Informe Proyecto de Laboratorio: Ecualizador de Audio

Profesores: Pablo Aqueveque, Esteban Pino

Ayudantes: Mara Ignacia Aguilera, Javier Chvez, Soledad Muoz

Salvador Gallardo Riquelme, Nicols Muoz Arias

Ingeniera Civil Biomdica, Departamento Ingeniera Elctrica, Universidad de Concepcin, Concepcin, Chile.

sagallardo@udec.cl

nicolasignmunoz@udec.cl

Abstract- El presente informe describe y expone los detalles

referentes a la construccin de un ecualizador de audio de tres

bandas. El diseo terico tuvo como piedra angular la creacin

de filtros para los espectros de frecuencias que describen los

sonidos agudos, medios y graves, junto con la inclusin de

potencimetros logartmicos en cada filtro con el fin de regular

cada banda de frecuencia, de manera de percibir auditivamente

los cambios en el sonido que entraba al circuito. Dichos filtros

fueron interconectados por medio de un circuito sumador basado

en amplificadores operacionales, para as finalizar en una salida

de audio.

I. INTRODUCCIN

Un filtro en el rea electrnica se entiende como un circuito que

permite el paso de una banda de frecuencia especfica mientras

atena todas las seales ajenas a este espectro de frecuencias. Las

frecuencias a filtrar pueden ser variadas, y es importante para efectos

de la construccin del ecualizador, saber que las frecuencias entre 20

y 500Hz son clasificadas como graves, las de 500 a 2000 Hz como

sonidos medios, y las que van desde 2000 a 20 kHz tienen el rotulo

de agudas. El rango llega hasta 20 kHz ya que el odo humano

idealmente percibe sonidos entre 20 Hz y 20 kHz.

Dicho esto, que se considera relevante como conocimiento previo

para la correcta compresin del proyecto, es como en los prrafos

que preceden al actual podr encontrar una descripcin detallada del

diseo previo que se realiz para el ecualizador de audio y los

valores de los componentes que lo conforman, as como tambin el

ecualizador ya implementado empricamente.

II. MATERIALES Y MTODOS

A. Materiales:

1) Equipos: Para poder ejecutar la implementacin de los

circuitos fue necesario contar con:

Osciloscopio: Tektronix TDS 1002B Two

channel,(60MHz, 1GS/s)

Multmetro Digital: Meterman Modelo 37XR

Generador de Funciones GW Instek GFG-8216A.

Software de simulacin: NI Multisim 12.0

2) Componentes: En esta categora tenemos:

Protoboard.

Cables de Conexin.

1 Puente de Diodos Rectificador

1 CI Regulador de Voltaje LM 7809

1 CI Regulador de Voltaje LM 7909

1 Resistencia de 100 k[]

1 Resistencia de 200 k[]

1 Resistencia de 10 k[]

3 Resistencias de 500 []

1 Resistencia de 364 []

1 Resistencia de 106 []

1 Resistencia de 212 []

4 Resistencias de 6.8 k[]

1 Resistencia de 3.4 k[]

4 Potencimetros Logartmicos de 5 k[]

4 Condensadores de Cermica de 1 F/50V

1 Condensador de Cermica de 68 nF/50V

2 Condensadores Electrolticos de 2200 F/50V

2 Condensadores de Cermica de 330 nF/50V

1 Condensador de Cermica de 0.1 F/50V

7 Amplificadores Operacionales LM741

1 Entrada de Audio

Parlante

III. DESARROLLO

La implementacin del proyecto, se bas en el diseo de una

fuente de poder de voltaje regulada, un ecualizador de audio de 3

bandas y la salida del audio fue a travs de un parlante.

Para llevar a cabo, los diseos se utilizaron ecuaciones bsicas

para determinar valores de los componentes, y a partir de ello, poder

determinar los dems valores faltantes.

Para el diseo e implementacin del la fuente de voltaje regulada

se utilizo un puente rectificador, y condensadores para filtrar el

voltaje de rizado y eliminar ruido, adems la configuracin del

transformador fue tipo tad central, eso quiere decir, que estaba

entregando en sus 2 terminales 12V medidos entre el comn y el

terminal, y el voltaje entre terminales fue de 30V. Esta fuente era

simtrica, se logro que entregara 9V continuos gracias a los

reguladores de voltajes tanto para el lado positivo como el negativo.

