Audio: Control de volumen.

Rafa1981
#16 por Rafa1981 el 20/04/2008
Sabiendo que los dB y el sonido se perciben de forma logarítmica, es seguro que los potenciometros sean lineales ? Yo por intuición diría lo contrario.
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AlbertoMiranda
#17 por AlbertoMiranda el 20/04/2008
yo no tengo mucha idea, pero siempre he visto que son logaritmicos, en mis "experimentos" siempre he usado logarítmicos porque en todos los esquemas qye he visto ponen logarítmicos.
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jBetances
#18 por jBetances el 20/04/2008
Alguien escribió:
Sabiendo que los dB y el sonido se perciben de forma logarítmica, es seguro que los potenciometros sean lineales ? Yo por intuición diría lo contrario.


No. La potencia es la que funciona logaritmicamente.

Los circuitos de sonido digital, generalmente, funcionan con CMOS. El cmos se caracteriza por funcionar con señales SOLO segun su voltaje. El voltaje es algo muy lineal, por lo cual, conviene usar potenciómetros lineales. Queremos unicamente afectar la ganacia EN VOLTAJE de la señal, no en dBs, o amperes.

Ahora bien, si quisiesemos controlar la potencia a la salida de un amplificador, pues ahi si convendria usa potenciometros logarítmicos, ya que aqui si se manejarían considerables dosis de potencia.

Aunque si dejamos un poco el rigor, se podría usar el potenciómetro que sea para la aplicación que sea. El problema es que si usamos un lineal donde no debe, la mital del giro del potenciómetro no afectaría notoriamente el volumen, al igual que si usasemos el logarítmico donde no debe. Y este es el dilema principal.

A la salida de una tarjeta de sonido, la potencia es bastante baja (muy muy baja), por lo cual convendría usar un potenciometro lineal que altere la amplitud de la señal.

Me imagino que este es el caso, verdad, GALVANO?
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jBetances
#19 por jBetances el 20/04/2008
Alguien escribió:
Un cosa interezante para hacer si usas un nivel por pasos, es probar con uno potenciomentro convencional, y ajustar el sistema siguiendo la normas, los 83 db (si mal no recuerdo) para mezclar, y alli poner ese valor de resiste en un paso, y luego para otras circustancias, sumando un mute, para cuando suena el telefono, uno que puntee el calibrado, para cuando te dicen algo, quizas mas que un potenciomentro un linea de selectores que no cree chispa/arco, paro no quemar tweeters, tambien se pueden sumar selectores de salida para enviar a distintos monitores.


Ya esto se empieza a poner interesante. Habria que usar todo un sistema con relays usando un microcontrolador, y por que no? UN DISPLAY LCD!!! 8)
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Rafa1981
#20 por Rafa1981 el 20/04/2008
betances escribió:
Alguien escribió:
Sabiendo que los dB y el sonido se perciben de forma logarítmica, es seguro que los potenciometros sean lineales ? Yo por intuición diría lo contrario.


No. La potencia es la que funciona logaritmicamente.

Los circuitos de sonido digital, generalmente, funcionan con CMOS. El cmos se caracteriza por funcionar con señales SOLO segun su voltaje. El voltaje es algo muy lineal, por lo cual, conviene usar potenciómetros lineales. Queremos unicamente afectar la ganacia EN VOLTAJE de la señal, no en dBs, o amperes.


Betances, desde el punto de vista matemático y técnico, no me convence mucho la explicación, todo y que puedes tener razón en los potenciometros, ya que no lo se, si que sé que las magnitudes potencia, tensión, resistencia e intensidad, en la ley de Ohm son todas lineales, doble de tensión -> doble de potencia, mitad de resistencia con la misma intesidad -> mitad de tensión y mitad de potencia, lo que está claro es que R,V,I y P son líneales, los exponentes entran en juego en el momento en que metemos los dB, que ya implican logarítmos, y como el oido funciona en logarítmico a mí me parece más logico un potenciometro logarítmico para que a mitad de recorrido sea la mitad de percepción de sonido que al recorrido entero, pero solo es mi opinión.

