Fundamentos de Electrónica: Filtros, Ecualizadores y Radiodifusión

Fundamentos de Filtros, Ecualizadores y Radiodifusión

Filtros Electrónicos: Concepto y Tipos

Un filtro es un dispositivo electrónico capaz de discriminar una señal en función de su frecuencia, permitiendo el paso de un margen de frecuencias y bloqueando el paso de otros. Son componentes esenciales, por ejemplo, en ecualizadores.

Tipos de Filtros:

• Filtro Paso Bajo (LPF): Permite el paso de las frecuencias por debajo de una frecuencia de corte específica.
• Filtro Paso Alto (HPF): Permite el paso de las frecuencias por encima de una frecuencia de corte. Típicamente, se usa para cortar frecuencias por debajo de 90 Hz en entradas de micrófonos.
• Filtro Shelving: Son similares a los filtros paso alto y paso bajo, pero con una curva de atenuación o realce más suave. Se utilizan comúnmente en equipos de audio profesionales y domésticos para realzar o atenuar suavemente las frecuencias altas o bajas.
• Filtro Paso Banda: Mediante dos frecuencias de corte (una superior y otra inferior), aísla una banda central de frecuencias para su tratamiento específico.
• Filtro Supresor de Banda (Notch): Elimina o atenúa drásticamente las frecuencias comprendidas entre una frecuencia inferior y una superior. El filtro Notch es un tipo específico de supresor de banda diseñado para neutralizar frecuencias indeseadas. Se caracteriza por atenuaciones muy grandes y anchos de banda muy estrechos, ideales para eliminar frecuencias parásitas o acoples. Suelen encontrarse en grupos de 3 a 5, asociados a ecualizadores paramétricos.

Ecualizadores de Audio: Función y Clasificación

Los ecualizadores son dispositivos electrónicos capaces de modificar la respuesta en frecuencia de un determinado sistema de audio.

Usos Comunes de los Ecualizadores:

1. Realzar o atenuar frecuencias específicas en la voz e instrumentos musicales.
2. Corregir distorsiones de frecuencia causadas por altavoces o la acústica de recintos.
3. Eliminar acoples (retroalimentación) en sistemas de sonido.

Tipos de Ecualizadores:

• Ecualizadores Shelving: Son los más básicos. Generalmente, controlan las frecuencias agudas o graves, realzándolas o atenuándolas con un giro de control (a menudo etiquetado como 'Q' en algunos contextos, aunque en shelving se refiere más a la pendiente).
• Ecualizadores Paramétricos: Ofrecen un control más preciso. Con tres controles principales, permiten ajustar la frecuencia central, la ganancia (realce o atenuación) y el ancho de banda (Q) de la banda afectada. Son comunes en software de audio y en mesas de mezcla analógicas (a menudo como semiparamétricos).
• Ecualizadores Gráficos: Permiten ajustar la ganancia de múltiples bandas de frecuencia fijas mediante deslizadores. El más sencillo es el de octava (10 bandas), mientras que los profesionales suelen ser de 1/3 de octava (30 bandas), ofreciendo un control más detallado.

Ecualización de Voces: Consejos Prácticos

La ecualización de voces es crucial para lograr claridad y presencia. Aquí se detallan algunas consideraciones:

Frecuencias Clave en la Voz:

• Cuerpo de la voz: Hombres (100-150 Hz), Mujeres (200-250 Hz).
• Inteligibilidad: 1-2.5 kHz.
• Sonido nasal: Alrededor de 1 kHz.
• Presencia: 4-5 kHz.
• Sibilancia: 6-8 kHz.

Consejos para Ecualizar Voces:

1. Si el locutor tiene una vozarrón, se pueden bajar los graves (por ejemplo, con un filtro paso alto por debajo de 90 Hz) hasta que la voz suene con cuerpo pero sin retumbar.
2. Para aumentar el brillo, se pueden subir los agudos.
3. Si hay nasalidad, se recomienda restar frecuencias entre 500 Hz y 1000 Hz.
4. Al grabar, a menudo se atenúan las frecuencias entre 6 kHz y 8 kHz para reducir la sibilancia. Si persiste, se puede probar a colocar el micrófono ligeramente de lado o usar un de-esser en el editor de audio.

