Filtro Pasa Bajos de Segundo Orden y Alimentación Simple

Excelente filtro pasa bajos que puede ser alimentado con baterías de entre 12 y 24V, ideal para montar en el automóvil.

Filtro Pasa Bajos

bass pass filterSello de probadoMuchos hemos escuchado pasar un automóvil con un sonido de gran potencia y unos bajos super fuertes que hacen retumbar todo. Ésto da la impresión de que el amplificador del carro (planta de sonido) es muy potente. En muchos casos así es, pero hay que tener en cuenta que a veces somos engañados por el efecto de los bajos y cuando vemos la potencia del amplificador nos encontramos con que su potencia no es tan alta como imaginábamos.
El filtro pasa bajos se encarga de dejar pasar las frecuencias bajas y restringir las frecuencias altas.  Le entrega al amplificador una señal enriquecida que hace que el parlante retumbe asombrosamente.



Presentamos una modificación de nuestro Filtro pasa bajos de segundo orden. Solo que éste se alimenta con fuente simple. Esto permite usarlo en el automóvil acompañado de un amplificador mono y un buen subwoofer.

Vista de la señal entregada por el filtro pasa bajos en el analizador de espectro

Para lograr este gráfico, hicimos una grabación de ruido blanco. Luego la reproducimos en un Amplificador que tenía a la entrada nuestro filtro pasa bajos. El sonido emitido por el amplificador lo grabamos en un computador, mediante un micrófono frente al parlante. Luego lo observamos en el analizador de espectro que encontramos en el paquete de plugins ”waves”, instalados en el Sound Forge. Éste es un software de grabación y edición de sonido muy popular.

espectro frecuencias bajas

Observemos que el realce de frecuencias bajas comienza en los 30 Hz y termina en los 500 Hz, con un pico en los 120 Hz. Como las frecuencias son muy bajas, es importante usar un Amplificador que entregue buena potencia. De no ser así, se puede generar distorsión al colocar el amplificador a alto volumen. Se recomienda usar un amplificador con una potencia no menor a los 90W RMS.
Ahora bien, si lo que desea es hacer un amplificador para subwoofer de poca potencia (menos de 80W), le aconsejamos usar el Filtro pasa bajos de primer orden, que se encuentra en nuestra sección de Proyectos preamplificadores.

Teoría

top bass pass filterEl filtro pasa Bajos (Low pass filter) es un circuito electrónico que recibe a su entrada el rango de frecuencias completo suministrado por un reproductor, para luego entregar a su salida únicamente las frecuencias bajas. Nuestro filtro pasa bajos tiene dos potenciómetros; El primero se encarga de atenuar o realzar las frecuencias bajas y el otro controla el volumen.
El circuito integrado que usamos es el TL082. Puede ser reemplazado por el TL072 o el 4558 pero debemos tener en cuenta que el TL082 es el que tiene mejor respuesta de bajos.

 

Diagrama esquemático

schematics

A simple vista el diagrama de este filtros pasa bajo es idéntico al Filtro de segundo orden de alimentación simétrica. Las diferencias son pocas:
En primer lugar al conectar un amplificador operacional con fuente simétrica, el pin 4 va a voltaje negativo (-Vcc). En este caso vemos que el pin 4 va a tierra (GND).
Los pines 3 y 5 que originalmente iban a tierra, ahora van a un pedestal o divisor de voltaje formado por dos resistencias de 10K. Ésta configuración hace que estos dos pines vean un voltaje de Vcc ½. Así que si el voltaje con que alimentamos el circuito son 12V, en los pines 3 y 5 habrán 6V.
Esta forma de conectar un operacional es muy usada en los circuitos de los pedales de guitarra que funcionan con alimentación simple. A veces se coloca un diodo en paralelo a cada resistencia de 10K de divisor. Ésto se hace a manera de protección y así, asegurar el punto medio del voltaje total.

