Introducción
Para el TFG, del cuál hablé en esta entrada, desarrollé un adaptador de impedancia para guitarra eléctrica, el cual permitía conectar el instrumento a una a una placa de desarrollo, mejorando así la calidad del sonido.
Problema de impedancia en guitarras eléctricas
El problema era que la impedancia de salida de la guitarra era mucho mayor que la impedancia de entrada de la placa, por lo que el sonido era malo, había que adaptar las impedancias. Se diseñó un circuito que fue probado mayormente a oído, y también con la ayuda de un generador de señales y un osciloscopio, en principio cumplía su función, pero… ¿Se podría mejorar?
Análisis del adaptador de impedancia inicial
Lo primero que hice fue simular el circuito y hacer un análisis en el espectro de la frecuencia. Para ello dibujé el esquema electrónico en el software MultiSim, y este fue el resultado:
Imagen 1. Adaptador de impedancia inicial.
Imagen 2. Análisis en frecuencia del circuito.
Limitaciones detectadas en la primera versión
Se observan dos cosas, que no captura bien las frecuencias bajas y que el ancho de banda del sistema es excesivo para aplicaciones de sonido, por lo que podrían acoplarse otras señales parásitas.
Propuesta de mejora del adaptador de impedancia
La frecuencia mínima de corte está en 400Hz y la máxima en los 600kHz de forma aproximada. Para captar frecuencias más bajas se ha modificado el circuito, se han cambiado las resistencias de 2MΩ por 10MΩ y el condensador de salida de 10µF por 47µF. Sólo cambiando el condensador ya se notaba diferencia, pero cambiando las resistencias, aún se mejoraba el circuito.
Para reducir el ancho de banda del sistema se aplicó un filtro pasa-bajo. El filtro se obtuvo mediante el software Filter Pro, con los siguientes parámetros: Filtro pasa-bajo, con frecuencia de corte en 8kHz, de orden 1 y tipo Butterworth.
Se han aplicado las mejoras y el esquema completo es el siguiente:
Imagen 3. Adaptador de impedancias modificado.
Imagen 4. Análisis en frecuencia del circuito modificado.
Resultados y conclusiones
Ahora el sistema ha mejorado, pero vamos a comprobar si realmente se obtiene una baja impedancia a la salida del circuito. Para ello se ha obtenido el esquema del circuito de una guitarra eléctrica y se ha montado también en MultiSim. Se ha introducido un instrumento virtual que es capaz de medir la impedancia.
Imagen 5. Sistema completo. Representación de una guitarra eléctrica conectada al circuito.
Imagen 6. Resultados obtenidos de la impedancia de entrada y de salida.
Se observa como la salida ronda los 50Ω, que es mucho más baja que la impedancia de entrada de la placa de desarrollo, que vale 9,4kΩ. Por lo tanto, la impedancia está adaptada y el ancho de banda del sistema se adapta para el uso de una guitarra eléctrica.
Esta entrada es un resumen del proyecto, pero si queréis más datos, os dejo el siguiente enlace que contiene más información y detalles. Es un documento en formato PDF que además tiene en cuenta otras técnicas para garantizar que el sistema sea inmune a otras fuentes electromagnéticas.
Descarga: Proyecto – Mejorando un Adaptador de Impedancias
