Elevador de Oitava (ART2301)

Eis um efeito de som que pode causar sensação se usado em conjuntos musicais, karaokê, com instrumentos como violões e guitarras ou simplesmente numa emissora de rádio: um aparelho que eleva a tonalidade de sua voz ou instrumento musical de uma oitava (dobra a frequência), de tal modo que ela se torna irreconhecível, porém inteligível.

O circuito que descrevemos é muito simples e incorpora seu próprio amplificador, de modo que você pode utilizar as mais diversas fontes de sinal, como, por exemplo, microfones, gravadores, captadores de instrumentos musicais ou mesmo a saída de um mixer.

A saída pode ser ligada a qualquer amplificador, transmissores, gravadores ou outros equipamentos de reprodução de som.

O sistema é alimentado por 4 pilhas e sua utilização é muito simples, não oferecendo qualquer dificuldade de operação.

Na versão básica sugerimos a utilização de microfone de cristal ou eletreto, ou então de captadores para violão ou guitarra.

Fonocaptores cerâmicos e saídas de gravador também excitam facilmente o circuito.

O CIRCUITO

O tom de uma voz ou de um instrumento é dado pela sua frequência.

Diferentemente dos sons puros, que têm forma de onda senoidal, os sons da voz humana ou de instrumentos musicais possuem formas de onda bastante complexas, conforme sugere a figura 1.

Figura 1 – Formas de onda

Conforme o instrumento ou o tipo de voz, a faixa de frequências abrangida pode variar, o que caracteriza assim as diversas oitavas.

De uma oitava para outra temos as mesmas notas (ou sons), mas com frequências dobradas.

Se tomarmos um som qualquer, correspondente a instrumento musical ou voz humana, e simplesmente dobrarmos a sua frequência, sem alterar de modo significativo a forma de onda, o que teremos é um resultado interessante: a voz será mais "fina" e o instrumento terá um som mais agudo, mas o conteúdo será o mesmo.

O nosso circuito faz justamente isso.

Aplicamos o sinal de uma fonte qualquer à entrada de um amplificador (TBA820).

Após a amplificação o sinal é aplicado a uma ponte de 4 diodos, que consistem num retificador de onda completa.

Este retificador “pega" o sinal já amplificado e dobra sua frequência, conforme mostra a figura 2.

Figura 2 – Dobrando a frequência do sinal

O resultado é uma certa deformação do sinal, com a multiplicação por dois da frequência, mas a manutenção do contorno básico que caracteriza a informação.

Este sinal passa então por um controle de tom que permite eliminar eventuais agudos que sejam desagradáveis, para depois ser enviado a um amplificador externo.

Veja que usamos um transformador, porque os diodos precisam de uma tensão de pelo menos 0,6V para iniciar sua condução.

Trabalhando com baixa tensão, no ponto de inflexão da curva característica, conforme mostra a figura 3, teríamos a introdução de uma distorção muito grande no sinal.

Figura 3 – O ponto de operação

Com a utilização de um transformador de alimentação invertido, elevamos a tensão do sinal a ponto dos diodos poderem trabalhar na região linear de sua característica, obtendo-se assim maior fidelidade no contorno do sinal de frequência dobrada.

Veja então que as condições para que o aparelho funcione satisfatoriamente são fáceis de serem cumpridas: basta que a fonte de sinal excite convenientemente o amplificador, a ponto dele fornecer uma saída de boa potência para o transformador.

Depois disso, é só ter um amplificador comum que possa ser ligado à sua saída, com a potência que se deseja ter no som final.

Na figura 4 temos o diagrama completo deste aparelho.

Figura 4 – Diagrama do elevador de oitava

MONTAGEM

A placa de circuito impresso é mostrada na figura 5.

Figura 5 – Placa para a montagem

O transformador, para maior economia e facilidade de realização do projeto, fica fora da placa.

Poderemos usar qualquer transformador que tenha enrolamento primário de 110 V ou 220 V com secundário simples ou duplo de 6 a 12 V com corrente entre 100 e 500 mA.

Sugerimos em especial um de corrente mais baixa, por ter menores dimensões e assim facilitar a montagem.

O integrado é montado em soquete DIL e, como se trata de elemento de pequena potência, fornecendo perto de ½ W de saída, não há necessidade de radiador.

Os resistores são todos de 1/8 ou ¼ W com qualquer tolerância.

Para os capacitores eletrolíticos podemos usar tipos de 6 V ou mais de tensão de trabalho. Para os demais podemos usar os de cerâmica, poliéster ou styroflex.

Os diodos são 1N4148 ou qualquer equivalente de silício.

Também podem ser usados diodos de germânio com tensões de trabalho de pelo menos 50 V.

Q1 é o pré-amplificador, podendo ser o BC548 ou qualquer equivalente.

Os potenciômetros P1 e P2 são lineares ou log.

Para a entrada usamos um jaque de acordo com a fonte de sinal, sugerindo-se o tipo RCA, já que microfones e fonocaptores possuem plugues deste tipo.

Nada impede que façamos a ligação de um jaque RCA em paralelo com um jaque de microfone comum.

Para a saída usamos um cabo blindado com plugue de acordo com a entrada auxiliar (AUX) do amplificador que vamos utilizar. Normalmente encontramos para esta finalidade plugues RCA.

Para as pilhas utiliza-se um suporte comum. Numa aplicação fixa, sugerimos a utilização de fonte com muito boa filtragem para que não ocorra a introdução de roncos.

A colocação de uma chave H entre a entrada e saída permite a comutação do modo normal de operação para o modo com oitava dobrada. Na figura 6 mostramos o modo de se fazer a ligação desta chave.

Figura 6 – Ligação da chave H

Observamos que, como se trata de montagem que opera com sinais de áudio de pequena intensidade, todas as precauções com a captação de zumbidos são importantes.

Em especial Observamos os cabos de entrada de sinal que devem ser blindados.

PROVA E USO

Para provar a unidade ligue sua saída à entrada de um amplificador comum e na sua entrada uma fonte de sinal, como, por exemplo, um microfone ou mesmo a saída de fone de um rádio de pilhas ou gravador.

Ajuste P1 e P2 para obter no amplificador o som com os efeitos desejados, mas sem distorções excessivas ou saturação do amplificador final.

Uma vez comprovado o funcionamento é só usar a unidade. Se quiser trabalhar com fontes diversas de sinais, ligue na entrada do elevador de oitava um mixer e trabalhe com instrumentos, microfones e mesmo gravações de fundo (acompanhamento) num karaokê, por exemplo.