Informe de Circuitos Eléctricos II

Tema: Diseño de un Ecualizador con el uso de filtros Activos

Integrantes: Patricia Acurio

Carolina Asanza

Fabricio Reyes

Andrés Moreno

Ing. Elember Guanoluiza

Fecha: 19 de Julio de 2012

Tema: Diseño de un Ecualizador con el uso de filtros activos

Objetivo General

Elaborar un ecualizador de audio usando filtros para conocer el comportamiento de los mismos en distintas frecuencias.

Objetivos Específicos

Diseñar el circuito ecualizador de audio. Realizar la simulación del circuito diseñado. Montar el circuito en el protoboard que se muestra en la figura 1 y probar su

funcionamiento. Realizar el circuito en la baquelita y colocarlo en una caja para darlo por terminado.

MARCO TEÓRICO

Ecualizador gráfico

Un ecualizador gráfico es un dispositivo que procesa señales de audio. Y nos permite dividir esta señal en diferentes bandas de frecuencia, pudiendo alterar la ganancia de cada banda de forma independiente.

Se puede construir un ecualizador gráfico con el uso de filtros.

Filtro Activo

Los filtros activos están compuestos por resistencias, capacitores y amplificadores operacionales. No requieren bobinas.

En los sistemas de comunicaciones se emplean filtros para dejar pasar solo las frecuencias que contengan la información deseada y eliminar las restantes. Los filtros son usados para dejar pasar solamente las frecuencias que pudieran resultar ser de alguna utilidad y eliminar cualquier tipo de interferencia o ruido ajeno a ellas. Existen dos tipos de filtros: Filtros Pasivos: son aquellos tipos de filtros formados por combinaciones serie o paralelo de elementos R, L o C. Los filtros activos son aquellos que emplean dispositivos activos, por ejemplo los transistores o los amplificadores operacionales, junto con elementos R L C.

Filtro Pasa Altos: La principal característica de este tipo de filtros, es el atenuar la señal a valores de frecuencia bajos. Algunos filtros pasa altos, no solo tienen efecto atenuador sino que también provocan un adelantamiento en la fase y derivación en la señal.

Un filtro pasa altos permite el paso a través del mismo de todas las frecuencias superiores a su frecuencia de corte sin atenuación. Las frecuencias por debajo del punto de corte serán atenuadas. Como la frecuencia por debajo del punto de corte se reduce, esta atenuación, definida en db por octava, se incrementa. Los filtros pasa altos estándares siguen incrementos de 6 db por octava, así los filtros de 6 DB, 12 DB, 18 DB y 24 DB por octava son comunes. Debe observarse

que cuanto mayor es la pendiente de atenuación, mayor es el desplazamiento de fase dentro de la banda de paso.

Filtro Pasa Bajos: Un filtro pasa bajos corresponde a un filtro caracterizado por permitir el paso de las frecuencias más bajas y atenuar las frecuencias más altas. La unidad de frecuencia es el: Hertz, Hertzio, ciclo por segundo

Filtro Pasa Banda: En este filtro existen dos frecuencias de corte, una inferior y otra superior. Este filtro sólo atenúa grandemente las señales cuya frecuencia sea menor que la frecuencia de corte inferior o aquellas de frecuencia superior a la frecuencia de corte superior. por tanto, sólo permiten el paso de un rango o banda de frecuencias sin atenuar.

Equipo y Materiales

Equipo

Multímetro Protoboard Cautín

Materiales

Baquelita 5 Amplificadores Operacionales LM741 Estaño Cloruro Férrico Capacitores Resistencias Diodos Led Alambre de timbre Baterías de 9Vcd Cables lagarto-banana

Vasos desechables Caja de madera 2 Baterías de 9V

PROCEDIMIENTO 1. Diseñar el circuito y luego simularlo para verificar su correcto funcionamiento.2. Probar el diseño en protoboard

3. Diseñar las pistas en Ares4. Imprimir en papel fotográfico las pistas.

5. Transferir el diseño del circuito a la baquelita.

6. Introducir la baquelita en acido.

7. Con el uso de un taladro, hacer los huecos en las pistas y soldamos los elementos a la

placa.

8. Las baterías de 9 voltios sirven para polarizar a los amplificadores operacionales.9. Conectar en paralelo los LED’s a cada salida de los filtros.10. Introducir el circuito dentro de la caja y pegar los vasos boca abajo para cubrir a los leds y

asi conseguir mejor brillo en la oscuridad.

CALCULO DE ELEMENTOS Y SIMULACIONES:

ALIMENTACIÒN

TONOS GRAVES

PASABAJOS

fc= 12∗π∗RC

5k= 12∗π∗RC

RC= 12∗π∗5k

paraC=33nF , R=1k

TONOS GRAVES MEDIOS

PASA ALTOS

fc= R2∗π∗L

3k= R2∗π∗C

paraC=10nF , R=510

TONOS AGUDOS MEDIOS

PASA ALTOS

fc= 12∗π∗RC

1500= 12∗π∗RC

paraC=33nF , R=210Ohm

TONOS AGUDOS

PASABANDAS

fc=√ 1LC

15000=√ 1RC

paraC=33nF , R=5.6k

Esquema (diseño de las pista en proteus)

Diseño 3D

Conclusiones:

La salida de audio máxima de un computador oscila entre 500mV y 1V. Los filtro activos no usan bobinas, se usan para filtrar frecuencias más bajas a 10k Hz Un filtro es un circuito que se diseña para poder dejar pasar frecuencias deseadas, de esta

manera se pudo determinar qué tipo de filtro se utiliza para cada frecuencia y cuál es su funcionamiento

Se consiguió elaborar un circuito el cual nos indica de una manera llamativa como funciona el ecualizador y se pudo entender la parte técnica de dicho elemento

Se pudo determinar cual es el comportamiento del amplificador LM741 cuando interactúa con filtros.

Una aplicación sencilla y práctica del uso de filtros es un ecualizador gráfico de sonidos.

Recomendaciones:

Tener mucho cuidado con la polarización de los amplificadores operacionales, se recomienda utilizar para esto 2 fuentes (baterías) idénticas, esto es: misma marca y voltaje.

No dejar las baterías conectadas al circuito, ya que se descargarán demasiado rápido y el voltaje máximo amplificado por los operacionales disminuye conforme Vcc lo hace.

Prevenir corto circuitos al momento de soldar los elementos en la baquelita, esto puede retrasar el trabajo

Fijarse que el diseño en ares no esté en mirror (espejo).

Bibliografía:

http://www.terra.es/personal2/equipos2/filtros.htm Fundamentos de circuitos eléctricos, Sadiku, 3era edición http://html.rincondelvago.com/filtros-activos.html http://www.cps.unizar.es/~te/Docencia_archivos/eaa_archivos/t4_filtros.pdf http://es.wikipedia.org/wiki/Filtro_activo http://es.wikipedia.org/wiki/Ecualizador_gr%C3%A1fico

ANEXOS