Ecualizadores Filtros Pasivos y Activos

La palabra ecualizar es sinónima de igualar, ya que fue ésta la función inicial que desempeñaron los primeros circuitos ecualizadores. Durante la construcción de los primeros tendidos telefónicos se hizo patente que, debido a la longitud de las líneas, se producía una considerable pérdida en todas las altas frecuentas. Este hecho comprometía la inteligibilidad de la palabra de tal manera que fue necesario insertar, entre el emisor y el receptor, un circuito que aumentara el valor de estas altas frecuencias: así la señal telefónica llegaba al receptor con el mismo valor que tenia al salir del teléfono emisor.

Lo primeros circuitos ecualizadores fueron concebidos, además, para compensar la pobre respuesta tonal que presentaban los antiguos micrófonos, siendo insertados entre la salida del micro y el amplificador. Así pues, el objetivo básico de los primitivos ecualizadores fue la corrección de las deficiencias tonales que se daban durante el proceso de transferencia de la señal sonora. 

A partir de los años 50 comenzaron a diseñarse sistemas de ecualización mucho más versátiles, con los que se podía ajustar con más precisión la respuesta tonal de la voz ó de los distintos instrumentos musicales.

Hoy en día se denomina ecualizador a un dispositivo electrónico que permite la corrección de la respuesta en frecuencias de las señales de audio. Mediante su uso podemos incrementar ó disminuir a voluntad unas frecuencias determinadas, mientras que otras quedan invariables. Con el fin, entre otros de compensar las deficiencias acústicas del local de audición (frecuencias absorbidas o reflejadas por los elementos que componen el recinto) consiguiendo la linealidad de respuesta en frecuencia de una instalación de sonido o del equipo reproductor. 

Conviene señalar que un manejo racional de un ecualizador puede aportar grandes ventajas sobre el espectro musical.

ECUALIZADORES: FILTROS PASIVOS Y ACTIVOS

Se llama filtro a cualquier circuito que permite el paso a una banda de frecuencias mientras bloquea a otras. Se trata de un dispositivo formado por resistencias, condensadores ó bobinas, a través del cuál circulan sin oposición unas frecuencias determinadas, mientras que otras son atenuadas ó suprimidas. Se trata pues de un elemento básicamente selectivo, del cual nos servimos siempre que queremos corregir o modificar el equilibrio tonal de un programa musical. Si atendemos a su naturaleza electrónica, los filtros pueden dividirse en filtros activos y pasivos. Por tanto, podremos establecer una diferenciación entre ecualizadores pasivos y activos. 

Ecualizador Pasivo

Por ecualizador pasivo se entiende aquel que no utiliza elementos que impliquen amplificación de señal alguna y el tratamiento de la señal se realiza por elementos pasivos (resistencias, bobinas y condensadores; en definitiva, por filtros pasivos); todo tratamiento de señal efectuado de esta forma comporta una atenuación de la señal en su salida. Por ello, tras el tratamiento que sufre la señal por este tipo de ecualización, se utiliza un amplificador para poder restituir a la señal de entrada el nivel de amplitud adecuado.

Ecualizador Activo

En los ecualizadores activos la respuesta en frecuencia es controlada por dispositivos activos que comportan amplificación (transistores, amplificadores operacionales, etc.), los cuales se encuentran asociados los elementos pasivos indicados. Por tanto, en un filtro activo intervienen elementos que pueden amplificar la señal sobre la que trabajan, al contrario de los pasivos donde no hay ningún componente que amplifique esta señal.

Los filtros activos tienen una serie de ventajas sobre los pasivos que pasamos a enumerar: 

• No necesitan bobinas (principalmente para bajas frecuencias), las cuales son caras, pesadas y muy voluminosas (e introducen más problemas de los que resuelven). Siendo más baratos y pequeños.
• Se pueden variar fácilmente sus características. Ofrecen una gran versatilidad en su manejo cálculo.
• Proporcionan una gran amplificación de la señal de entrada, factor muy importante al tratar señales de entrada con niveles de amplitud bajos.
• Se conectan fácilmente en cascada. Facilitan el diseño de los diferentes tipos de filtros mediante la asociación de etapas básicas.
• Tienen una velocidad de respuesta elevada y uniforme. 
• Poseen una elevada impedancia de entrada, lo que implica baja corriente de entrada y baja de salida
• Permiten obtener buenas pendientes de respuesta. 
• Distorsiones menores. La distorsión inherente es reducida. 

Igualmente, éstos presentan una serie de inconvenientes frente a los pasivos, entre los que se encuentra:

• La necesidad de una fuente de alimentación para polarizar los elementos activos.
• Su respuesta de frecuencia queda determinada por las características de respuesta de los elementos activos, amplificadores operacionales o transistores que lo forman. 

En conjunto, las etapas de un ecualizador o filtro deben cumplir las siguientes características: 

• El número de etapas es función del Q de las mismas, al objeto de cubrir todo el espectro de audio.
• Las frecuencias de resonancia de los filtros están separadas en octavas o divisiones, siendo su frecuencia fijada por la norma ISO.
• El Q de cada etapa es constante y es función del número de ellas.
• El usuario tiene control sobre la ganancia o realce de cada una de las etapas mediante un potenciómetro calibrado en dB. 

PARÁMETROS DE UN FILTRO

Fo: Frecuencia de corte (cruce). Frecuencia a la que la señal se ha atenuado 3 dB respecto a la señal de entrada o a la señal en la banda de paso (resto de frecuencias).

G: Amplificación o atenuación en la banda de paso 

A: Atenuación máxima que es capaz de producir el filtro en la banda atenuada

Fa: Frecuencia límite de la banda atenuada. Es la frecuencia donde se obtiene la atenuación máxima del filtro 

Pendiente: Velocidad con la que el filtro pasa a atenuar la señal de entrada al variar la frecuencia de la banda de paso a la banda atenuada. Se mide en dB/Octava 

1 octava de Fo

2 octavas de Fo

N: Es el orden del filtro

Primer Orden : n = 1  Pendiente 6 dB/Oct 

Segundo Orden :  n = 2  Pendiente 12 dB/Oct 

Tercer Orden : n = 3  Pendiente 18 dB/Oct 

Lo ideal sería un filtro con banda atenuada infinita (es decir una línea perpendicular desde –3 dB de fo hasta el corte con el eje horizontal). Pero ese filtro no puede conseguirse, pero elevando el orden lo podemos igualar. Pero al mismo tiempo, cuanto menos se aproxime a una recta, la respuesta en frecuencia de un filtro mejor será.