F.Coelho
Certo dia fui comprar um potenciómetro (POT) para o controlo de “Tone” e disse ao vendedor que queria um POT logarítmico. Ele respondeu que não tinha desses, só linear e acrescentou que tudo era a mesma coisa. Não comprei, porque tinha uma noção empírica que não é a mesma coisa.
Num tópico aqui no fórum falou-se por acaso de cabos, de corte dos agudos, de capacitância... e veio-me a ideia de abordar o tema sobre o controlo de “Tone” e qual a diferença na utilização de potenciómetros de resposta diferente, ou seja, logarítmico ou linear.
Na figura abaixo apresento uma foto de um potenciómetro.
(imagem retirada de https://www.kitelectronica.com/2017/03/potenciometro-para-volumen.html )
O potenciómetro é uma resistência variável, que permite, consoante a rotação do veio, retirar uma parte do sinal (ou mesmo todo ou nada) para ser utilizado mais à frente.
Para melhor compreensão do POT, imaginem que têm na vossa frente uma deliciosa torta de laranja (o nosso POT em sentido figurado). Na vossa mão têm uma faca e vão cortar uma fatia. Como não têm condicionantes, não têm que partilhar com mais ninguém, o pedaço que podem cortar só depende da vossa gulosise. Assim, se estão precisando de muito açucar fazem um corte muito grande, isto é, deixam uma fatia fina e tomam para vós quase toda a torta (ou também podem fazer um corte “nulo”, ou seja, tomam a torta por inteiro).
Se a falta de açucar é média, podem cortar a torta ao meio e tomam uma metade. Se forem pessoas “normais”, tomam só uma fatia grossa e deixam o resto para mais tarde.
Pois é, aqui a faca comporta-se como o veio do POT, regulando a quantidade de resistência que é utilizada no circuito.
Outro aspecto que os POT's apresentam: o veio tem, normalmente, um curso de 300 graus (para quem está esquecido destas coisas da matemática, uma volta completa são 360 graus).
Vamos assumir que 300 graus corresponde à posição 10 do botão “Tone” da nossa guitarra, e como tal, o ponto de partida para início da rotação.
Na imagem seguinte, para um valor de 250 KOhms (normalmente conhecido como 250K), vemos a diferença de resposta dos dois POT's, consoante a rotação desde 300 até 0 graus.
Um potenciómetro logarítmico tem uma resposta diferente do linear. Quando se começa a rodar gradualmente, a resistência do potenciómetro logarítmico vai-se reduzindo muito pouco e na parte final reduz-se bruscamente. Já o linear vai diminuindo a sua resistência de forma constante.
O circuito mais comum que se encontra para controlar o TONE é o que se apresenta na figura seguinte.
Para todos os efeitos é aquilo a que se dá pelo nome de “Circuito passa baixo” ou “Filtro passa-baixo”.
E porquê este nome? Porque quando se actua no POT ligado ao condensador, esta parte do circuito vai absorvendo as frequências mais altas do sinal da fonte (neste caso do pickup) e deixa passar as baixas frequências (passa baixas, ok?). Assim, à medida que se vai rodando gradualmente o POT, de 300 para 0 graus, o sinal que saí para o controlo de volume vai sendo cada vez mais pobre em altas frequências, mantendo (mais ou menos) as baixas.
Consoante os valores do condensador e do potenciómetro, assim se conseguem obter circuitos que cortam mais ou menos rapidamente as altas frequências.
Falemos agora do circuito e dos elementos que o compõem.
E vamos começar por imaginar algo que nos é familiar: um rio que nasce numa montanha e termina no mar. O que isto tem a ver com um circuito?... Calma, já vão entender.
Que caminho escolhe o rio na sua viagem?... O mais fácil dirão vocês.
Mas o que é exactamente o mais fácil? É simples, são os locais que apresentam um maior declive de descida, onde toma maior velocidade. E porquê? Porque a força da gravidade assim o impõe.
Imaginem agora que aparece à frente do rio, numa das margens, um obstáculo inclinado de terra ou rochas (vamos chamar declive contrário) o que acontece? Neste caso, como as águas do rio têm velocidade, uma parte destas irá “subir” um pouco a zona do declive, transbordando a margem e irá alagar as áreas adjacentes, formando pântanos ou então entrando pelas casas das pessoas, por exemplo. A parte restante segue a sua viagem em direcção ao mar.
No caso o rio perde parte da sua pujança (potencial), porque lhe apareceu um obstáculo que lhe resistiu, ou seja, ficou em presença de uma resistência.
Estavam a ficar fartos da conversa, não era? Pois já chegámos a algum lado.
