Atenuação de um sinal de áudio para amplificador de guitarra (act.)

Atenuação de um sinal de áudio através de um L-pad

Muitas vezes queremos atenuar o sinal de saída de um amplificador de guitarra sem alterar as características do sinal, i.e., manter a distorção e todas as qualidades que o amplificador adiciona ao sinal. O que se descreve a seguir foi sujeito a uma patente - Constant distortion volume control, Donald T. Scholz (Mar 6, 1979), Patent number: 4143245. A ideia é bastante engenhosa mas de mérito duvidoso, do meu ponto de vista, para a atribuição de uma patente. É de facto um divisor de tensão! São designados por L-pad (Loss Pads).

As características do sinal de áudio à saída do amplificador dependem fortemente da impedância de saída do próprio amplificador e do altifalante que se usa. Na quase totalidade dos casos o "tom certo", aquele que os guitarristas procuram incessantemente, obtém-se fazendo um overdrive, uma saturação ao pré-amplificador e ao amplificador. O problema é que para isso, mesmo um pequeno amplificador de meia dúzia de Watts, passa a fazer um barulho excessivo, para o guitarrista e para todos aqueles que se encontram numa vizinhança deste (estou a pensar nos vizinhos).

Esquema de um L-pad.

A maneira de conseguir uma atenuação na potência do amplificador sem perder as características de overdrive é conseguir dissipar a potência debitada pelo amplificador sem modificar a forma do sinal eléctrico, ou seja, desviar parte da potência e aplicar apenas uma fracção desta no altifalante, e claro, mantendo constante a impedância que o amplificador vê à saída (isto é a parte essencial para não se perder o tom final).

Consideremos o esquema da figura anterior. A tensão Vi é a tensão à saída do amplificador e Vo a tensão aplicada ao altifalante. As resistências R1 e R2 são dois reóstatos; R11 e R21, R12 e R22 são, respectivamente, as resistências antes e depois do cursor para cada um dos reóstatos. Assim o valor de Vo é dado por, sem o altifalante, $latex2png equation$

Colocando o altifalante a impedância vista pelo amplificador é dada por $latex2png equation$ onde R é a impedância do altifalante.

Para se manter as características do sinal aplicado ao altifalante temos que pôr $latex2png equation$ O que dá $latex2png equation$ onde $latex2png equation$ o que determina R11. O valor de R2 é determinado pela atenuação epsilon em dB.

Como $latex2png equation$ vem que $latex2png equation$ o que dá para R22 $latex2png equation$

Assim para uma determinada atenuação epsilon tem-se $latex2png equation$ e $latex2png equation$ que são as expressões finais para os valores de R11 e R22.

Um pequeno programa em Octave permite obter os diferentes valores das resistências como função da atenuação.

#1;
clear all
n=5
epsilon=linspace(-20,-3,n);

#8 Ohms
R=8;
R2=R*10.^(epsilon/20)./(1-10.^(epsilon/20));
R1=R-R2*R./(R2+R);


figure(1)
clf
hold on
title("8 Ohm speaker")
xlabel("dB")
ylabel("Ohm")
plot(epsilon,R2,'o-r;R2;')
plot(epsilon,R1,'o-b;R1;')
grid

w=[epsilon' R1' R2']


#4 Ohms
R=4;
R2=R*10.^(epsilon/20)./(1-10.^(epsilon/20));
R1=R-R2*R./(R2+R);

figure(2)
clf
hold on
title("4 Ohm speaker")
xlabel("dB")
ylabel("Ohm")
plot(epsilon,R2,'o-r;R2;')
plot(epsilon,R1,'o-b;R1;')
grid

w=[epsilon' R1' R2']

Com as tabelas e gráficos: para 8 Ohm

     dB         R1         R2
  -20.00000    7.20000    0.88889
  -15.75000    6.69506    1.55928
  -11.50000    5.87142    2.90026
   -7.25000    4.52792    6.13453
   -3.00000    2.33643   19.39217

e para 4 Ohm

     dB         R1         R2
  -20.00000    3.60000    0.44444
  -15.75000    3.34753    0.77964
  -11.50000    2.93571    1.45013
   -7.25000    2.26396    3.06727
   -3.00000    1.16822    9.69609

Existem no mercado L-pad's prontos a serem usados para a atenuação de sinais de áudio para uma dada impedância do altifalante.

L-Pad 100W Mono 1" Shaft 8 Ohm, Amazon

No entanto a utilização de dois reóstatos é mais versátil e permite cobrir impedâncias de altifalante de 4 a 16 Ohm sem dificuldade.

Acabei mesmo por montar um numa pequena caixa de madeira (1Eur na "loja dos chineses").

Refs.:

Palavras chave/keywords: audio, guitar, l-pad

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Última actualização/Last updated: 10-10-2022 [14:26]

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