 

La alimentación del Filtro pasa bajos

Bass pass filter feedAhora veamos cómo alimentar el filtro. Una forma es usando un transformador y una Fuente simple regulada, como la que encontraremos en nuestra sección de Proyectos fuentes. Un transformador que entregue entre 12 y 18 voltios y una corriente de 200 miliamperios en adelante, es más que suficiente para alimentar éste circuito.
Otra opción es usar una fuente de PC. Éstas entregan 12 voltios con muy buenos amperios, y una regulación excelente, lo que las hace ideales para alimentar este tipo de circuitos. Además es una buena opción si quiere hacer un sonido para su computadora.

 

Una batería de 9V es más que suficiente

Bateria de 9 voltiosComo podemos apreciar en la fotografía, el circuito también puede ser alimentado con una batería de 9 voltios. Su respuesta es buena, aunque pierde un poco de ganancia. Pero si el amplificador es bastante sensible, no deberá tener problema alguno.
Revise siempre la polaridad antes de conectar la batería para evitar averías en el circuito.

El filtro pasa bajos y su uso en Car Audio

12V bateryAhora bien; La idea de hacer un filtro de alimentación simple, es poderlo usar en el auto en compañía de un amplificador y un buen subwoofer. Aquí hicimos la prueba con una batería de 7 amperios sin problema alguno.
Algunas veces recibimos correos donde nos preguntan; Es posible que un circuito que se alimenta con 12V a 200 miliamperios, se pueda alimentar con una batería de carro de 40 amperios? Claro que Si. Todo circuito sólo consume los amperios que necesita y nada más. Así que si el circuito requiere 200 mA y le aplicamos 40 amperios, el circuito tomará sus 200 mA y los 38.8 amperios restantes jamás saldrán de la batería. Eso si hay que cuidar de no hacer cortos o conectar el circuito al revés, ya que ahí si podría ser fatal para el circuito. Utilice un fusible del valor que consume el circuito.

 

Entrada de señal del filtro pasa bajos

signal imputPor lo general el amplificador del subwoofer es monofónico. De igual manera el filtro pasa bajos. Así que debemos mezclar las dos señales estéreo, antes de entregarlas al filtro. Ésto se hace colocando una resistencia en serie en cada una de las señales L y R, procedentes del reproductor. Las resistencias evitan que se haga un cortocircuito a la salida del reproductor.
Debemos tomar ambas señales estéreo, las pasamos por las resistencias y luego las unimos, antes de entrar el filtro. Así sumamos ambas señales y no se pierde ningún sonido. Las resistencias pueden ser desde 1.5K, hasta 10K, lo importante es que sean iguales.

 

Todo un sistema para el subwoofer

subwoofer systemLa prueba de sonido de nuestro filtro pasa bajos de alimentación simple la hicimos con el Amplificador mono de 90W con TDA7294. Podemos observar la forma correcta de interconectar el filtro pasa bajos con el amplificador.
El transformador tiene un devanado de 28 voltios AC para alimentar el amplificador y un devanado adicional de 12V AC que alimenta la fuente simple regulada, y ésta a su vez alimenta el filtro pasa bajos.
El conector de la entrada de señal del filtro es estéreo y van sumadas las dos señales como lo explicamos anteriormente. La salida del filtro es mono y va a la entrada mono del amplificador, es decir que viaja señal y tierra por el cable.
Esperamos que este proyecto sea de gran utilidad. Si desean usar este filtro en el automóvil, deberán construir un amplificador mono de buena potencia. Recomendamos el TDA8950 que conectado en puente o bridge, entrega 300W RMS.

 

Video de prueba de nuestro filtro pasa bajos de fuente simple

Los subtítulos en español y en inglés se encuentran en el video. Sólo deberá dar play y activar el botón de closed caption que se encuentra en la parte inferior derecha del video.
the subtitles in Spanish and English are in the video. You only need to play and activate the closed caption button, located in the lower right corner of the video.



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