Yo por simple ley de Ohm creo que:

Si V = Rpot * I y P=V*'I

Lo que está claro que con los dos va a funcionar, pero con uno de los dos nos moveremos siempre en un pequeño margen del recorrido total, y será más difícil hacer ajustes finos que con el otro.
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Rafa1981
galvano
#22 por galvano el 20/04/2008
- Al final, aprovechando los gastos de envío de un pedido me he hecho con este controlador.

https://www.thomann.de/es/sm_pro_audio_inano.htm

Dando por hcho que la diferencia entre unos y otros es el desgaste por fricción y la suciedad en los contactos, dentro de un par de años me compro otro igual y asunto resuelto. :mrgreen:

Ya os cuento que tal. :wink:


- Un saludo.
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jBetances
#23 por jBetances el 21/04/2008
Alguien escribió:
R,V,I y P son líneales


NO! P no es lineal...

Alguien escribió:
y como el oido funciona en logarítmico a mí me parece más logico un potenciometro logarítmico para que a mitad de recorrido sea la mitad de percepción de sonido que al recorrido entero, pero solo es mi opinión.


Tienes razon! Pero el sonido que escuchas es el resultado de una amplificacion de potencia.

A nivel de señales electricas de a corta distancia, la potencia no es importante. Solo lo es la señal en voltios... Con ella, se usan circuitos CMOS que SOLO aprovechan el nivel en voltaje de estas señales. Aca, se pueden usar potenciometros lineales con toda libertad.

Ahora bien... Si estamos trabajando con grandes cantidades de potencia, pues si conviene usar potenciometros logarítmicos, ya que la potencia no es lineal.

Solo es un asunto de saber cuando usar tal o cual potenciometro.

NO por que el sonido se propague por el aire con una razon de perdida de distancia al cuadrado no quiere decir que en un cablecito, con señales pequeñas, se tenga que usar potenciómetros logarítmicos.

Son cosas completamente distintas...

Saludos!
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Rafa1981
#24 por Rafa1981 el 21/04/2008
Hola Betances, sigo sin estar de acuerdo colega, todo y que hay un matiz que .

Aquí te suelto el pedazo de tochana, de por que pienso que las cosas son como digo, como indica mi avatar, es mucha paja mental para aquel que no esté motivado, pero bueno, así es como yo lo creo, y también como lo he visto.

Primero quiero aclarar para todo el que lo lea, lo que es lineal o logarítmico, el que lo sepa que se lo salte, y el que no, es muy fácil de entender, una expresión lineal es aquella que es un polinomio de primer grado, o sea que su angulo/derivada es constante (gráfica que es una recta).

Esta es una operación que no tiene ninguna operación como exponentes ni logarítmos, de la forma.

X = Y x Z
X = Y x Z + M x N - A / B
X = Y x Z x A x B / M + N

Visto esto, por ejemlo cogemos la formula P = V * I (ley de Ohm) y dejamos la I constante a 2.

V=1 P=2
V=2 P=4
V=3 P=6
V=4 P=8
V=5 P=10
V=6 P=12

Se ve que los aumentos de tensión derivan en un aumento de potencia constante, de los que se puede ve fácilmente la relación y que no aumenta de magnitud más rápido de la variable de la que depende. Todo esto se traduce en un angulo constante en la gráfica, y una derivada resultando en un número entero. En crisitiano, los valores no se disparan.

http://www.hrc.es/bioest/fun_lineal.gif

Aquí hay una gráfica de la ley de Ohm en la que se aprecia su naturaleza lineal.

http://profesormolina2.webcindario.com/tutoriales/corri_tension/img00061.gif

Ahora cogemos la formula Y = X al cubo + 7.

X=1 Y=8
X=2 Y=15
X=3 Y=34
X=4 Y=71
X=5 Y=132
X=6 Y=223
X=10 Y=1007

Se ve que al aumentar la variable exponencial, el resultado acaba estando varias ordenes de magnitud por encima, por lo que no tienen un angulo/pendiente constante, sus derivadas dependen de una variable. Dicho en crisitiano, habiendo empezado X=1 y dando de resultado la Y=8, cuando la X llega a 10 la Y ya va por 1007, se dispara mucho más rápido.

