24819067 Ecualizador de Octavas

7/28/2019 24819067 Ecualizador de Octavas

1/15

Ecualizador por octavas

Materia: Sistemas de audio

Carrera: Ingeniero electrnico

Instituto tecnolgico superior

Fernando Arias Balparda

Alumno: William Muoz

Titular: Luis Cirilli

1


2/15

Objetivo:Construir ecualizador de 5 bandas basado en un filtro activo tipo Baxandall.

Aprovechar la baja distorsin que provocan los amplificadores operacionalesTL074.Evitar oscilaciones de los amplificadores operacionales, comn en circuitos deaudio con los mismos.

Materiales a usar:- Fuente de alimentacin doble 12v de continua.- Protoboard- Cable para protoboard.- Parlante de (para prueba del circuito)- Potencia (para prueba del circuito)

- Generador de seal (para prueba del circuito)- Pinzas cocodrilo- Amplificadores operacionales

TL074 2- Resistencias

10 x 1M10 x 10K3 x 100K1 x 24K1 x 25K

- Potencimetro

5 x 100K (lineal)5 x 200K (lineal)

- Condensadores6 x 150pF1 x 1500pF1 x 33pF1 x 330pF1 x 470pF1 x 4700pF1 x 2200pF1 x 22000pF

1 x 10000pF1 x 100000pF

1 x 3,3 F (este fue eliminado del diseo)

2


3/15

Especificaciones:Tomo las siguientes frecuencias para las octavas tomando las octavas como dela serie de equipos de audio SONY GR8

Circuito baseEl circuito para 1 octava del tipo Baxandall inventado por Peter Baxandall(ingeniero ingles) es el siguiente:

FIG 1

3


4/15

El circuito anterior deriva de uncontrol de tono de bajos o uno deagudos.

Se muestra un control de tono de

bajo

La grafica de respuesta enfrecuencia sera:

Donde f1 = 1 / (2 R1C1)

f2 = 1 / (2 R3C1)f3 = 1 / (2 R2C1)

asumiendo R2 >> R1 >>R3.

Si en el lugar de R1 y R3 se colocan condensadores C1 y C2 respectivamente,y se quita condensador C1 se obtiene un control de agudos donde:

4


5/15

La grafica de respuesta seria:

f1 = 1 / (2 R2C2)

f2 = 1 / (2 R2C1)

Retomando el circuito de la FIG 1 (circuito Baxandall), las resistencias R3 estnpara proveer realimentacin negativa al operacional, dar un camino a la corrientede entrada para que se dirija a la para inversora del operacional y garantizar laganancia unitaria a baja frecuencia.

La funcin de transferencia para el circuito de la figura:

Esta ecuacin tiene la siguiente forma:

En donde:Siendo Q el factor de calidad quecon un valor entre 1 y 2 funcionabien.

5


6/15

Siendo A0 la ganancia a frecuenciade corte f0

Siendo f0 frecuencia donde trabaja elpasa banda o rechaza banda, o seadonde atena o realza 12 dB laganancia (mas abajo se explica ver

FIG 2).

De la ecuacin general se obtiene que:

6


7/15

Para uso normal se toma atenuar - 12dB y realzar +12dB la ganancia en lafrecuencia f0.

FIG 2

Asumiendo C1 = 10 * C2R3 = 10 * R2

Aplicando los criterios anteriores y aplicando a las formulas de w0, A0 y Qquedando:

Haciendo despejes obtengo

7


8/15

Comportamiento del potencimetro R2:- Cuando el potencimetro R2 esta en el medio en la salida hay 0 dB de seal o

sea la seal de entrada con ganancia 1.

- Cuando el potencimetro R2 se gira para atenuar esto configura un filtro pasabanda.- Cuando el potencimetro R2 se gira para realzar esto configura un filtro

rechaza banda (notch).

Diseo:

Selecciono R2 = 100K .

R3 = 10 * R2 = 10 * 100 K

R3 = 1M .

Como tomamos la ganancia en realce o atenuacin de 12 dB.A0 = 12 dBvoy ha hallar que tensin tengo en salida con una tensin de referencia de 1v

12 = 20 * log VO . 12 = log Vo1v 20

Vo =

VO 4v .

Entonces AO = VO AO = 4 v .VI 1 v

De ac saco que AO = 4 .

R1 = R2 . R1 = 100K = 11,111K3 (AO 1) 9

Tomo el siguiente valor R1 = 10K .