Num circuito eléctrico a corrente comporta-se como o nosso rio. A corrente escolhe sempre o caminho mais fácil e um exemplo prático é o do curto-circuito. O que acontece? A corrente vê um enorme declive e em vez de ir alimentar a nossa TV, o frigorífico (que se comportam como resistências),... simplesmente escolhe o caminho mais fácil. Aumenta a sua velocidade (aumentam os amperes) e o quadro dispara.
No caso do nosso circuito, quando o sinal saí do pickup ele quer percorrer o caminho mais fácil. E o mais fácil será ignorar a resistência do potenciómetro e o condensador. E de facto isso acontece quando o POT está nos 300 graus, pois o valor de resistência (o declive contrário) é tão elevado que se comporta como um paredão altíssimo. Nada passa neste sentido.
E à medida que vamos rodando o potenciómetro no sentido do zero? Neste caso, vamos transformando o paredão num obstáculo com um declive (cada vez menor) e parte do sinal já passa a ser desviado para lá (alagando o potenciómetro e o condensador, em termos simbólicos).
Mas dizem vocês, e muito bem “Se parte do sinal é desviado, é parte do sinal total, e assim não haverá mudança no tom, mas tão somente uma diminuição do sinal de saída.”
E têm toda a razão se, e volto a dizer se, o sinal só tivesse uma única frequência. Confusos? Vejamos.
Voltando ao nosso pickup, e explicando melhor, se ao tocar a nota Lá fosse produzido um sinal só com a frequência de 110 Hz, quando se actuasse no potenciómetro de facto só se estaria a atenuar o sinal de saída (para esta situação este circuito comportava-se como um controlo de volume).
Mas o sinal não é puro, vem acompanhado dos seus harmónicos, a saber 220, 330, 440, 550 hz... e por aí fora.
Ora, o que acontece é que o nosso condensador é um “bichinho” estranho. E porquê? Porque ele também comporta-se como uma resistência, mas especial. E como? Ele oferece para cada frequência uma resistência diferente. Na prática, quanto maior for a frequência menor é a resistência que oferece. E num sinal composto por várias frequências, as mais altas vêm no condensador uma espécie de curto-circuito e fogem por ele.
No caso do nosso rio significaria diminuir o declive contrário para águas de cores específicas provocando um maior alagamento colorido do pântano ou das casas (neste caso se o nosso rio fosse composto por águas de várias cores, supondo e digo outra vez, supondo no nosso imaginário que fosse possível existir um rio assim).
Não vou dar a fórmula da resistência do condensador (pode-se encontrar na net), a que normalmente se dá pelo nome Reactância Capacitiva (que nome monstruoso).
Vou antes dar um exemplo, através de um gráfico, para um condensador de 0,022 microFarad, que nós utilizamos nas nossas guitarras.
Neste gráfico é notório que quanto mais elevada for a frequência menor é a resistência, e logo, maior é a atenuação (maior é o alagamento).
Perguntam agora, e muito bem: “Então se o condensador está sempre presente, porque não corta logo as altas frequências?”
Se repararem, para os dados que apresentei, o POT na posição 360 graus tem uma resistência de 250K e este valor em si já é enorme (é um obstáculo muito elevado, tipo montanha). Esta resistência impede que o sinal não entre na parte do circuito de regulação do TONE e assim, este segue em frente, pelo caminho mais fácil (no caso do nosso rio não há possibilidade de alagamento).
Em termos práticos, a resistência de 250K não deixa o condensador “trabalhar”, tão simples como isso.
Fazemos um intervalo para falar de um aspecto particular da nossa audição.
A nossa audição sente-se confortável com variações de tons que mantenham sempre a mesma relação. Se tiverem a oportunidade de se sentarem frente a um piano façam esta experiência:
toquem a nota Dó mais aguda e seguir a nota Dó uma oitava abaixo, depois a nota Dó outra oitava abaixo desta, e assim sucessivamente. Que se passou? Nada de especial, não é? Tocamos aquilo que o nosso cérebro já esperava. Não houve sobressaltos nem surpresas. E porquê? Porque tocámos notas que mantiveram sempre a mesma relação entre elas. Como sabemos, a oitava acima é o dobro da frequência de uma nota, logo a oitava abaixo é metade. Assim, tocámos notas que mantiveram sempre uma relação entre si de ½ (metade), e o nosso cérebro facilmente entendeu.
Agora façam esta experiência. Começam por tocar, por exemplo o Dó mais aguda e depois em cada escala que se segue toquem uma nota ao acaso, sucessivamente até chegar à escala mais grave. O que aconteceu? É isso, o nosso cérebro reagiu estranhamente, tentando perceber o que era aquilo, que melodia era, que sentido faria, etc... E tal deve-se porque não se manteve uma relação constante entre notas sucessivas, mas sim relações diferentes ao sabor do nosso toque.
