplitud de la señal de entrada ,

se genera en la salida el máximo valor pico de la señal, el que es de .

Bajo estas condiciones ( y ), los voltajes en los puntos Q y P

son los siguientes:

Entonces la resistencia ⁄ se calcula a partir de la siguiente expresión:



48

Ahora, con este valor de ⁄ la corriente se modifica a (para ):

La potencia disipada en ⁄ será:

Finalmente:

Calculo de

El condensador se calcula para que se comporte como una fuente de voltaje

a partir de la frecuencia mínima de operación.

|

Donde , con , tenemos entonces que .

Según valores próximos superiores comerciales de capacitancia y voltaje, setiene:



49

Multiplicador de voltaje (Cálculo de BIAS). (8)

La configuración propuesta de multiplicador de voltaje es

el indicado en la figura de la izquierda. Este multiplicador tiene la función de permitir un ajuste exacto de voltajenecesario para reducir la distorsión de cruce. Notar que altransistor se le aplica una corriente (prevista

anteriormente) y en sus terminales de colector-emisor, unvoltaje de valor aproximado de . Luego:

Por lo tanto, las características del transistor deben ser lasindicadas:

Un transistor que responde a las características es el BC547:

Conocido el valor de ganancia, podemos calcular la corriente de entrada a la

base del transistor:

Para determinar el valor de se propone lo siguiente:

√

Tenemos que . Esta diferencia nos permite considerar que la corriente

que circula por la resistencia es aproximadamente igual a .

Por lo tanto:



50

Para n=4 utilizamos la expresión que relaciona los valores de las

resistencias. Esta expresión es característica del circuito multiplicador:

De donde:

Como es necesario poder contar con una regulación de esta etapa, entonces

se utilizan dos resistencias y , que conformarán la resistencia .

Si consideramos que

Tenemos:

Para el máximo valor de n ( ):

Para el mínimo valor de n ( :

Por lo tanto, con los valores de y podemos regular siempre estando en

torno al valor requerido de n.



51

Pre excitador clase A (9)

La etapa de pre-amplificación esta formada por

la configuración presentada en la figura. El

transistor

debe ser capaz de soportar las

siguientes condiciones de trabajo:

Consideramos una ganancia mínima de . El valor requerido de será:

Resulta útil considerar alguna relación entre corrientes que permitan facilitar el

diseño. Consideramos que . Esto puede expresar como .

Además, puede considerarse de que además que , lo que permite

considerar a como única resistencia bajo el potencial de . Entonces el

valor de se calcula como:



52

Par diferencial (10)

El amplificador diferencialtiene por objeto amplificar la diferencia entre las

tensiones aplicadas a susentradas, proporcionandouna salida que no estáinfluida (en pequeñamedida) por cualquier tensión común a las señalesde entrada. El par diferencialimplementado en el circuito sedetalla en la f igura.

Del circuito se observa que:

Para contar con la capacidad de regulación del par diferencial, se considera a como la suma de una resistencia fija y una variable.

Por otra parte, los transistores y deben cumplir con las siguientes

características:

Como la impedancia de entrada del Par Diferencial es alta, el valor de laimpedancia de entrada dada como especificación , deberá ser igual

al valor de del circuito. Por esto, se propone y para que el Par

Diferencial esté balanceado, se propone . Observar en el

circuito, que ambas resistencias están conectadas entre las bases de y respectivamente. está conectada también a tierra física y está

conectada al nodo de salida, el cual presenta un potencial de cero volts (tierra



53

virtual) cuando no hay señal aplicada. De esta manera, cada base de los

transistores y ve el mismo valor de resistencia conectadas al mismo

potencial de cero volts.

Calculo de realimentación (11)

La ganancia en voltaje ( ) del amplificador retroalimentado de voltaje está

determinado por la relación de y y también por el bloque de

retroalimentación, de la siguiente forma (suponiendo una ganancia de lazo “ ”

muy grande):

Donde el bloque de retroalimentación esta formado por la red mostrada en la

siguiente figura:

Así:

Y los valores de y son:

√

Sustituyendo los datos en la ecuación del bloque de retroalimentación:



54

Luego:

El capacitor se calcula haciendo que la resistencia esté completamente

conectada a tierra a la frecuencia mínima de operación, en otras palabras, la

reactancia del capacitor debería ser mucho menor que el valor de a la

frecuencia mínima de operación:

|

Por lo tanto:

Despejando



55

Filtro de rizo superior (12)

Se propone un , por lo cual resulta un valor de :

se calcula haciendo su reactancia sea mucho menor que el valor de a

la frecuencia de rizo:

|

Despejando :

Finalmente:

Filtro de rizo inferior (13)

Se propone una relación

El cálculo de

Finalmente:



56

Filtros LP y HP (14)

La red formada por las resistencias y y por los capacitores y , se

forman dos filtros (aproximadamente): un filtro pasa bajas (LP) formado por y

, y un filtro pasa altas (HP) formado por

y

.

