We have seen so much of filter that I think it is a good time to balance the balance, for this we will know a circuit that does the opposite of a filter, ie, mixes signals.
We will describe the basic mixer circuit consisting of a summing operational amplifier, we will mix signals of different waveforms at different frequencies and vary the gain of each one observing the behavior of the resulting signal.
Hemos visto tanto de filtro que creo es un buen momento de equilibrar la balanza, para ello vamos a conocer un circuito que hace lo opuesto a un filtro, es decir, mezcla se帽ales.
Vamos a describir el circuito mezclador b谩sico que consiste en un amplificador operacional sumador, mezclaremos se帽ales de distintas formas de ondas a distintas frecuencias y variaremos la ganancia de cada una observando el comportamiento de la se帽al resultante.
Please do not let the circuit intimidate you, it is one of the simplest and easiest that we will see with operational amplifiers but before approaching it, it would be worthwhile to ask ourselves why do I want to mix signals?
In communications systems we always want to extract a signal from a packet of signals, it is as if you are waiting to receive a relative who comes by bus and when you get to the bus you discard all the people except the one you are waiting for (filter effect).
It is so precise that we only receive the desired signal that we filter all the others that by nature accompany the signal we want to recover and those that join in the process as is the case of noise.
Por favor no dejes que el circuito te intimide, es uno de los m谩s sencillos y f谩ciles que veremos con amplificadores operacionales pero antes de abordarlo valdr铆a la pena preguntarnos 驴Por qu茅 quiero mezclar se帽ales?
En los sistemas de comunicaciones siempre queremos extraer una se帽al de un paquete de se帽ales, es como si estas esperando recibir a un familiar que viene en autob煤s y al llegar al bus descartas a todas las personas excepto a quien esperas (efecto filtro).
Es tan preciso que solo recibamos la se帽al deseada que filtramos todas las dem谩s que por naturaleza acompa帽an a la se帽al que queremos recuperar y las que se unen en el proceso como lo es el caso del ruido.
In audio systems it is something different, it seems meaningless that signals that come in the same data packet are separated and then rejoined but when you look a little closer we will understand the reason.
Imagine that you have an audio signal and you play it, but it turns out that the sound has too much power in the bass and too little in the mids, in our player there is only one knob and it is the general volume knob so we cannot decrease the power of the bass without affecting the rest.
Sounds, musical notes and all that are directly related to frequency, each tone represents a vibration at a specific frequency and if we use a microphone to convert that vibration into an electronic signal that signal will oscillate at the same frequency of the tone that produced it.
Now we know that we can manipulate the powers of signals based on their frequency value using filters so I can use one filter to extract the low frequencies, one for the mid frequencies and one for the high frequencies. Then we pass each signal through a gain control and finally we put them back together to play them together but now we can control the gain of each one independently.
En los sistemas de audio es algo distinto, parece sin sentido que unas se帽ales que vienen en el mismo paquete de datos se separen para luego volverlas a unir pero al mirar un poco m谩s de cerca vamos a comprender la raz贸n.
Imagina que tienes una se帽al de audio y la reproduces, pero resulta que el sonido tiene demasiada potencia en los bajos y muy poca en los medios, en nuestro reproductor hay solo una perilla y es la del volumen general as铆 que no podemos disminuir la potencia de los bajos sin afectar el resto.
Los sonidos, notas musicales y todo eso est谩n relacionados directamente con la frecuencia, cada tono representa una vibraci贸n a una frecuencia espec铆fica y si usamos un micr贸fono para convertir esa vibraci贸n en una se帽al electr贸nica dicha se帽al oscilar谩 a la misma frecuencia del tono que la produjo.
Ahora sabemos que podemos manipular las potencias de se帽ales basados en su valor de frecuencia usando filtros as铆 que puedo usar un filtro para extraer las frecuencias bajas, uno para las medias y otro para las agudas. Luego hacemos pasar cada se帽al por un control de ganacias y finalmente volvemos a juntarlas para que se reproduzcan juntas pero ahora podemos controlar la ganancia de cada una de forma independiente.
So a mixer will be useful to re-mix the signals but now in the ratio defined by the gain control, i.e. I can completely suppress the bass if I want without affecting the mids and highs.
The circuit is a modified inverting amplifier, only more inputs and associated resistors have been added to each input so the gain for each signal will be the quotient between the feedback resistance and the resistance of its input.
As铆 que un mezclador sera 煤til para volver a mezclar las se帽ales pero ahora en la proporci贸n que defina el control de ganancia, es decir, puedo suprimir por completo los bajos si deseo sin afectar los medios y agudos.
El circuito es un amplificador inversor modificado, solo se han a帽adido mas entradas y resistencias asociadas a cada entrada por lo cual la ganancia para cada se帽al sera el cociente entre la resistencia de realimentaci贸n y la resistencia de su entrada.
In this case R1 is the feedback resistor and the resistance at each input is given by a potentiometer to be able to vary the gain of each input and a fixed resistor to prevent the input resistance from being zero when manipulating the potentiometer towards its lower value end.
I have chosen a sinusoidal, a square and a triangular signal to mix each at different frequencies, this is for simulation purposes and are representations of the signals we have filtered.
As the signals enter an inverting amplifier the output will be 180 degrees out of phase, to recover the phase we pass it through a second inverting amplifier of gain 1 and with that we have built the basic mixer.
En este caso R1 es la resistencia de realimentaci贸n y la resistencia en cada entrada est谩 dada por un potenci贸metro para poder variar la ganancia de cada entrada y una resistencia fija para evitar que la resistencia de entrada sea cero al manipular el potenci贸metro hacia su extremo de menor valor.
He escogido una se帽al sinusoidal, una cuadrada y una triangular para mezclar cada una a distintas frecuencias, esto es para efectos de la simulaci贸n y son representaciones de las se帽ales que hemos filtrado.
Como las se帽ales entran en un amplificador inversor la salida estar谩 desfasada 180 grados, para recuperar la fase lo pasamos por un segundo amplificador inversor de ganancia 1 y con eso tenemos construido el mezclador b谩sico.
The output signal will be the sum of all the amplified inputs, but each waveform will be conserved so it is a mixture of each signal with its frequency.
We can notice this in the simulation in which varying the gain of an input is only affected in the output signal the magnitude that corresponds to that waveform.
La se帽al de salida sera la suma de todas las entradas amplificadas, pero cada forma de onde sera conservada por lo que se trata de una mezcla de cada se帽al con su frecuencia.
Podemos notar esto en la simulaci贸n en la que la variar la ganancia de una entrada solo es afectada en a se帽al de salida la magnitud que se corresponde a esa forma de onda.
It is a basic and useful circuit for learning that could even be implemented and would work with an acceptable quality for the complexity and resources required in the design. Thanks for reading me once again, see you in the comments section.
Es un circuito basico y util para el aprendizaje que incluso se pudiese implementar y funcionaria con una calidad aceptable para la complejidad y recursos requeridos en el dise帽o. Gracias por leerme una vez m谩s, nos vemos en la secci贸n de comentarios.