Ondas de Radio y Radiodifusión

La radio emite mediante ondas electromagnéticas de diferentes frecuencias. La longitud de onda se calcula dividiendo la velocidad de la luz (en metros por segundo) entre la frecuencia (en Hertz).

Tipos de Ondas de Radio por Frecuencia:

• Onda Larga (LW): 147-285 kHz. Ofrece poca calidad de audio.
• Onda Media (AM): 522-1700 kHz. Utilizada por grandes cadenas de radio. Su longitud de onda típica es de 300 metros.
• Onda Corta (SW): 2300-26000 kHz. Usada principalmente para radiodifusión internacional (radio exterior).
• Muy Altas Frecuencias (VHF): 87-108 MHz. Utilizadas para la radio FM, ofreciendo una calidad superior, ideal para música.
• Ultra Altas Frecuencias (UHF): 300 MHz a 3 GHz. Empleadas para enlaces de radio y televisión.

Propagación de Ondas de Radio:

• Ondas Terrestres: Las ondas largas siguen la curvatura terrestre, especialmente si no hay grandes obstáculos (mejor propagación en el mar).
• Reflexión Ionosférica: Para frecuencias medias, la ionosfera actúa como un espejo, reflejando las ondas de vuelta a la Tierra. Esta reflexión es más efectiva durante la noche, lo que explica el mayor alcance de la AM en esas horas.
• Onda Directa: En frecuencias altas (como FM), se utilizan enlaces directos sin obstáculos (línea de vista). Estas ondas pueden atravesar la ionosfera y son usadas para comunicaciones con satélites.

Modulación de Señales de Radio

Para transmitir señales a largas distancias, se utiliza una onda de alta frecuencia y gran potencia, denominada onda portadora. Esta onda se "moldea" con la onda moduladora, que es nuestra señal de audio (por ejemplo, desde una mesa de mezclas).

Tipos de Modulación:

• Modulación de Amplitud (AM): La señal eléctrica moduladora, al subirse a la onda portadora de alta frecuencia, provoca variaciones en su amplitud.
• Modulación de Frecuencia (FM): La onda portadora sufre variaciones en su frecuencia, es decir, se ve afectada su frecuencia en sentido horizontal.

Transmisor y Antena en Radiodifusión

En el transmisor, se genera una señal multiplex (estéreo) donde se pueden insertar datos RDS (Radio Data System), como el nombre de la emisora o cambios automáticos de frecuencia en ruta.

La potencia de amplificación dependerá del permiso de emisión y la capacidad del transmisor.

La señal eléctrica de alta frecuencia se lleva desde el transmisor hasta la antena. La antena, a su vez, genera un campo electromagnético a su alrededor en forma de ondas. El tamaño óptimo de una antena es aproximadamente la mitad de la longitud de onda emitida.

Distancia y Calidad de la Señal de Radio

La distancia de alcance de una señal de radio depende de varios factores:

• Potencia del transmisor: Mayor potencia, mayor alcance.
• Frecuencia: Las ondas AM generalmente alcanzan distancias mayores que las FM.
• Clima: El mal tiempo puede afectar la propagación de las ondas AM. Por ejemplo, 1 kW de potencia en FM puede alcanzar unos 50 km, mientras que en AM puede llegar a 100 km o más bajo ciertas condiciones.

Calidad de Audio:

• AM: Ofrece una calidad de audio que va desde 50 Hz hasta 10 kHz.
• FM: Proporciona una calidad superior, desde 10 Hz hasta 15 kHz, comparable a la de un CD. Dispone de un mayor espacio entre frecuencias (hasta 200 kHz de ancho de banda por canal).

Sistemas de Radiodifusión Modernos

• Radiodifusión Analógica: El sistema tradicional.
• Radiodifusión Digital: La señal de baja frecuencia que modula la portadora es digital, lo que resulta en una mayor calidad de audio, inmunidad al ruido y un aprovechamiento más eficiente del espectro radioeléctrico. El estándar más conocido es DAB (Digital Audio Broadcasting).
• Radio por Internet: Transmisión de audio a través de redes IP.
• Radio por Satélite y Cable: Otros medios de distribución de señales de radio.