Muchos aficionados consideran que los VU-metros y los indicadores de equilibrio de los aparatos de audio modernos son meros efectos visuales, con fines más decorativos que técnicos. En verdad, tales instrumentos son de gran importancia para obtener el mejor desempeño y la mejor fidelidad de los equipos, debiendo ser observados como indicadores de funcionamiento para ajustes de los controles y no simplemente como un adorno. En este artículo damos algunos circuitos prácticos para adaptación de los VU-metros e indicadores de equilibrio en equipos de sonido que no los posean.
Muchos lectores nos escriben pidiendo el modo de hacer la conexión de instrumentos indicadores en aparatos de audio, como VU-metros e indicadores de equilibrio. Las características de los instrumentos usados, normalmente galvanómetros de 100 a 500 µA, exigen el empleo de circuitos especiales para su accionamiento, con la indicación de la modulación de una sena] en un amplificador o en un mixer (mezclador), así como la indicación de equilibrio en un sistema de dos parlantes.
Existen diversas posibilidades de conexión que involucran circuitos de adaptación de las características de estos instrumentos a las señales con las cuales deben operar.
Daremos tres aplicaciones interesantes para usarlos con amplificadores, mixers y preamplificadores de cualquier potencia en la banda de 500 mW a 250 W.
El bajo consumo de corriente de estos indicadores permite la utilización de la propia fuente de alimentación de los aparatos con los cuales operan, y hasta incluso la propia energía dela señal, sin necesidad de ninguna alimentación externa o interna.
Los Galvanómetros
Normalmente, en los indicadores de modulación o equilibrio de aparatos de audio se usan pequeños galvanómetros de bobina móvil de bajo costo, simples o dobles, del tipo mostrado en la figura 1.
Estos instrumentos poseen bobinas de 50 a 5000 Ω y un fondo de escala que varia entre 100 y 300 µA típicamente, aunque también se encuentran tipos de 1 mA.
Para operar, las señales aplicadas a estos instrumentos deben ser continuas y la inercia del sistema mecánico representa un límite para la respuesta & las variaciones de intensidad de estas señales.
En la operación en un sistema indicador debemos tener en cuenta los siguientes factores:
a) Limite para la corriente aplicada, lo que será dado normalmente por un trimpot de ajuste conectado en serie. El correcto ajuste de este componente determinará el límite para el movimiento de la aguja indicadora o el "fondo de escala“(figura 2).
b) Circuito de amortiguación: normalmente se usan resistores y capacitores que limitan la velocidad de la respuesta a las variaciones de la señal, evitando así oscilaciones muy rápidas de la aguja. Estas oscilaciones no sólo dificultan el control de la magnitud por el operador sino que hasta pueden ocasionar problemas de naturaleza mecánica, "forzando" el mecanismo con los golpes de la aguja al final del recorrido (figura 3).
c) Circuito de accionamiento: el mismo debe, a partir de la señal disponible, proporcionar la comente continua que el instrumento precisa para operar. En los casos de amplificadores en que la señal se retira de la salida, el circuito puede estar formado simplemente por capacitores, resistores y diodos, dada la intensidad de la señal. Sin embargo, si la serial fuera débil, como por ejemplo la obtenida en la salida de un mixer o de un preamplificador, debemos tener una etapa amplificadora propia. que tanto puede ser elaborada con transistores discretos como a partir de circuitos integrados.
d) Alimentación: en el caso de usar un amplificador, este debe ser dotado de una alimentación que puede provenir del propio equipo con el cual opera, ya que normalmente se trata de circuitos de muy bajo consumo de corriente.
1. VU-metro para Señales Débiles
Este circuito, mostrado en la figura 4, es indicado para la conexión en la salida de preamplificadores, mixers, controles de efectos, etc. Se usan dos transistores que garantizan una buena amplificación de la sena] y su tensión de alimentación debe ser de por lo menos 18 V.
La placa de circuito impreso sugerida para este circuito se muestra en la fig. 5.
Podemos usar instrumentos en la banda de 100 µA y todos los componentes son comunes. Los transistores son NPN de uso general, los capacitores electrolíticos para 25 V y los diodos son 1N4148 ó equivalentes como el 1N914.
