Le gustaría disponer de un indicador electrónico sensible de afinación para sus instrumentos musicales (guitarra, bajo u otro) sin necesidad de recurrir a diapasones u otro recurso? El circuito que proponemos es un indicador preciso de frecuencia: la aguja de un instrumento dará una indicación máxima cuando la frecuencia del sonido captado por un micrófono sea exactamente la misma para la cual el aparato está previamente ajustado. Alimentado por pilas, ente indicador puede ser montado de forma compacta, lo que facilita mucho su uso.
Una indicación precisa de la frecuencia de emisión de una nota de un instrumento musical es la mejor manera de hacer su afinación. Los procesos más usados de afinación hacen uso de un patrón que debe ser comparado con el sonido emitido, lo que requiere el "buen oído" del músico o afinador. Existe entonces un oscilador padron que tanto puede ser electrónico, como el tradicional diapasón (figura 1) que debe activarse para que dé normalmente la nota (IA) de 440 Hz.
Lo que proponemos es un sistema que elimina la necesidad de contar con un buen oído de músico, pues la indicación de que la nota se encuentra en la frecuencia correcta es dada por un instrumento electrónico.
Básicamente nuestro indicador de afinación consiste en un micrófono, conectado a un filtro selectivo, que sólo dejará pasar la señal para el indicador si la misma está exactamente en la frecuencia pre-ajustada.
Calibrando el filtro para una determinada nota patrón, como por ejemplo el LA de 440 Hz, todas las veces que un sonido de esta frecuencia as captado, tendremos la indicación máxima.
El circuito es muy sensible y puede ser usado con cualquier tipo de instrumento, pues su acción no depende del timbre y si de la frecuencia (altura) de la nota.
Montado en una cajita plástica y alimentado por pilas, una vez calibrado, no necesita ningún tipo de ajuste aparte de conectarlo y desconectado.
El circuito
La base del circuito es un filtro "doble T” cuya estructura se muestra en la figura 2.
Montado alrededor de un amplificador operacional, el mismo proporciona una fuerte realimentación negativa en toda la banda menos en la frecuencia para la cual es sintonizado.
Así, mientras en la frecuencia exacta del ajuste su ganancia es del orden de 200% veces, con un factor Q = 50, la ganancia para cualquier otra frecuencia es prácticamente unitaria. En la figura 3 tenemos la curva de acción de este filtro.
Vea que, apenas una octava más abajo, la ganancia cae hasta solamente 1/3, lo que significa que las notas adyacentes son rechazadas por el circuito.
La frecuencia en que un doble T actúa depende de los valores de sus componentes que deben mantener las relaciones mostradas en la figura 4 en que también tenemos las fórmulas relativas al circuito.
Haciendo variable uno de los componentes, podemos ajustar sensiblemente la frecuencia de operación, pero, en la práctica debido a la tolerancia principalmente de los capacitores, puede ser necesaria una adaptación más crítica a fin de obtener el funcionamiento deseado.
Esta adaptación consiste en la conexión experimental de capacitores de valores bajos en el doble T, en paralelo con C4, para bajar la frecuencia hasta el valor exacto, de la, nota patrón, o bien hacer su cambio en un lote hasta llegar al punto deseado.
En el procedimiento para calibración veremos cómo hacer esto. Para excitar esta etapa de filtro a partir del sonido del instrumento, usamos un micrófono de electret, conectado a una etapa amplificadora con un único transistor.
No precisamos mayor amplificación que esto, pues el ajuste no debe hacerse lejos del indicador.
Con un único transistor tendremos sensibilidad para que en el caso de una guitarra, por ejemplo, el mismo puede quedar a 30 o 40 cm del micrófono, y con esto, obtendremos deflexión total de la aguja del instrumento cuando se consigue la nota correcta.
El indicador es un microamperímetro de 0-200 uA que puede ser aprovechado de un VU-metro común de bajo costo.
Observe que la utilización de un amplificador operacional en la configuración indicada exige el empleo de una fuente de alimentación simétrica. Esta fuente consiste en dos juegos de cuatro pilas pequeñas, que tendrán excelente durabilidad dado el bajo consumo de corriente del aparato y al hecho de que su utilización se hará en intervalos de tiempo cortos.
Montajes
El diagrama completo del indicador aparece en la figura 5.
Para el montaje optamos por la utilización de una placa universal con patrón de matriz de contactos. como muestra la figura 6.
El integrado 741 se puede montar en un soporte DIL, lo que facilitará su sustitución y evitará el calor en el proceso de soldado.
Los resistores son todos de 1/8W ó 1/4W y los capacitores de filtro (C3. C4y C5) pueden ser de poliéster o cerámica, así como los demás, excepto C6 y C7, que son electrolíticos para 6V ó más.
El micrófono de electret os del tipo de dos terminales, debiendo observarse su polaridad mientras que Q1 puede ser cualquier transistor de silicio de uso general.
P1 y P2 son trimpots cuyo ajuste deberá hacerse solo una única vez después del montaje del aparato.
Para la alimentación usamos dos soportes de 4 pilas pequeñas e su tamaño influirá directamente en la caja que se usara como muestra la figura 7.
Como tenemos una fuente de alimentación simétrica, el interruptor usado es doble. Podemos usar para este fin una llave reversible aprovechando cuatro de sus seis terminales.
Ajuste y uso
El ajuste es algo crítico y puede hacerse tomando como base dos fuentes de señales..
Una de ellas sería un generador de audio conectado a un amplificador y ajustado para la frecuencia exacta de 440Hz. La utilización de un frecuencímetro en su salida sería im portante para obtener esta frecuencia con precisión (figura 8).
Otra posibilidad es a partir de un instrumento previamente afinado o de diapasones mecánicos (silbato o tipo horquilla).
Debemos ajustar el potenciômetro P1 para obtener la máxima indicación de M1. Si la aguja tiende a pasar del final de la escala, ajustamos P2, que limita su curso.
Si no se consigue la frecuencia exacta de ajuste será preciso modificar los valores de los componentes del doble T. En este punto con el frecuencímetro. las cosas son más sencillas, pues podemos saber cuál es la diferencia de frecuencia que existe el entre el punto de funcionamiento y el punto deseado.
Si la frecuencia está por arriba de lo esperado, el accionamiento ocurre con una nota más alta, entonces debemos aumentar C3 y eventualmente C3 y C4. conectando en paralelo capacitores de menor valor (de 220 pF a 1 nF) hasta obtener el punto correcto.
Si la frecuencia estuviera por debajo de lo esperado, entonces debemos cambiar C3 y C4 por otros capacitores de un mismo lote, esperando encontrar unidades con valores menores dentro de un mismo lote, esperando encontrar unidades con valores menores dentro de la banda de tolerancia. o bien reducir sus valores de 15 o 20 nF e ir conectando capacitores. de 4nF o 5n6 en el caso de 10 nF y de 1n5 a 2n2 en el caso de 20 nF, hasta obtener la afinación exacta retocada en P1.
Otra posibilidad menos crítica consiste en cambiar R6 y R7 por trimpots de 4k7 en serie con resistores de 12k y hacer el ajuste fino en estos componentes (figura 9).
Para usarlo, después de ajustado, basta conectar 1a unidad y aliñar el instrumento delante del micrófono. A1 dar 1a nota correcta (LA 440 Hz) la aguja se moverá hasta la indicación máxima.
