4.13: Teclado Musical como Generador de Señal

PARTES Y MATERIALES

• “Teclado” electrónico (musical)
• Enchufe tipo auricular “mono” (no estéreo)
• Transformador de adaptación de impedancia (relación de 1k Ω a 8 Ω; catálogo de Radio Shack # 273-1380)
• Resistencia de 10 kΩ

En este experimento, aprenderás a usar un teclado musical electrónico como fuente de señales de voltaje AC de frecuencia variable. No es necesario comprar un teclado caro para esto, pero uno con al menos algunas docenas de selecciones de “voz” (piano, flauta, arpa, etc.) estaría bien. El enchufe “mono” se conectará a la toma de auriculares del teclado musical, así que consigue un enchufe que sea del tamaño correcto para el teclado.

El “transformador de adaptación de impedancia” es un transformador de pequeño tamaño que se obtiene fácilmente de una tienda de suministro de electrónica. Uno puede ser barrido de una radio pequeña y basura: se conecta entre el altavoz y la placa de circuito (amplificador), por lo que es fácilmente identificable por ubicación. El devanado primario está clasificado en ohmios de impedancia (1000 Ω), y generalmente es de toma central. El devanado secundario es de 8 Ω y no está roscado en el centro. Estas cifras de impedancia no son lo mismo que la resistencia de CC, así que no esperes leer 1000 Ω y 8 Ω con tu ohmímetro; sin embargo, el devanado de 1000 Ω leerá más resistencia que el devanado de 8 Ω, porque tiene más giros.

Si no se puede obtener tal transformador para el experimento, un transformador de potencia reductor regular de 120V/6V también funciona bastante bien.

Referencias cruzadas

Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 2, capítulo 1: “Teoría Básica AC”

Lecciones En Circuitos Eléctricos, Volumen 2, capítulo 7: “Señales de CA de Frecuencia Mixta”

Objetivos de aprendizaje

• Diferencia entre amplitud y frecuencia
• Medición de voltaje CA, corriente con un medidor
• Operación del transformador, elevador

Diagrama esquemático

Ilustracion

Instrucciones

Normalmente, un estudiante de electrónica en una escuela tendría acceso a un dispositivo llamado generador de señal, o generador de funciones utilizado para hacer formas de onda de voltaje de frecuencia variable para alimentar circuitos de CA. Un teclado electrónico económico es una alternativa más barata a un generador de señal regular y proporciona características que la mayoría de los generadores de señal no pueden igualar, como producir ondas de frecuencia mixta.

Para “tocar” el voltaje de CA producido por el teclado, necesitará insertar un enchufe en el conector de auriculares (a veces solo etiquetado como “teléfono” en el teclado) completo con dos cables para la conexión a circuitos de su propio diseño. Cuando insertes el enchufe en la toma, el altavoz normal integrado en el teclado se desconectará (suponiendo que el teclado esté equipado con uno), y la señal que solía alimentar ese altavoz estará disponible en los cables del enchufe. En este experimento en particular, recomiendo usar el teclado para alimentar el lado de 8 Ω de un transformador de “salida” de audio para aumentar el voltaje a un nivel superior. Si usa un transformador de potencia en lugar de un transformador de salida de audio, conecte el teclado al devanado de bajo voltaje para que funcione como un dispositivo elevador. Los teclados producen señales de muy baja tensión, por lo que no hay peligro de choque en este experimento.

Usando un teclado Yamaha económico, he descubierto que la configuración de voz “panflauta” produce la forma de onda sinusoidal más verdadera. Esta forma de onda, o algo cercano a ella (flauta, por ejemplo), se recomienda para comenzar a experimentar ya que está relativamente libre de armónicos (muchas formas de onda mezcladas entre sí, de frecuencia integer-múltiple). Al estar compuesto por una sola frecuencia, es una forma de onda menos compleja para que tu multímetro mida. Asegúrese de que el teclado esté configurado en un modo en el que se mantendrá la nota, ya que se mantiene presionada cualquier tecla; de lo contrario, la amplitud (voltaje) de la forma de onda cambiará constantemente (alta cuando se presiona la tecla por primera vez y luego se decae rápidamente a cero).

Usando un voltímetro de CA, lee el voltaje directo desde el enchufe de auriculares. Luego, lea el voltaje tal como lo intensificó el transformador, señalando la relación de paso. Si tu multímetro tiene una función de “frecuencia”, utilízalo para medir la frecuencia de la forma de onda producida por el teclado. Prueba diferentes notas en el teclado y graba sus frecuencias. ¿Observa un patrón en frecuencia a medida que activa diferentes notas, especialmente teclas que son similares entre sí (observe el patrón de 12 teclas en blanco y negro repetido en el teclado de izquierda a derecha)? Si no te importa hacer marcas en tu teclado, escribe las frecuencias en Hertz con tinta negra en las teclas blancas, cerca de la parte superior donde es menos probable que los dedos froten los números.

Idealmente, no debería haber ningún cambio en la amplitud de la señal (voltaje) ya que se intentan diferentes frecuencias (notas en el teclado). Si ajusta el volumen hacia arriba y hacia abajo, debe descubrir que los cambios en la amplitud deben tener poco o ningún impacto en la medición de frecuencia. La amplitud y la frecuencia son dos aspectos completamente independientes de una señal de CA.

Intente conectar la salida del teclado a una resistencia de carga de 10 kΩ (a través del enchufe para auriculares) y mida la corriente CA con su multímetro. Si tu multímetro tiene una función de frecuencia, también puedes medir la frecuencia de esta corriente. Debe ser el mismo que para el voltaje para cualquier nota dada (tecla del teclado).