Esta parte é interessante para o que se segue.
[pagina="A regulação do “Tone”]
Quando actuamos no POT de regulação do “Tone” o que queremos? Queremos que haja uma relação coerente entre a quantidade de regulação e a porção de rotação do veio.
Ninguém ficaria satisfeito em ter uma regulação tipo “tudo ou nada”, isto é, bastaria um toque no POT e já só tinhamos graves. Correto?
A regulação coerente significa algo que o nosso cérebro goste, do tipo, a 3/4 do curso do POT temos
3/4 da regulação, a meio do curso metade da regulação, e assim sucessivamente.
Agora entramos na parte mais difícil de entender, por isso peço um pouco de atenção.
Como já vimos, a regulação do “Tone” faz-se pelo acto de actuar no POT. Para efeitos de experiência e explicação, vamos supor que o veio do POT não tem um movimento contínuo, mas que dá saltos. E vamos estabelecer que ele consegue situar-se em 10 posições separadas de 30 graus: 300, 270, 240, 210 graus... e assim sucessivamente. Tudo claro até agora, certo?
Como temos posições separadas entre si do mesmo número de graus, neste caso 30, o que queremos é que a sensação de regulação seja coerente (regular). Certo?
Como vamos chegar a tal solução?
Tomando o exemplo do piano, vamos supor que, para efeitos didáticos, queremos que exista uma relação de 1/2 nas sucessivas regulações:
Na posição 300 a frequência de “corte” é a partir de 10.200 Hz (para cima desta frequência já não se ouve praticamente nada);
Na posição 270 a frequência de corte é 5.120 Hz;
Na posição 240 a frequência de corte é... certo, 2.560 HZ;
Na posição 210 a frequência de corte é 1.280 Hz...e assim sucessivamente.
Nestes casos apresentados que valores de resistência do POT é que seriam necessários para que o nosso circuito assim respondesse?
Para as frequências de corte apresentadas o nosso condensador de 0,22 microFarad tem os seguintes valores de resistência:
Supondo que o circuito está equilibrado com uma resistência total de 250K (que é o mesmo valor do POT de controlo do volume de som), então o nosso POT deveria apresentar os seguintes valores de resistência:
Um facto que salta que salta logo à vista é que na frequência de 20 Hz a resistência do condensador anda à volta de 360K e isto significa que sendo este valor superior a 250K, não é possível “cortar” esta frequência. Fazendo contas, a frequência para a qual o condensador apresenta uma resistência de 250K anda na ordem dos 29 Hz. Isto quer dizer que não é possível cortar as frequências abaixo dos 29 Hz com este circuito.
Vamos agora pegar nos valores de resistência do nosso POT apresentados na tabela e construir um gráfico. Eis o gráfico:
E o que nos salta à vista? É que os valores de resistência do nosso POT seguem uma resposta logarítmica.
Agora vamos atacar o problema de outra maneira.
Vamos supor que os 10 intervalos do nosso POT, referidos anteriormente, separados por 30 graus, correspondem cada um deles a um valor constante de 25K (10 X 25K = 250K) e portanto estamos na presença de um POT linear.
Assim, cada vez que rodo o POT que valores de resistência de condensador devo ter para obter sempre o valor de 250K? Vejamos a tabela:
E agora segue-se a pergunta: A que frequências de corte correspondem os valores apresentados para o nosso condensador? Mais uma vez esta tabela vai-nos ajudar:
(Tivemos que fazer aqui um “truque”: a resistência do condensador na primeira linha foi alterada de “0” para “400” porque com “0” temos uma impossibilidade matemática de cálculo. O valor 400 foi assumido para dar um valor de “corte” dentro do espectro da audição humana.)
Agora uma pergunta final: Que relações temos entre frequências entre si à medida que se roda o nosso POT Linear? Mais uma vez esta tabela vai ajudar-nos:
E o que vemos? Vemos que a relação das frequências entre si vão subindo, desde 0,016 até 0,900.
E isto quer dizer que a regulação do “Tone” é logo intensa com um pequeno ajuste do POT Linear (nos primeiros 75K de redução da resistência do POT a regulação fica praticamente feita), assemelhando-se quase a uma regulação de “nada ou tudo”.
Deste modo nada é igual. Existem diferenças entre um potenciómetro logarítmico e um potenciómetro linear. A utilização de um ou de outro, claro está, depende dos gostos.
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Imprensa Musical:
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