Circuitos de Retardo de Audio: Creando Efectos de Eco y Reverberación Ricos

A veces, la salida de audio que obtenemos no es lo suficientemente buena. O no es rica o sale sosa y hace que nuestros oídos zumben. Para evitar esto, introducimos un proceso conocido como retardo de audio. Al hacer esto, hacemos sonidos más ricos usando la señal de salida de audio retrasada. Luego, la devolvemos al audio original.

Este proceso resulta en audio con efectos especiales como eco y reverberación. Un circuito de retardo de audio agrega una pequeña cantidad de retardo a transmisiones digitales. Aquí, discutimos el circuito de retardo de audio, sus usos y cómo construir uno.

1. Funciones y Usos del Circuito de Retardo de Audio

Una línea de retardo de audio es un concepto fundamental que transforma la música retrasada de una señal analógica a una señal digital. Luego se pone en un registro de desplazamiento o cualquier medio de retardo o almacenamiento digital. Un conversor digital-a-analógico convierte la señal digital retrasada en audio retrasado.

Este circuito ayuda a lograr una gran experiencia de audio. Este amplificador de potencia genera un eco (retardo de tiempo de señal de audio) y reverberación. Sin embargo, el diseño de un espacio u habitación determina la experiencia auditiva para la música reproducida en ese espacio. Por ejemplo, si una habitación tiene varias ventanas de vidrio, tiene un efecto de eco excesivo en la música. Mientras tanto, la música pierde todo efecto de eco y reverberación si muchas cosas llenan la habitación. Este tipo de habitación produce un sonido soso y plano. Así que, el circuito de retardo de audio ayuda en la restauración del estado de ánimo creado por la música. Es mejor porque no tienes que preocuparte por qué diseño interior eliges.

Era difícil conseguir un circuito de retardo de señal de audio en el pasado porque los dispositivos requeridos eran costosos. La nueva tecnología hace que la construcción del circuito sea más barata, y esta innovación es la Brigada de Cubos (Bucket-Brigade).

Primero, fijamos una señal de audio en la entrada del diseño bucket-brigade. Luego, hacemos que los ICs trabajen con un generador de reloj; la señal de entrada de audio se mueve de manera escalonada hasta que llega a la salida de audio con el retardo deseado. Así, logramos un efecto de reverberación cuando la señal retrasada recircula en la señal original.

2. Principio de Funcionamiento del Circuito de Retardo de Audio

Los ICs bucket-brigade son las partes esenciales del circuito. Además, no hay conversores analógico-digital y digital-analógico costosos en los circuitos. Hay un modo phasor/flanger en el circuito de retardo de audio. La frecuencia del audio, cuyas longitudes de onda son como el retardo de tiempo, morirá en este ajuste. Pero todas las demás frecuencias se vuelven más fuertes. Luego, un filtro peine con un rango de frecuencia entre los notch ajusta cambiando la frecuencia del reloj. El modo phasor/flanger también ayuda a crear señales estereofónicas desde señales monofónicas, y un canal recibe la salida con fase al inyectar la señal retrasada. Luego, el otro obtiene el resultado obtenido al eliminar la señal retrasada.

Un filtro paso bajo (filtro anti-aliasing) limpia la forma de onda de salida y otras señales duplicadas. Las señales existían en la entrada pero se retrasaron 256 veces el rango de frecuencia del reloj. Por ejemplo, cuando la frecuencia del reloj es 100 kHz, el retardo máximo es 256 x 1/100,000 = 2.56 milisegundos. La tasa de reloj influye en la tasa de muestreo de la señal de música en la entrada. Así, una frecuencia de reloj un 50% más baja es la frecuencia de audio más significativa que transmite. Como se dijo antes, la brigada de cubos hace que la construcción del circuito sea más barata. A continuación, discutimos la Brigada de Cubos y el filtro de paso total.

Brigada de Cubos (Bucket Brigade)

Los Dispositivos de Brigada de Cubos son chips con varios capacitores, y son responsables del retardo de señales de audio. El nombre proviene de una práctica histórica de bomberos donde la gente compartía cubos de agua en una línea. El registro de desplazamiento analógico bucket-brigade funciona como el registro de desplazamiento digital bucket-brigade. Por eso el nombre.