En curva vendría a ser esto.

http://ludosofia.files.wordpress.com/2007/07/exponential_function.gif

Aclarado esto, aquí en está imágen se puede ver curvas de tensión vs potencia, y se puede ver como son líneas rectas (lineales), ya que en ninguna de sus formulas llevan exponente ni logarítmo.

http://www.tecenor.com/images/potencia_tension.jpg

Entonces, en nuestro caso teniamos que variamos la resistencia de un potenciometro, por ejemplo en un circuito serie, con una fuente de tensión constante* a 15V DC, y que el potenciometro va de 0 a 10K Ohm,
en este caso vamos a variar la señal de entrada al circuito de amplificación, suponiendo que el amplificador que pueda haber detrás amplifica linealmente, dejando todo el rato su ganancia en un valor constante, o sea que doble de potencia de entrada, doble de potencia de salida, aunque idealmente no es así debido a perdidas e imperfecciones, es una aproximación que se puede hacer para simplificar cálculos, también suponemos que la resistencia de la fuente de tensión es infinita y que no hay una resistencia en serie para evitar el cortocircuito cuando el potenciometro llegue a o Ohm. Todo esto para hacer los cálculos fáciles.

*(Si la magnitud que variaramos fuera la tensión, teniendo una fuente de corriente en vez de tensión, el resultado a la entrada del ampli sería el mismo.)

I=V/R; P=V*I
si:

R=10000 ; I=0,0015 ; P=V * I = 15 * 0,0015= 0,0225W
R=5000 ; I=0,003 ; P= 15 * 0,003 = 0,045W
R=2500 ; I=0,006 ; P= 0,09W
R=1250 ; I=0,012 ; P= 0,18W
R=620.5 ; I=0,024 ; P= 0,36W

Observamos que si dividimos la resitencia entre dos, la salida en W aumenta al doble, así que lo único que ha quedado demostrado en este punto es que la potencia es una magnitud lineal respecto a Intesidad, corriente y resistencia.

Si detrás de esta fase hubiera un amplificador que amplifica lo que tenga a la entrada por 1000, en cualquiera de los tipos existentes de amplificador, ya sea de tensión(V), corriente(I), transconductancia(Siemens) o transresistencia(I/V), el resultado seguiría siendo lineal a la salida del ampli, porque su ganancia es constante (en los margenes de trabajo) , y las magnitudes de entrada también.

Entonces, para obtener la salida de toda la etapa, suponiendo ganancia 1000 de toda la etapa:

R=10000 ; P1 = 0,0225W ; P2 = 0,0225W * 1000 = 22,5W
R=5000 ; P1 = 0,045W ;P2 = 45W
R=2500 ; P1 = 0,09W ; P2 = 90W
R=1250 ; P1 = 0,18W ; P2 = 180W
R=620.5 ; P1 = 0,36W ; P2 = 360W

Ahora ya tenemos lo que hay en la salida final del ampli.

Para simplificar, solo hablaré de dBW, aunque el oido escucha dB SPL y tienen otra fórmula independiente, la filosofía sigue siendo logarítmica, no tendremos en cuenta temas de acústica ni propagaciones ni reflexiones, porque pueden hacer los cálculos muy complejos, dicho esto, y solo hablando de dBmW, sabemos que el oido se comporta de forma logarítmica a las variaciones de potencia/presion sonora.

Por ejemplo si tenemos una señal de 11dBmW, esta equivale a 13mW de potencia, para sentir el doble de sonido acústico ( remarco que suponiendo todo ideal y lineal por la parte acústica, que no lo es ) deberíamos aplicar 22dBmW, que equivalen a 158mW, si volvieramos a querer doblar la percepción que tenemos del sonido deberíamos aplicar 44dBW, que equivalen a 25,118W !!!

Por lo que aquí tenemos una magnitud logarítmica. P(dBW)=10 Log ( P(W) / 1W )

11dBmW = 12,589mW = 0,012589 W
22dBmW = 158,489mW = 0,158 W
44dBmW = 25,118 W
88dBmW = 630957,344 W
172dBmW = 158489319246111,348 W

Se puede observar claramente como al doblar los dBm, la potencia requerida para conseguirlos se dispara varios ordenes de magnitud cada vez.

Dicho esto, y sabiendo que los amplificadores se comportan de forma lineal dentro de un margen, que es para el que están diseñados, y cuanto mejor diseñados, más lineales en este margen, sean CMOS, TTL, FET, JFET, BJT o lo que sea, todos entregan una potencia de salida, es lógico que si lo que queremos conseguir es un control de volumen variando la resistencia, o sea la señal de entrada, y que lo que movamos se ajuste a la percepción de lo que tienen nuestros oidos, esa magnitud que haga variar el potenciometro,la ha de hacer variar de manera logarítmica, ya que todas esas magnitudes son lineales, a diferencia de nuestros oidos.