Ahora verifico que mi Q este en el rango de 1 y 2

Q = 1,12 . es un valor aceptable

8


9/15

Ahora calculo de los condensadores C2 y C3 para cada frecuencia fO, o sea64Hz 250Hz 1KHz 4KHz 16KHz.De la formula de wO obtengo la siguiente formula para C2:

Suplantando R1 = 10K y R2 = 100K obtengo esta ecuacin de la cualcalculo los valores de los condensadores C1 segn la fO.

y

C1 = 10 C2

fO (Hz) C2 ( F) C1 ( F)

64 0.0086 0.086

250 0.0022 0.022

1000 0.0005513 0.005513

4000 0.0001378 0.001378

16000 0.0000344 0.000344

Dado la dificultad de conseguir estos valores de condensadores en las casas deelectrnica se van ha utilizar los siguientes valores de la tabla 1 y a partir de ahse recalcula las frecuencias donde va ha actuar el ecualizador manteniendo:

AO = 4

R1 = 10K

R2 = 100KEntonces tengo que

9


10/15

fO (Hz) C2 ( F) C1 ( F)

55,13 0.01 0.1

250,5 0.0022 0.022

1172,9 0.00047 0.0047

3675,3 0.00015 0.0015

16706,1 0.000033 0.00033

El circuito funciona por octavas.Tomando la primera octava 32Hz:2da. Octava = 64 Hz4ta. Octava = 250 Hz6ta. Octava = 1000 Hz8va. Octava = 4000 Hz10ma. Octava = 16000 Hz

Pero en realidad utilizo2da. Octava = 55,13 Hz

4ta. Octava = 250,5 Hz6ta. Octava = 1172,9 Hz8va. Octava = 3675,3 Hz10ma. Octava = 16706,1 Hz

Esto trae un problema ya que la segunda octava es 55,13Hz, segn la teoracada octava es el doble de la frecuencia, entonces tericamente tendra que seas:2da. Octava = 55,13 Hz4ta. Octava = 220,5 Hz6ta. Octava = 882,08 Hz

8va. Octava = 3528,3 Hz10ma. Octava = 14113,3 Hzprovocando que se quizs se solapen los anchos de banda de algunas fOprovocando una deformacin en la forma en como responde para esa fO. Abajose explica con imgenes.

10


11/15

Grafica de respuesta con los valores tericos de fO:

Grafica de respuesta con los valores a usar de fO:

Lnea punteada valores ha usarLnea continua valores tericos

Manutencin de la ganancia unitaria del circuito.

Dado que en , tengo 5 inversiones de voltaje y todas convoltaje unitario (porque los potencimetro estn en el medio del tramoproduciendo una ganancia de salida de 0dB = 1.Estos puntos estn conectados a una red sumadora que suma las 5 inversionespor lo tanto si no colocara la resistencia de 25K no me quedara una salida detensin VO en A7 unitaria.Entonces hago el arreglo con esta resistencia de 25K, a continuacin sedescribe el calculo.

El VO en A7 es el siguiente

11


12/15

Siendo V1 = -Vi ; V2 = -Vi ; V3 = - Vi ; V4 = - Vi ; V5 = - Vi ; V25K = + Vi

VO = - ( (-Vi) + (-Vi) + (-Vi) + (-Vi) + (-Vi) + 4( Vi) )= - ( -5Vi + 4Vi)Entonces queda

VO = Vi .

12


13/15

Problemas que se presentaron y correcciones alcircuito- El condensador C3 de 3,3 F fue eliminado ya que produca un efecto de

filtro pasa alto dejando pasar los sonidos mas agudos solamenteproduciendo en la salida un sonido chilln.- Hay problemas por la no disponibilidad de condensadores en casas de venta

de la medida exacta para que la fO sea la deseada (64, 250, 1K, 4K, 16K).La fO = 250Hz es la que mejor funciona atenuando y realzando, las demsquedaron corridas.

- Para mejor ajuste hay que colocar 5 potencimetros para controlar laganancia en la salida de cada filtro ya que puede quedar atenuada orealzada la salida de cada uno de las 5 filtros. El valor es de 200K que harapor cada uno una ganancia mxima de 2. Esto podra traer problemas en lamanutencin de la ganancia unitaria del sistema por lo que hay que tener

cuidado en su uso.

ConclusinEl circuito se comporto como un filtro pasa banda cuando se giraba el pote de100K para que realce y como un filtro rechaza banda (notch) cuando atenuaba.

Es un circuito de difcil calibracin en la fO ya que si no se consiguen los valoresde condensadores queda distinto a como lo diseamos.

BibliografaLibro - Audio handbook - Dennis Bohn (National Semiconductor 1977)

13


14/15

Esquema electrico

14


15/15

15

Documents

24819067 Ecualizador de Octavas