Projeto de um Equalizador de Áudio

[leoflnhs]

Olá amigos, tudo bem?

Estou com um projeto de um equalizador de áudio de 5 frequências, em que devem ser utilizados filtros ativos para o mesmo.
A parte de filtragem de sinais eu consegui projetar, usando o amp-op LM833N, próprio para aplicações de áudio.
As frequências equalizadas são: freq1 = menores que 90hz, freq2 = 250 a 500hz, freq3 = 500 a 1500hz, freq4 = 1500 a 4000hz, freq5 =maiores que 5000hz.

 

Contudo, após a filtragem, eu preciso somar estes sinais novamente, mas com o controle das frequências.

Pensei em utilizar para isso o circuito de um somador inversor com amp-op, usando potenciômetros para o controle dos sinais dos filtros, conforme desejado (seja no caso atenuar determinada faixa de frequências ou amplificar a mesma). Porém acredito que para isso, eu preciso configurar as resistências do circuito somador, para conseguir um "zero" no controle com os potenciômetros (situação em que a faixa de frequências não é nem atenuada nem amplificada). Não estou conseguindo projetar isto.

 

Alguém teria alguma sugestão de como eu poderia somar estes sinais vindos dos filtros, com o controle da amplitude de cada um, com potenciômetros e conforme desejado no momento?? Preciso muito encontrar uma forma de fazer isto.

 

 

Agradeço desde já.

[Renato.88]

Use esse como base:

[leoflnhs]

A ideia é boa, mas não posso utilizá-la, pois o projeto determina a utilização de filtros ativos de 4 ordem para o equalizador. Os filtros eu projetei usando o FilterPro da Texas Instruments. Escolhi os filtros do tipo Bessel com a topologia de Multiple Feedback..

Agora preciso encontrar uma forma de somar estes sinais com o controle dos mesmos com potenciômetro, conforme desejado no momento.

[MOR_AL]

"Tio Google"!

Pesquisar por "somador amplificador operacional".

Vai encontrar muita coisa lá.

MOR_AL

[leoflnhs]

Amigo, eu conheço o amplificador operacional e sei utilizá-lo na configuração de somador inversor, cuja tensão de saída é dada por: vou = -Rf*((v1/R1) + (v2/R2) + (v3/R3) + ... + (vn/Rn)). Sei também que existe a configuração não inversora.

Mas minha dificuldade reside no fato que preciso fazer um controle do equalizador de áudio, conforme necessitado no momento. Para isso, pensei em utilizar potenciômetros, mas preciso definir um "zero" para o controle também, de modo que se possa atenuar determinado sinal ou amplificá-lo, conforme necessidade para determinado sinal de áudio.

[MOR_AL]

Muito bem!

Então vamos lá:

 

1 - Seus filtros são de quarta ordem, do tipo Bessel dois passa-baixas (PB) e dois passa-altas (PA) frequências. A exceção são para os filtros nos extremos da faixa. Só possuem segunda ordem. As limitações dos amplificadores operacionais (AO) e dos capacitores externos aos filtros, juntamente com as impedâncias de entrada e de saída, limitarão os extremos superior e inferior.

Há uma interação entre os filtros PB e PA de cada filtro (de cada faixa). Você tem que conhecer a atenuação, ou ganho do seu circuito de filtro ativo. Observe que a atenuação não é constante, pois vai variar com a frequência dentro de cada faixa. Considera-se o maior valor de ganho ou atenuação naquela faixa. Este valor é dado para apenas uma frequência. Normalmente, com os valores corretos dos componentes, esta frequência corresponde à média geométrica das frequências com 3dB abaixo do máximo. 

2 - Poste o circuito básico de um destes filtros de quarta ordem. Entendo como topologia Multiple Feedback como sendo realimentação por mais de um ramo do circuito. Não conheço este FilterPro da Texas Instruments e não sei se ele fornece a curva de resposta do circuito (ganho x frequência), mas não importa. Você tem outros aplicativos "free" que fornecem.

3 - De posse do valor do ganho ou atenuação nesta frequência (média geométrica) para cada faixa, você deverá amplificar ou atenuar o seu sinal, após a saída de cada filtro (Circuito X), de modo que o ganho desde a entrada do filtro até a saída do circuito X valha uma unidade. Esta será sua referência, ou 0 dB relativo (ganho 1).

4 - A partir daí entre com um circuito que dê ganho ou atenuação, para controlar o nível de sinal em cada faixa.

5 - Em seguida use o circuito somador para somar os sinais provenientes de cada faixa. 

6 - Antes das entradas dos filtros, ou preferivelmente depois da saída do circuito somador, use um circuito de ganho, ou atenuação geral. Se antes ou depois, vai depender do nível do seu sinal original. Se for baixo, a amplificação deve se encontrar na entrada geral. Se for alto, a amplificação, ou redução, deverá se encontrar na saída geral. Isso é necessário para você aproveitar a faixa dinâmica de tensão dos AO.

 

Finalmente 1!

Observe que os filtros com a configuração Bessel possuem a resposta ganho x frequência "suave", variando bem menos que os outros tipos de filtros. Isso implica que haverá alguma interação entre faixas. Essa interação SEMPRE existirá em maior ou menor grau, independente da configuração.

 

Finalmente 2!

 

Costuma-se escolher faixas de frequências tais, que haja uma relação constante entre o valor máximo e o valor mínimo da atenuação de cada faixa. Pontos de -3dB relativos. Sua escolha de faixas não segue este consenso geral. 

 

Finalmente 3!

Eu uso o aplicativo Simetrix para análise de circuitos analógicos. É free até um grande número de componentes.

Eu tentaria colocar TODO o circuito no aplicativo, para ver a interação entre as faixas.

Caso não desse, devido a limitação de componentes, eu separaria em dois ou três circuitos.

Espero ter lhe auxiliado.

Caso tenha alguma dúvida, terei prazer em lhe auxiliar, desde que você mostre, com figuras, que esteja seguindo minhas colocações. Caso contrário, haverá sempre alguém que poderá lhe auxiliar.

 

Bons projetos.

MOR_AL