Teniendo en cuenta que 3dB es el doble de la potencia actual, y si el potenciometro es lineal, en la primera mitad del recorrio del potenciomentro dividiremos entre dos la resistencia, por lo que solo variaremos 3dB, ahora lo movemos la mitad del recorrido que nos queda y solo variamos otros 3dB, ya solo nos queda una cuarta parte del recorrido del potenciometro, ahora si bajamos otra vez la mitad de lo que nos queda, volvemos a variar 3dB, pero esta vez con un recorrido pequeñísimo, solo queda una octava parte del recorrido, llegará un momento que para bajar 3dB tenemos que llegar a limites microscópicos. Como se ve, con un pontenciometro logarítmico, moverlo la misma distancia no corresponden siempre a que percibamos cada vez el doble o la mitad de volumen, y eso no interesa, se debe poner un potenciometro logarítmico.

Por lo que Betances, ahora viene lo bueno, yo no digo que lo tuyo sea falso, pero si el potenciometro varía la señal de entrada antes de la etapa de amplificación o a la de salida, manteniendose la ganancia constante, ha de ser logarítmico a todas todas.

En este enlace se ve como el potenciometro anterior a la etapa de amplificación, que es el control de volumen (P4) es logarímico.
http://www.webelectronica.com.ar/news23/nota02.htm

Si por el contrario hablamos de un diseño en el que se mantiene la señal de entrada constante, y lo que se varía es la ganancia del amplificador, si para conseguir esto se tiene que hacer variar un parámetro que tiene un exponente o logarítmo en la fórmula de la ganancia, se deberá hacer con un potenciometro lineal, y seguramente sea lo que tratas de explicar.

Lo que pasa es que en la gran mayoría de los circuitos que yo recuerdo, la ganancia dependia de factores lineales, pero claro está que no he visto todo lo que hay, y hay muchos tipos de amplificador diferente.

Saludos y perdón por la tochanazazaza.
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jBetances
#25 por jBetances el 22/04/2008
No no no... aca hay un error de concepto.

Cuando me refiero a que la potencia no es lineal, me refiero a la propagación de la potencia. La potencia es lineal con respecto a la resistencia, voltaje y amperaje, pero su propagacion NO es lineal. POr eso es que se usan dBk, o dBm, o lo que sea que comience con dB... para manejar diferencias de cifras muy grandes.

El oido humano se comporta logarítmicamente, pero no por eso, haz de regular el sonido con un potenciómetro logarítmico! Y menos si hablamos de señales de muy baja potencia. Lo digo por experiencia propia.

Los potenciómetros en las señales de bajita potencia son lineales por que solo manejan la amplitud de la señal... Estoy seguro :mrgreen:

Muy buena tu explicación... Pero te garantizo, con toda certeza, que si colocas un potenciómetro lineal a la salida de tu tarjeta de sonido, funcionará MUY BIEN. Pruébalo, luego me dices... :mrgreen:
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Rafa1981
#26 por Rafa1981 el 22/04/2008
Bueno, vamos llegando al entendimiento. :)

betances escribió:

Cuando me refiero a que la potencia no es lineal, me refiero a la propagación de la potencia. La potencia es lineal con respecto a la resistencia, voltaje y amperaje, pero su propagacion NO es lineal. POr eso es que se usan dBk, o dBm, o lo que sea que comience con dB... para manejar diferencias de cifras muy grandes.


En verdad de la propagación de la potencia no entiendo lo que dices, creo que es lo único de todo el post que no estoy de acuerdo, podría ser cierto si hablaramos de longitudes de onda de la misma magnitud que el medio a transmitirlas, caso en el que el sistema se comportaría como una línea de transmisión, y dejaría de cumplirse la ley de Ohm, pero no es el caso de audio, ya que a 22KHz haría falta un cable de 3-4Km mínimo.

