¿Por qué los condensadores y resistencias de diferentes valores suenan diferentes en el mismo circuito amplificador?

Tengo dos preguntas...

1. He visto que los condensadores de diferentes valores en un circuito amplificador suenan diferentes ... Por ejemplo, un circuito amplificador con un condensador de 470 uf, tiene más graves y agudos ... Un condensador de 1000 uf, tiene una distribución uniforme de frecuencias más o menos ... Un condensador de 330 uf suena como si tuviera más enfoque en las voces ... rango medio ...

Entonces, ¿cuál es la verdadera razón para que suenen como lo hacen? En física o mecánica o electrónica sentido ...

2. En una configuración de guitarra eléctrica y amplificador ... Introducir un valor de resistencia, entre el amplificador y la guitarra, cambia la forma en que suena la guitarra ... He probado muchos valores, algunos de ellos son 330k, 470k y otros en eso rango ... ¿Por qué esta configuración, actúa como ecualizadores? La resistencia que conecto está en los terminales positivos, no en los de tierra ...

Esto también parece funcionar en un reproductor de CD para el sistema de música ... Las resistencias se convierten en preajustes de ecualizadores de música ...

Entiendo que estamos cambiando la impedancia, pero ¿por qué suenan tan diferentes en diferentes impedancias ...?

Circuito de ejemplo:

La impedancia (piense en ello como resistencia) de un condensador cambia con la frecuencia de la señal que pasa. Cuanto menor sea la frecuencia (sonidos graves), mayor será la impedancia.

La impedancia del condensador también depende de su valor. Un condensador con un valor más alto tendrá una impedancia más baja que un condensador con un valor más bajo. Para la misma frecuencia, un condensador de valor pequeño representa más resistencia que el condensador de valor grande.

Para obtener más graves, debe usar un condensador más grande en serie con el altavoz.

C1 en su circuito está allí para bloquear la CC del amplificador. En CC, un condensador está muy cerca de un circuito abierto; la CC no puede pasar.

Sin embargo, el cambio es gradual. El condensador no solo bloquea la CC. También impide el flujo de otras frecuencias. Cuanto más baja es la frecuencia, más se bloquea.

En algún momento ya no se nota. Para trabajar con filtros (la combinación condensador / altavoz es un filtro de paso alto), este punto se define como el punto donde la amplitud se reduce a la mitad (eso es -3dB).

No voy a entrar en el cálculo del corte de un filtro: hay muchas explicaciones en la web que entran en mucho más detalle de lo que quiero.

Para el otro lado (la resistencia cambia el sonido), tenemos que mirar los inductores.

Las pastillas de tu guitarra son inductores, básicamente solo bobinas de alambre.

Los inductores son lo opuesto a los condensadores. Los inductores permiten que la CC pase muy bien, pero su impedancia aumenta a mayor frecuencia. También aumenta a medida que aumenta el valor del inductor.

No está cambiando la impedancia del inductor (recolección).

Cuando cambia la resistencia en el amplificador, está cambiando la carga en el inductor.

Una resistencia que está conectada a través del inductor forma un divisor de voltaje. La forma en que el voltaje se divide entre el captador y la resistencia depende de la frecuencia de la señal: la impedancia del inductor cambia con la frecuencia que cambia la forma en que el voltaje se divide entre el inductor y la resistencia.

La combinación de la bobina y la resistencia forma un filtro de paso bajo. Elimina las frecuencias altas.

El punto (frecuencia) donde esto comienza a ser notable depende de la resistencia que carga la bobina. Una resistencia de mayor valor permite que pasen más frecuencias altas. Bajar el valor de la resistencia disminuye la frecuencia con la que puede escuchar una diferencia.

Otra cosa que sucederá es que la resistencia también cambia la amplitud de la señal presentada al amplificador. Una resistencia más alta significa que llega menos señal al amplificador, lo que resulta en una salida más silenciosa.

Una resistencia más baja significa más señal al amplificador, lo que da una salida más fuerte.

Para un guitarrista, también existe la posibilidad interesante de distorsión. Proporciona tanta señal de entrada que producir la señal amplificada requeriría más voltaje que la fuente de alimentación del amplificador.

Cuando eso sucede, el voltaje de salida se "adherirá" al voltaje de la fuente de alimentación hasta que la señal de entrada sea menor.

Esto se conoce como recorte y es algo malo en un amplificador general, pero puede ser algo útil para un guitarrista.

La inductancia de una pastilla de guitarra eléctrica resuena con la capacitancia del cable que alimenta el amplificador. Si la impedancia del amplificador es muy alta (un tubo de vacío o FET), entonces la resonancia produce un pico de alta frecuencia en la respuesta de frecuencia. Si la impedancia de la entrada del amplificador es baja, el pico de resonancia se amortigua, por lo que hay una pérdida de frecuencias altas. Un altavoz de guitarra no tiene un tweeter para producir frecuencias altas, por lo que se utiliza el pico resonante.

