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Scientia et Technica Año XVI, No 45, Agosto de 2010. Universidad Tecnológica de Pereira. ISSN 0122-1701

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ECUALIZADOR DE 3 BANDAS BASADO EN FILTROS ACTIVOS DE SEGUNDO ORDEN
3 Band Equalizer Based On Second-Order Active Filters

RESUMEN En este documento se presentan los resultados obtenidos al realizar el diseño de un ecualizador de audio de tres bandas basado en filtros activos desegundo orden construidos a partir de redes Sallen-Key. El sistema admite como entrada señales de audio de bajo nivel de tensión (por ejemplo la suministrada por un MP4), por lo cual involucra una etapa de acople de impedancias y un circuito de amplificación de potencia clase AB en simetría complementaria acoplado por diodos, además de las estructuras pasa bajo, paso alto y pasa banda que posibilitanla operación de ecualización. PALABRAS CLAVES: Amplificador clase AB, amplificador operacional, filtros activos, función de transferencia, ganancia de tensión, matriz definida de admitancias, respuesta en frecuencia. ABSTRACT This paper presents the results obtained when designing an audio equalizer three bands based on second-order active filters built from Sallen-Key network. The system acceptsas input audio signals with low voltage (eg supplied by a MP4), for which involves a stage impedance matching circuit and a power amplifier in class AB complementary symmetry coupled diodes, also structures low pass, high pass and band-pass operation which enable the equalizer. KEYWORDS: Class AB amplifier, operational amplifier, active filters, transfer function, voltage gain, defined admittancematrix, frequency response.

RODRIGO ANDRÉS FANCO Estudiante Ingeniería Electrónica Universidad Tecnológica de Pereira rodrigo_franco@utp.edu.co EDWIN ANDRÉS QUINTERO Ingeniero Electrónico Candidato a Magíster en Instrumentación Física Profesor Auxiliar Universidad Tecnológica de Pereira equintero@utp.edu.co WILLIAM ARDILA URUEÑA Licenciado en Física MSc. Física Profesor Titular UniversidadTecnológica de Pereira williamar@utp.edu.co

1. INTRODUCCIÓN En ingeniería, se conocen como filtros a los sistemas selectivos de frecuencias que permiten el paso de una banda específica, mientras bloquean, o por lo menos atenúan, los componentes espectrales que se encuentran por fuera de este intervalo [1]. Los filtros pueden construirse a partir de la interconexión de resistencias, inductancias ycondensadores, a los cuales se les conoce como pasivos; o a través de circuitos basados en amplificadores operacionales, en cuyo caso se denominan filtros activos. Una de las principales ventajas que ofrecen los filtros activos consiste en que son ideales para operar a bajas frecuencias ya que no involucran el uso de los incómodos inductores, además de aprovechar el predecible comportamiento queposeen los amplificadores operacionales en las regiones inferiores del espectro. Esto hace que este tipo de sistemas sean sumamente versátiles a la hora de procesar señales cuyo ancho de banda se sitúa dentro de la audio frecuencia, región en la cual los filtros pasivos presentan algunas dificultades, pues los inductores requeridos suelen ser de alta capacidad y físicamente voluminosos, además dedemandar corrientes relativamente altas a las fuentes de tensión que producen la señal a filtrar [2].
Fecha de Recepción: 17 de junio de 2010 Fecha de Aceptación: 13 de Agosto de 2010

El ecualizador de audio presentado en este documento se encuentra construido a partir de tres etapas de filtrado basadas en redes Sallen-Key. La primera de ellas consiste en un filtro activo pasa bajos de segundoorden diseñado para una frecuencia de corte de 250 Hz. De forma paralela, la señal de audio se hace pasar a través de un filtro paso alto configurado para permitir el paso de los componentes espectrales superiores a 4 kHz, y de un filtro pasa banda con un límite inferior situado en 500 Hz y superior en 2 kHz. Antes de ingresar a la etapa de filtrado, se utilizan seguidores de tensión como...