Los capacitores representan "cubos" conectados al IC PMOS en registros de desplazamiento. Más de 1000 capacitores de un solo capacitor y algunos transistores MOS por etapa en un solo chip. Los elementos transmitidos de un paso al siguiente son paquetes de carga eléctrica. Todos sabemos lo difícil que es verter agua dentro y fuera de un cubo simultáneamente. Además, cargar y descargar un capacitor al mismo tiempo es difícil. Los registros de desplazamiento y un par de frecuencias de reloj fuera de fase superan este problema. Los cubos con numerales "impares" se fusionan con figuras "pares" a los siguientes cubos. Sucede durante el período cuando el primer reloj está alto. Tan pronto como el segundo reloj alto golpea, los cubos pares lanzan a los cubos impares que siguen.

Filtros de Paso Total (All-Pass Filters)

Este diseño permite que todos los componentes de frecuencia de la señal de entrada pasen a través. Lo hace sin atenuar. Cualquier cable funciona para esta función. Pero, la característica única de un filtro de paso total es que ofrece cambios de fase predecibles. Lo hace a diferentes frecuencias de la señal de entrada.

La gente usa estos filtros en el campo de la tecnología de comunicaciones. La transmisión de señales a largas distancias a través de líneas de transmisión resulta en un cambio en su fase. Estas líneas de transmisión incluyen cables telefónicos. Usamos filtros de paso total para corregir estos cambios de fase. Se refieren a ellos como ecualizadores de retardo o correctores de fase en algunos círculos. A pesar de que este filtro tiene una respuesta significativa de uno, ofrece un cambio de fase. Los filtros de paso total personalizan las respuestas de retardo de elementos en tu cadena de procesamiento de señal.

La especificación de retardo de grupo necesita que uses un filtro de paso total en cascada con tu filtro. Además, los circuitos de audio usan filtros de paso total para terminar cambios de fase indeseables, resultando en la generación de ruido de fondo no deseado. Además, la gente los usa en el sistema de comunicación electrónica para compensar cambios de fase en señales de voz.

La Construcción de un Circuito de Retardo de Audio

El diagrama a continuación explica los valores de resistencia usados en la construcción de un circuito de retardo de audio. También, veamos los factores críticos a considerar al construir un circuito de retardo de audio.

• Valor de Resistencia Adecuado: Al construir un circuito de retardo de audio, usar el valor de resistencia correcto es esencial. Ayuda a determinar cuánto tiempo el transistor permanece encendido después de soltar el pulsador.
• Materiales Adecuados: Los componentes necesarios usados en la construcción del circuito simple son transistores, capacitores electrolíticos y diodos. El valor del capacitor decide cuánto tiempo el transistor se mantiene conduciendo. Además, poner un transistor en el circuito induce retrasos de tiempo de solo unos segundos. Pero agregar un transistor más aumenta la sensibilidad del circuito.
• Selección de Fuente de Alimentación: Un regulador de voltaje, IC6, genera la alimentación principal de 15 voltios. El registro de desplazamiento tiene fuentes de +1 y +20 voltios desde R22, y R23 es el riel de +20 voltios. La línea de voltaje de 10.5 voltios es necesaria ya que una alimentación single-ended impulsa los op-amps.
• Dirección de Pines del Capacitor: Inserta todos los semiconductores y capacitores electrolíticos con cuidado. Debes colocarlos en la dirección correcta. Los dispositivos MOS son sensibles a cargas estáticas, y la carga estática creada en tus dedos los destruye. Puedes poner los ICs en el PCB o usar zócalos IC.

Conclusión

Un circuito de retardo de audio es esencial porque hace que la música o los sonidos sean más atractivos en una habitación o espacio dado. El dispositivo Bucket Brigade ha hecho la construcción de este circuito más barata. Así que, no tienes que preocuparte por el costo.

Sin embargo, al construir un circuito de retardo de audio, debes tener cuidado al insertar los materiales en los lugares correctos. Asegúrate de manejarlos y con sumo cuidado. Ahora puedes crear sonidos más ricos y completos. Contacta amablemente si tienes alguna pregunta.