Vamos a empezar con el cálculo del control de tonos. Aunque a los puristas no les gusta yo siempre lo añado con la posibilidad de anularlo.
El ajuste de los graves y agudos en un equipo de sonido Hi-Fi se puede llevar a cabo de diferentes formas. Se pueden hacer con componentes activos, es decir con circuitos integrados específicos; y también se pueden realizar con componentes pasivos simples, como el diseño que os presento en esta página. Es decir usando condensadores, resistencias…
Concretamente he usado el diseño conocido como la red de James pasiva con referencia a masa “Red
Baxandall”.Inventada por P.J Baxandall
http://en.wikipedia.org/wiki/Peter_Baxandall
Concretamente he usado el diseño conocido como la red de James pasiva con referencia a masa “Red
Primero os muestro el diagrama de bloques
Como se ve en la imagen consta de dos bloques. Vamos a verlo por separado.
Este circuito tiene influencia sobre las frecuencias que están por debajo de la frecuencia central del diseño. La R4 está compartida junto con bloque de control de agudos, que mas adelante vemos. Sirve para mezclar ambos bloques. R5 establece la impedancia de salida para que se pueda conectar a un amplificador. En este caso una válvula ECC83. Lo componentes mas importantes son los condensadores que se comportan como circuitos abiertos para las frecuencias graves.
Aquí tenemos el llamado diagrama de bode de la respuesta de graves en posiciones extremas; con el que haremos los cálculos.
Y aquí tenemos el circuito para el control de agudos. Como podéis observar cambia la ubicación de los condensadores. A diferencia del control de graves aquí el potenciometro esta intercalado entre ambos condesadores. Actúan de forma contraria, es decir en el control de graves los condensadores eran circuitos abiertos a frecuencias bajas. Ahora en el control de agudos los condensadores se comportan como cortocircuitos a frecuencias altas.
A la izquierda tenemos el diagrama de bode de respuesta a frecuencias altas en las posiciones extremas del control.
Con ambos diagramas se calcula los valores, teniendo en cuenta estas proporciones igualdades
R1 = 10R3
R2 = 99R3
C2 = 10ºC1
C4 = 11C3
R1 = 10R3
R2 = 99R3
C2 = 10ºC1
C4 = 11C3
Para llegar a esto hay que leer la obra de James baxandall.Os dejo un link donde mediante fórmulas se llegan a estas conclusiones. Hay que tener un nivel avanzado de matemáticas
http://makearadio.com/tech/tone.htm
References Baxandall, P.J. “Negative feedback tone control – independent variation of bass and treble without switches” W.W. 58.10 (Oct. 1952) 402. Correction 58.11 (Nov. 1952) 444.
Cálculos e igualdades
La formula del desarrollo 5º coincide con la frecuencia del mínimo de la curva de respuesta de amplitud de la red; cuando los controles de graves y agudos están al máximo.
Coincide también con la frecuencia del máximo de la curva de respuesta cuando ambos controles están al mínimo. Por lo general, a 1 kHz se adopta como frecuencia central.
Ejemplo de diseño
Supongamos que queremos diseñar un control de tono para un amplificador a base de transistores. Un valor adecuado para R1 es de 10k. R3 será entonces un 1k y R2 puede ser un potenciometro de 100k (valor estándar).
Es conveniente que F01 y F05 se separen una década en frecuencia. Luego, a partir de la formula del desarrollo 5º obtenemos:
Siendo Fc = 1kHz, encontramos que F01 debe ser 316Hz. El valor de f 05 será entonces 3.16kHz.
Del desarrollo 1º se obtiene para C2 un valor de 503.65nF.
Entonces, C1 debe tener una capacidad de 50.36nF. De acuerdo con el desarrollo 2º, Fp2 = 31.6Hz.
R5 se toma igual a 5 veces R2 con el fin de evitar efectos de carga de la red de graves. Por lo tanto, R5= 500k
R4 debe ser elegida de tal forma que se obtenga un valor asequible para R6. Si hacemos R4=100K, entonces debe de ser R6>> 100k. Podemos adoptar un valor de 500k ohmios para R6 .
Del desarrollo 3º, con el valor elegido para R4 se obtiene C3 = 774.85pF y C4 = 8.52nF.
Finalmente, con el fin de evitar la atenuación adicional en el circuito, la resistencia de salida del generador Vg(resistencia de la fuente) se debe de ser unas 20 veces menor que R1 .
Todo esto es mas fácil si usamos algún programa de cálculos de filtros.
El programa Tone stack calculator es un programa excelente. Puede ser utilizado para la simulación de redes de control de tono. Hay muchos cálculos de diferentes circuitos de filtros; no sólo este, que os he descrito aquí.
Se puede descargar desde:
Abajo pongo la simulación de dos cálculos. La primera simulación utilizando los valores de los componentes del cálculo anterior. Podeis cambiar el valor de cualquier componente pinchando en el.