Aquí hay un gráfico de la altura del pico con diferentes impedancias de entrada del amplificador:

Las guitarras son una fuente un poco divertida, ya que el transductor tiene una impedancia de salida alta (y generalmente muy inductiva).

Lo que esto significa es que es muy sensible a la carga capacitiva y no se necesita mucho para poner una resonancia en la banda de audio.

Agregar resistencia en serie cambia la Q de cualquiera de tales resonancias y, por lo tanto, cambia el tono.

Probablemente encuentre que la resistencia adicional de la serie hace más diferencia en el extremo de la guitarra del cable que en el extremo del amplificador (donde la capacitancia del cable no puede aislarse) y que nuevamente hace más diferencia en una guitarra que tiene su control de volumen en el cuerpo acodado (Menos resistencia de derivación, por lo que la Q es más alta nuevamente).

No puede pensar en una pastilla de guitarra como una fuente de voltaje clásica, están demasiado lejos de eso para que se aplique la fuente de voltaje en serie con un modelo de resistencia de una fuente de audio.

Ahora, en cuanto a las tapas electrolíticas en un amplificador, depende mucho de cuáles estamos discutiendo, el bloque de CC en una red de retroalimentación (o en el control de ganancia de un amplificador de micrófono de estilo de instrumentación, por ejemplo) hará cambios notables, principalmente a la posición de la esquina de baja frecuencia, mientras que una tapa de acoplamiento (siempre que sea lo suficientemente grande como para evitar que se desarrolle voltaje de señal a través de ella) generalmente no es crítica.

Advierto que cuando se trabaja en audio, el oído es una herramienta puramente mala para las comparaciones, en serio, cómo escuchas las cosas de un día para otro (especialmente una vez que has estado trabajando en las cosas durante algunas horas) es muy variable. Obviamente, debe escuchar, pero entender lo que escucha proviene de la medición, afortunadamente, esto es más fácil y económico que nunca, obtenga una tarjeta de sonido de PC decente y algún software de medición, trabajo hecho.

En cuanto a la tapa de acoplamiento de los altavoces, los altavoces tienen una impedancia bastante variable, y esto interactúa con la tapa para cambiar la respuesta de frecuencia, los altavoces generalmente no son resistencias puras en realidad, por lo que el enfoque habitual es hacer que la tapa sea enorme para que cualquier interacción están debajo de la banda de audio, 1000uF es bueno para la mayoría de las cosas de rango completo.

Porque estás modificando las frecuencias en tu circuito. Un filtro de banda de paso podría convertirse en un paso alto (o un filtro de frecuencia de corte demasiado alto) simplemente cambiando un condensador o una resistencia (corte = 1/2 * pi R C). En realidad, así es como funciona un altavoz, los agudos son un filtro de paso alto, los graves son un filtro de paso bajo, y el medio es un filtro de banda de paso, estas diferentes frecuencias generarán diferentes sonidos. ¿Qué tan fácil es escuchar el sonido? Depende de su circuito, los amplificadores (estoy hablando de la señal, digamos voltaje), qué tan fácilmente puede transmitir (o amplificar) las vibraciones (en términos del diseño mecánico), etc.

Walt Jung y Bob Pease han demostrado que hay diferencias sónicas o de forma de onda en los condensadores. Algunos trabajos de investigación concluyen que la diferencia es la capacidad de exprimir el dieléctrico a medida que cambian los voltajes, lo que provoca un espacio reducido entre las placas y un aumento relacionado en la capacitancia.

Por lo tanto, el vidrio y el aire y algunos condensadores de plástico contribuyen con cambios sónicos mínimos.

JRE tiene una muy buena respuesta. Las resistencias son lineales en respuesta a través de las frecuencias. Los condensadores e inductores cambian la impedancia a medida que cambia la frecuencia. Los condensadores pasan frecuencias más bajas y los conductores pasan frecuencias más bajas. La combinación crea un filtro de varias frecuencias. Una red de varios componentes determinará no solo la frecuencia de resonancia, sino también sus armónicos, que son el comportamiento a intervalos tales como la mitad o el doble de la frecuencia. Una onda sinusoidal limpia en un circuito capacitor o inductor simple tendrá una respuesta fácil de visualizar. Lo que debe tenerse en cuenta es la impedancia de la fuente, la impedancia de carga y la red que está agregando. Tenga en cuenta que ninguno de sus componentes es perfecto. Los amplificadores, tanto pre como de potencia, no tienen una respuesta de frecuencia lineal. Cosas como el calor y la calidad de los materiales también tienden a hacer que las cosas sean menos lineales. No soy un tipo de guitarra, pero consigo la electrónica. Si está interesado en crear su propio instrumento de sonido, intente construir una red puente. Pueden ser extremadamente sensibles. Si quisiera ser creativo, incluso podría poner algunos componentes activos en un puente.