El capacitor C5 determina 1a inercia de] sistema, pudiendo tener valores en la banda de 22 s 100 µF
E! único ajuste a hacer es en el trimpot, a fin de obtener la corriente máxima en el instrumento con la señal máxima en la salida del preamplificador.
En la figura 6 tenemos la fuente de alimentación para el caso de que la tensión disponible en el amplificador o sistema de sonido sea mayor que 18 V.
El diodo zener utilizado es de 18 V x 1 W y el resistor R es calculado por la siguiente fórmula:
R = (V - 18) /0,01
donde:
R es el valor del resistor, en Ω
V es la tensión continua, disponible en el amplificador.
2.VU-metro para Señales Fuertes
Este circuito, presentado en la figura 7, puede ser conectado directamente en la salida para los parlantes de cualquier aparato de audio con potencia por encima de 500 mW.
El instrumento es un galvanómetro de 100 a 300 µA y los capacitores electrolíticos deben tener una tensión de trabajo de 25 V o más.
En la figura 8 tenemos el montaje en una pequeña placa, que podrá ser fijada en la parte posterior del propio instrumento.
El único ajuste se hace en el trimpot de 22k a fin de que no tengamos corriente más allá del fondo de escala en el instrumento. La conexión del indicador se hace directamente en los terminales de salida de los parlantes del amplificador.
El único resistor es de 1/8 W y su valor no es crítico, pudiendo ser alterado juntamente con el capacitor, para obtener una respuesta a las variaciones de la señal según lo deseado. El capacitor puede tener valores en la banda de 4,7 a 22uF y el resistor en la banda de 150 a 330 Ω.
3. Indicador de Equilibrio
Este circuito, mostrado en la figura 9, indica la diferencia de nivel de las señales de las dos salidas de un amplificador estereofónico.
Como el mismo opera con seriales fuertes, no hay necesidad de fuente de alimentación.
Los diodos son de uso general y su montaje puede hacerse en una plaquita junto al propio instrumento, como muestra la figura 10.
Los resistores son de 1/8 W y no hay que hacer ningún ajuste. En función de la potencia del amplificador puede ser necesario alterar los resistores R1 y R3, cuyos nuevos valores deberán estar entre 100 y 4700 en los amplificadores menores (hasta 10W), entre 1 k y 4k7 en los de mediana potencia (de 10 a 50 W) y en 10 k en los de alta potencia (por encima de 50 W).
Los capacitores deben tener tensiones de trabajo de por 10 menos 25 V. El capacitor C3 puede ser alterado en la banda de 220 a 470 µF en función de la velocidad de respuestas deseada. No debemos reducirlo mucho, pues el aparato pasará a indicar desequilibrios y diferencias instantáneas entre las señales de los canales, lo que no es la finalidad del proyecto.
El galvanómetro usado en este indicador es del tipo con cero en el centro dela escala y, para ajustar los canales, bastará colocar los controles de volumen de modo de tener la indicación cero, momento en que las potencias de las señales de cada canal estarán equilibradas (el ajuste de equilibrio también será usado en este caso).
Modo de Usar
Los VU-metros se usan para determinar el nivel máximo de modulación de una señal. Cuando el nivel de sena] sobrepasa los valores máximos puede ocurrir la distorsión.
Ajustando el VU-metro para dar una deflexión de 100% en su escala, con la entrada de audio de intensidad necesaria para excitación a la plena potencia o a la potencia en que se obtiene la menor distorsión, podemos controlar la reproducción, manteniéndola dentro de los niveles en que se obtiene la mejor calidad.
Los indicadores de equilibrio sin/en para dosificar de modo conveniente la intensidad del sonido reproducido por cada conjunto de parlantes. Si tuviéramos un conjunto con dos cajas en un amplificador estéreo y nos colocamos entre los parlantes, el ajuste debe hacerse de modo de tener la misma intensidad de sonido en cada canal, como ilustra la figura 11.
En estas condiciones, el control de equilibrio y volumen deben ser ajustados para que el instrumento indique cero.