La relación entre las frecuencias mínima y máxima ( ) con las

frecuencias de corte respectivas ( ) son las siguientes:

Para y :

O bien:

De donde:

Quedaría finalmente:



57

Para y :

Quedando finalmente:



58

Conclusiones

El proceso de diseño comenzó su desarrollo desde la ultima

etapa del diagrama de bloques (etapa de potencia) hasta la

primera (etapa pre-amplificador), pues nos dimos cuenta de

que así era más fácil de trabajar y era el único método

conveniente para el diseño final. El diseño final estaba limitado

a la potencia de salida de la etapa de amplificación, esto es 9

watts.

La etapa de investigación resultó de gran importancia,

pues se encontraron gran cantidad de ejemplos que sirvieron

como guía para la elección y desarrollo del proceso de diseño,pudiendo aislar correctamente la opción escogida según

nuestro criterio.

El uso de circuitos integrados en las etapas desde pre-

amplificadores hasta mixer facilitó en cierta medida el trabajo

de diseño de cada etapa, debido a la reducción de

componentes lo que va relacionado directamente con análisis

y cálculos.

Algunos elementos indicados dentro del informe, quedan

sujetos a cambios según disponibilidad en laboratorio y/o en el

mercado nacional.

Como contamos con limitada cantidad de recursos en el

pañol, entre los circuitos integrados que se encuentran aquí el

que mejor se adecuó a nuestro trabajo fue el LM324, ya que

cumple con las características que requerimos.

El proceso de diseño fue un trabajo arduo en el que se

debió repasar, estudiar y analizar la teoría correspondiente a

cada etapa. Cabe destacar que se aprendió sobre dispositivos

y circuitos de audio en general. Se destaca también el rango

de frecuencia audible en la que se configuran las etapas y loscomponentes de cada una.



59

Referencias

Amplificadores de potencia. Extraído de:

http://www.ctr.unican.es/asignaturas/instrumentacion_5_IT/IEC_5.pdf .

Universidad de Cantabria.

Clasificación amplificadores. Extraido de:

http://www.unicrom.com/Tel_RF4.asp . Electronica, Unicrom.

Control de tono, Extraído de:

http://www.clubse.com.ar/DIEGO/NOTAS/notas19/nota03.htm .Webelectronica

Control de tonos tipo Baxandall, Extraído de:

http://www.huarpe.com/electronica/ao2/controltonos1.html . Huarpe,Portal Educativo

Ecualizadores, Extraído de:

http://www.fceia.unr.edu.ar/acustica/audio/ecualizadores.pdf . FCEIA

Las señales de audio, Extraído de:

http://jesubrik.eresmas.com/senales%20audio.htm . Artículos sobre audioy video.

Los ecualizadores gráficos, Extraído de:

http://www.estudioveracruz.com/ecualizadoresgraficos.html . AudioVeracruz

Mesa de mezclas de audio, Extraído de:

http://es.wikipedia.org/wiki/Mesa_de_mezclas_de_audio. Wikipedia,enciclopedia libre.

Mezclador de audio, Extraído de:

http://es.scribd.com/doc/6037994/Mezclador-de-Audio . Scribd

MixerExtraído de: http://electro.webcindario.com/mixer.html . Electrosur,

diseño de circuitos.

http://www.unicrom.com/Tel_RF4.asp


http://www.clubse.com.ar/DIEGO/NOTAS/notas19/nota03.htm

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http://es.wikipedia.org/wiki/Mesa_de_mezclas_de_audio

http://es.scribd.com/doc/6037994/Mezclador-de-Audio

http://es.scribd.com/doc/6037994/Mezclador-de-Audio

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http://jesubrik.eresmas.com/senales%20audio.htm

http://www.fceia.unr.edu.ar/acustica/audio/ecualizadores.pdf

http://www.huarpe.com/electronica/ao2/controltonos1.html

http://www.clubse.com.ar/DIEGO/NOTAS/notas19/nota03.htm




60

Anexo

Filtros Pasivos.