En cuanto a porque se usan los dB's, si que estás completamente en lo cierto, y aparte a mi me explicaban otro motivo, en topologías que necesitan circuitos de amplificación, se suelen poner etapas de ganacia detrás de otras, atenuaciones de cable, perdidas de inserción de conectores, otra ganancia de regenearación etc. y es más cómodo sumar dB's que hacer multiplicaciones y divisiones de números enormes, ya que una suma de dB(logarítmico), equivale a una multiplicación en lineal. Además los dB's son la manera que tiene el oido de entender la dinámica de la señal, grandes diferencias de potencia, en la naturaleza hay un rango dinámico apabullante.

betances escribió:

El oido humano se comporta logarítmicamente, pero no por eso, haz de regular el sonido con un potenciómetro logarítmico! Y menos si hablamos de señales de muy baja potencia. Lo digo por experiencia propia.

Los potenciómetros en las señales de bajita potencia son lineales por que solo manejan la amplitud de la señal... Estoy seguro :mrgreen:


Totalmente de acuerdo, seguro que hay casos en los que no, en el que yo comentaba, de atenuar un señal antes de amplificarla no es uno de ellos, pero si por experiencia te funciona bien, contra eso no hay nada que decir, experiencia manda.

De hecho me he quedao blanco colega, he encontrado un link donde explica lo que expliqué yo ayer, que de saberlo me ahorro la faena de escribir la tochana, ahí dice:

Alguien escribió:
Pero no os preocupéis, que la cosa no es tan grave. A excepción de aplicaciones donde el "Taper" (respuesta) del pote sea muy importante, como en los Whas, por ejemplo, siempre nos valdrá más o menos un tipo u otro.


Enlace a la página

betances escribió:

Muy buena tu explicación... Pero te garantizo, con toda certeza, que si colocas un potenciómetro lineal a la salida de tu tarjeta de sonido, funcionará MUY BIEN. Pruébalo, luego me dices... :mrgreen:


Gracias, me llevó un ratazo, total pa decir lo mismo que el link con algunos números de más. Lo del control de volumen, por suerte lo tengo en la etapa, me jodería tenerme que montar un circuitillo más para tener colgando por ahí, ya tengo bastantes cosas colgando :D .
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jBetances
#27 por jBetances el 23/04/2008
Alguien escribió:
En verdad de la propagación de la potencia no entiendo lo que dices, creo que es lo único de todo el post que no estoy de acuerdo, podría ser cierto si hablaramos de longitudes de onda de la misma magnitud que el medio a transmitirlas, caso en el que el sistema se comportaría como una línea de transmisión, y dejaría de cumplirse la ley de Ohm, pero no es el caso de audio, ya que a 22KHz haría falta un cable de 3-4Km mínimo.


Bien... La potencia del sonido se reduce a razon de la distancia al cuadrado. Si un altavoz tiene una salida de 200 watts, si estas a un metro de distancia, es posible que escuches los 200 watts completos, pero si te lejas a dos metros, escuchas solo 200/2^2, lo cual es igua a 50 Watts. Si te alejas tres metros, solo escucharias 22.22 Wats. A esto me refiero con que no es lineal. Se reduce MUCHISIMO en la medida que uno se aleja con distancias lineales. Esto es un comportamiento logarítmico. POr eso el oido funciona logaritmicamente!

A eso me refiero...
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Rafa1981
#28 por Rafa1981 el 23/04/2008
Ahhhh, 100% cierto, que tocho soy colega, se trataba de la potencia/presión acústica, yo estaba pensando todo el rato en el dominio electrico por eso no lo captaba.
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jBetances
#29 por jBetances el 23/04/2008
Jejeje.. por eso es que yo digo que cuando manejas grandes cantidades de potencia, ahi si se requiere de potenciometros logarítmicos, ya que estas poTencias serán las que llegarán a los altavoces. :mrgreen:

POR FIN ME ENTIENDEN!!!! :yuju:
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AlbertoMiranda
#30 por AlbertoMiranda el 11/07/2008
entonces si queremos hacer un atenuador pasivo tendremos que usar preferiblemente potenciómetros lineales ya que vamos a trabajar con señal de linea...no?

si queremos hacer un control de volumen stereo y balanceado....supongo que tendremos que atenuar por igual y por separado las señales..por lo que en el caso de usar potenciómetros no por pasos habría que usar dos potenciómetros stereo uno para L y otro para R...a no ser que haya de 4...lo desconozco..
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