Equalizador Gráfico de 10 Canais (ART2317)

Equalizadores gráficos são equipamentos importantes num sistema de som, pois permitem ajustar a curva de resposta de acordo com as condições acústicas do ambiente, o gosto do ouvinte e o próprio tipo de música executada. Para uma peça cantada, por exemplo, uma equalização que reforce os médios, ou para uma peça orquestrada, uma equalização que reforce os graves e agudos, esse aparelho torna-se interessante. O circuito apresentado é sugerido pela National Semiconductor, caracterizando-se pela sua simplicidade, pois se baseia em amplificadores comuns. O número de canais sugerido originalmente é 10, mas nada impede que, de posse dos elementos teóricos, você altere o número de canais para adequá-lo às suas necessidades.

Os equalizadores gráficos existentes no comércio são equipamentos caros, o que impede sua aquisição por parte daqueles que gostam de som.

Assim, para os que entendam um pouco de eletrônica, uma solução alternativa consiste na montagem deste equipamento, se bem que seja necessária para isso uma boa dose de paciência e habilidade, não pelo fato do circuito ser complexo ou de difícil ajuste, mas sim pela parte mecânica, no sentido de se obter uma apresentação compatível com o resto de seu sistema.

Confiando que todos tenham essa habilidade mecânica, a parte eletrônica, conforme veremos, não constitui um problema.

O projeto apresentado é sugerido pelo manual AUDIO RADIO HANDBOOK, da National Semiconductor, e se baseia em integrados relativamente comuns.

Este equalizador pode ser intercalado entre a maioria das fontes de sinais e amplificadores, conforme sugere a figura 1.

Figura 1 – Uso do equalizador | Clique na imagem para ampliar |

Damos no projeto também uma fonte de alimentação simétrica, apropriada para a alimentação dos dois canais de um sistema equalizador com 10 controles cada um.

Lembramos que, como se trata de circuito de áudio que opera com sinais de baixo nível de ruído, todo cuidado é pouco a fim de se evitar a captação de zumbidos ou instabilidades.

O CIRCUITO

Um equalizador gráfico nada mais é do que um controle de tom múltiplo, em que temos acesso a faixas estreitas de frequências, no sentido de reforçá-las ou atenuá-las.

Com isso, podemos ajustar a curva de resposta de um sistema, formando assim uma nova disposição gráfica, conforme sugere a figura 2, e que dá nome ao aparelho.

Figura 2 – A equalização gráfica

Desta forma, levantando os controles extremos do equalizador obtemos reforço dos graves e agudos, e levantando o meio temos reforço dos médios.

Do mesmo modo, abaixando os extremos temos uma atenuação dos graves e agudos.

Levando em conta que numa peça cantada a voz humana se concentra nos médios, podemos obter uma projeção para o cantor, simplesmente com um reforço dessa faixa. Já para uma peça orquestrada, os instrumentos agudos como o violino, ou graves como a tuba ou o baixo, podem ser destacados com uma curva do tipo mostrado na figura 2.

A base do circuito consiste em um filtro construído em torno de um amplificador operacional, conforme mostra a figura 3.

Figura 3 – Circuito básico | Clique na imagem para ampliar |

Neste circuito o potenciômetro pode controlar o grau de reforço ou atenuação para a frequência central, que é determinada por C2 e Rs, assim como L.

O controle é obtido pela dosagem da realimentação negativa.

No entanto, um dos problemas que ocorre, na prática, com essa configuração é a necessidade de termos indutores, cujos valores podem se tornar muito altos nas frequências mais baixas.

Além de ser difícil obter esse componente pronto para todos os valores exigidos na nossa equalização, trata-se de um componente caro e que pode ter tamanhos desfavoráveis, no caso das frequências mais baixas.

Uma solução para esse problema consiste em se simular um indutor, com um circuito que não use esse tipo de componente, o que é possível na configuração mostrada na figura 4.

Figura 4 – Simulando um indutor | Clique na imagem para ampliar |

No circuito, a indutância depende dos valores dos componentes e é dado pela fórmula:

L = (Q x Rs) / 2 π fo

L = (Q x R2) / 2 π fo

Partindo desse circuito fica fácil projetar um equalizador com 12 dB de atenuação ou reforço por canal. Vamos dar como exemplo o do próprio manual da National Semiconductor, para uma frequência central de 2kHz.

O fator Q desse circuito será de 1,7 para efeito de cálculo.

1. Selecionamos R1 = 68k

2. Partindo das equações:

 

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Para termos os 10 canais de nosso equalizador, podemos utilizar-nos da tabela abaixo.

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Para se obter uma montagem mais compacta utilizamos os amplificadores operacionais quádruplos, do tipo LM348. No entanto, o próprio manual da National indica que outros operacionais podem ser utilizados.

Se bem que potenciômetros lineares possam ser usados, o manual sugere o emprego de potenciômetros S (Allen Bradley 7OA16032 R2035), que certamente não serão encontrados facilmente no nosso mercado.

Como características adicionais, este circuito tem uma taxa de distorção harmônica de 0,01% em 20 kHz.

MONTAGEM

Na figura 5 temos o diagrama completo deste equalizador.

Figura 5 – Diagrama do equalizador | Clique na imagem para ampliar |

Sugerimos a montagem de cada módulo de controle de frequência numa placa separada, o que facilita a colocação no painel. Cada placa corresponde a uma frequência e pode ter seu potenciômetro diretamente fixado no painel, servindo assim de elemento de sustentação para o conjunto.

Apenas o LF356 e a fonte de alimentação ficarão em posição separada, pois são comuns à entrada e saída de sinal.

Na figura 6 temos uma sugestão de painel para a caixa do equalizador, prevendo-se a montagem dos dois canais.

Figura 6 – Sugestão de caixa | Clique na imagem para ampliar |

Na figura 7 temos o diagrama da fonte de alimentação simétrica estabilizada de 15+15 V, que serve para os dois canais deste equalizador.

Figura 7 – Fonte para o equalizador | Clique na imagem para ampliar |

Os resistores são de ¼ W com 5% de tolerância e os capacitores podem ser cerâmicos ou de poliéster de boa qualidade.

Os eletrolíticos devem ter tensões de isolamento de 25 V.

Os cabos de entrada e saída de sinal devem ser blindados com a malha devidamente aterrada.

obs.: Cada integrado deve ser alimentado conforme mostra CI-3n e CI-1, com a colocação do capacitor de desacoplamento (1oonF) o mais próximo possível do componente.

Ref.: AUDlO/RADIO HANDBOOK – National Semiconductor Corporation - 1980.