¿Cómo se diseña un ecualizador básico?

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Muchos se habrán preguntando alguna vez cómo se diseña un ecualizador o tal vez cómo funciona. Bien, en este artículo expondré información que trate de resolver estas interesantes preguntas.
En la vida cotidiana, se conoce a un ecualizador como un dispositivo electrónico que se encarga de modificar el sonido para que se escuche mejor. Este es una definición bastante general; ahora se sabe que de una manera teorica el ecualizador lo que hace es modificar  ya sea la amplitud o fase de los coeficientes de fourier en cierto rango de frecuencias. Sabemos que una canción por ejemplo, esta compuesta de muchas ondas con diferentes frecuencias, es decir: es una superposición de ondas. Ya hemos visto en nuestros reproductores musicales una especie de gráfico que nos muestra como son esas ondas.

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Esta modificación que se hace es grandiosa ya que, en el intervalo de frecuencias de audio (al menos para el oído humano) se logra obtener un ajuste que conlleva a escuchar nitidamente el sonido.

Existe un rango frecuencial de sonido básico (20 Hz < f 5 kHz), graves (f < 500 Hz) e intermedios donde cualquier ecualizador básico puede trabajar para modificar amplitud o fase a este intervalo de manera independiente.

El diseño más o menos es el siguiente, para cierta señal de audio producida por un receptor, ésta necesitará enviarse a tres diferentes circuitos que amplificarán la señal ya que es muy bajita, cada uno con un filtro diferente en la entrada.

Esto quiere decir que vamos a necesitar tres tipos de filtros: pasa baja, pasa alta y uno pasa banda. Aunque también pueden ser tres filtros de tipo pasa banda, eso dependerá del diseño. Lo que harán estos filtros, como lo dice su nombre es filtrar la señal a cierta intervalo de frecuencia, y el amplificador entonces agarrará cada señal y la amplificará.

La salida de cada circuito se debe llevar a otro circuito llamado amplificador sumador, muy conocido en los cursos de circuitos básicos. Este amplificador lo que hará es tomar todas las señal filtradas que han sido amplificadas y las sumará para luego ir a un altavoz que es donde se escuchará el sonido.
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En la síntesis de filtros se estudian muchas configuraciones de filtros, cualquiera de estos puede ser utilizado pero eso dependerá de muchos paramétros. Hace poco tuve la experiencia de diseñar un ecualizador con filtros pasa banda de tipo multiretroalimentado, y fue bastante divertido ya que se tuvo que tomar en cuenta qué componentes utilizar en base a las frecuencias centrales, ancho de banda de cada filtro, además del factor de calidad.

Determinar un buen filtro para el ecualizador es la parte más difícil, sobre todo porque el diseño de filtros no es trivial y la matemática utilizada es bastante compleja. Es mejor elegir una configuración de filtro que tenga la menor dependencia de componentes entre uno y otro., también tratar de fijar mayor cantidad valores en los dispositivos a utilizar. Valores adecuados de resistencias y capacitores nos ahorrarán un dolor de cabeza a la hora de armar un ecualizador. Algunos amplificadores operacionales que se pueden utilizar en filtros pasa banda para proyectos de audio son el TL072 y TL082.