(Fig. 1)

Una vez implementada la fuente de poder, se procedi a

implementar el ecualizador el cual est compuesto en su entrada por

un amplificador con inversor que aumentara la ganancia, y luego se

tendr 3 filtros: Pasa-Bajo, Pasa-Banda, Pasa-Alto, los cuales son

darn un rango de frecuencia de operacin, y en la salida de los

filtros se implemento un sumador de ganancia unitaria, para

finalmente ubicar el parlante en la salida, regulado por un

potencimetro logartmico, ya que las personas escuchas en forma

logartmica.(Fig. 2).

CA

LM7809

LM7909

2200 F

2200 F

1 F

1 F0.1 F

220V/50Hz

9 V

-9 V

Fig. 1 Diseo Fuente de Voltaje Regulada

Fig. 1 Diseo Circuito Ecualizador de Audio de 3 Bandas

IV. RESULTADOS

Como principales resultados, se obtuvo que la seal de audio, no

se recortaba en la salida, junto a ello, los filtros estaban operando de

forma adecuada, y en la salida, se obtuvo una seal sonora

relativamente aceptable, dado que sufri ruido de interferencia, los

factores ambientales y el error humano son unos de los factores a

considerar. En cuanto, al funcionamiento de los filtros, tuvieron una

respuesta en frecuencia de buena calidad, lo que se ve reflejado en el

control de los tonos graves, agudos y medios.

V. CONCLUSIN

La ejecucin prctica del diseo del ecualizador de audio descrito

anteriormente nos permiti aplicar todos los conocimientos obtenidos

durante el curso de electrnica, adems de enfrentarnos e intentar dar

solucin a los imponderables que surgen al dar el salto desde lo

terico a lo real. En efecto , vimos que en el filtro pasa banda hay

un cierto rango de frecuencias en que el diagrama de bode muestra

una declive, el cual se identifica como una zona muerta , en la cual

la seal pierde algunos de sus componentes espectrales , provocando

inconvenientes al momento de regular las frecuencias medias. Esto

se podra solucionar utilizando filtros de orden superior a dos, con el

fin de agregar ms polos a nuestro circuito, sin embargo esto

conlleva una mayor dificultad de diseo e implementacin as como

tambin un mayor costo monetario.

Finalmente nos parece relevante comentar el ruido electrnico

presente en la seal de audio que se obtiene en la salida. Este

perjudica la nitidez del sonido y tiene como fuente principal la red

elctrica, la cual nos genera problemas debido a que se superpone a

la seal en estudio; por otro lado, el largo innecesario de los cables

en conjunto con las variaciones de temperatura de los sistemas

electrnicos o variables como vibraciones mecnicas, tambin son

factores que aumentan el ruido.

VI. BIBLIOGRAFA

[1] Prof. Pablo Aqueveque, (2014), Gua de Laboratorio Proyecto, Junio 2014.

[2] Prof. Pablo Aqueveque N. (Sc.D) (2014), Gua de Laboratorio N5:

Procesamiento de Seales con Amplificadores Operacionales,

Mayo

[3] Prof. Pablo Aqueveque N. (Sc.D),Bioelectrnica: Amplificadores

Operacionales, Mayo 2014.

[4] Prof. Pablo Aqueveque N. (Sc.D),Lab N5: Procesamiento de Seales

con Amplificadores Operacionales, Mayo 2014.

[5] Luis Felipe de la Hoz Cubas, Maria Ilse Dovale, Aplicacin de

Amplificadores Operacionales, Marzo 2009. [Online]Disponible: http://es.slideshare.net/mdovale/amplificadores-operacionales

[6] Juan Carlos Asinsten, El sonido, Ministerio de Educacin Ciencia y

Tecnologa. Pgina N 18 [Online] Disponible:

http://coleccion.educ.ar/coleccion/CD13/contenidos/materiales/archivo

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