Un filtro pasivo es el cual su diseño se basa en componentes de atenuación

como las resistencias condensadores y bobinas.

Los filtros pasivos poseen unas ciertas ventajas de los activos las cuales están las

limitaciones en los niveles de tensión y corriente y los efectos parásitos inducidos

por los elementos activos Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones que se

dan a los filtros, las ventajas de los filtros activos sobre los pasivos son más

numerosas, de ahí que estén tomando una importancia cada vez mayor en el

campo de la ingeniería.

Ventajas de los filtros activos.

Flexibilidad en el ajuste de

ganancia y frecuencias. Efecto de no

carga.

Costo y tamaño. Efectos paracitos.

Integración digital. Funciones de

filtrado.

Ganancia.

Desventajas de los filtros activos.

Ancho de banda. Derivas.

Fuente de alimentación. Distorsión.

Ruido.

Aquí en la Fig1. Se puede mostrar el esquema de un ecualizador grafico de 5

bandas con elementos pasivos.



61

Fig1. Diseño de un ecualizador pasivo de 5 bandas.

Ecualizador de 5 bandas integrado.

El IC BA3812L, es un ecualizador gráfico de cinco puntos que tiene todas lasfunciones necesarias integradas en un circuito integrado Fig.2. La IC se compone

de los cinco circuitos de control de tono y de entrada y salida de los

amplificadores de amortiguamiento. El BA3812L cuenta con baja distorsión, bajo

ruido y amplio rango dinámico, y es una opción ideal para Hi-Fi estéreo de

solicitudes. También tiene un amplio rango de voltaje de funcionamiento (3,5 V a

16V), lo que significa que puede ser adaptado para su uso con la mayoría de

equipos estéreo.

Los cinco frecuencias centrales están establecidos de forma independiente

utilizando condensadores externos, y como el amplificador de salida de búfer

etapa y en la sección de control de tono son circuitos independientes, un controlfino sobre una parte del ancho de banda de frecuencia es posible, por medio

de dos BA3812Ls, es posible construir un 10 ecualizador gráfico de puntos. La

cantidad de aumento y corte se puede ajustar mediante componentes

externos.

La fuente de alimentación recomendada es de 8V, pero el circuito debe

funcionar para una prestación de 9V también. El límite de tensión máxima es de

16V.

En cuanto a lo que es la implementación esta opción seria la ideal y la mas

factible y fácil de realizar, pero a nosotros como grupo nos interesa, abaratar los

costos y aprender como se diseña un ecualizador con los filtros y no al realizarlocon el integrado.



62

Fig.2 Integrado IC BA3812L

En el datasheet, el circuito que figura en el diagrama opera alrededor de las

cinco bandas de frecuencia:

• 100 Hz

• 300Hz

• 1 kHz

• 3 kHz

• 10kHz

Fig3. Diagrama configuración de 5 bandas.



63

Mediante filtros activos

Ecualizador de 5 bandas con componentes Activos, como mencionamos mas

arriba este es mas preciso y posee una serie de ventajas.

Con este tipo de diseño, los mas frecuentes son el filtro Baxandall, el filtro pasa-

banda ancho y angosta y además otros tipos de filtros que se puedenimplementar siendo pasa alto y pasa bajo ya que la unión de estos dos forma el

pasa banda.

Pero nosotros nos centramos en el filtro activo Baxandall y en la pasa-banda

angosto.

Filtro Pasa banda angosta

Este tipo de filtro es mucho más fácil de implementar que el Baxandall

igualmente qué sus tipos de expresiones.

Además la construcción de los filtros de banda angosta se simplificanconsiderablemente si se parte del supuesto de que la ganancia máxima del filtro

de banda angosta es de 1 a 0 db cuando la frecuencia es la resonante, fr.

En este circuito como se observa la R es la que define la resistencia de entrada

de la filtrada del filtro, si la resistencia de retroalimentación 2R tiene el doble del

valor de R.

En este tipo de filtro posee un factor de calidad Q > 0.5.

La función de transferencia de este circuito es la siguiente:

De esta ecuación se pueden obtener las expresiones para obtener los valores de

los componentes asiendo .

Fig.5 Filtro pasa banda angosta (estrecha)

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