Electrónica para bajistas (II) – Potenciómetros y circuitos básicos

Potenciómetro típico desmontado

En esta siguiente entrega intentaremos explicar cómo funcionan los potenciómetros del circuito de nuestro bajo y de paso, como siempre, desmitificar algunos conceptos bastante extendidos.

Potenciómetros

Un potenciómetro es una resistencia variable, en la que deslizamos un contacto sobre una pista y vamos obteniendo una resistencia eléctrica que varía entre 0 (cuando el contacto móvil está al principio de la pista) y el valor máximo del potenciómetro (cuando el contacto móvil está al final de la pista).

Para los circuitos pasivos de bajo y guitarra, se utilizan habitualmente potenciómetros circulares con valores de resistencia entre 250 y 500 kΩ.

Resistencia de un potenciómetro de 250k entre las dos patillas exteriores. Nótese que el valor medido no es exactamente 250, si no 247.
Valor de la resistencia entre las patillas 1 y 2 cuando el potenciómetro está totalmente cerrado ("al cero")
Valor de la resistencia cuando entre las patillas 1 y 2 cuando el pote está totalmente abierto ("al 10").

Los potenciómetros típicos tienen tres patillas que se numeran del 1 al 3, siendo la patilla 2 la que se une al contacto que se desliza por la pista resistiva. Cuando "juntamos" la patilla 1 y 2 (potenciómetro cerrado) la resistencia es cero. Cuando separamos la patilla 1 y 2 por completo (potenciómetro abierto) la resistencia entre ambas patillas es el valor del potenciómetro.

Potenciómetros "audio" vs lineales

Un error de concepto o malentendido bastante habitual es el uso del adjetivo "audio" para algunos potenciómetros, como si fuesen especialmente indicados para instrumentos musicales.

Cuando vamos girando el potenciómetro, como hemos visto, va cambiando en la patilla 2, pero este cambio no tiene por qué ser progresivo.

En un potenciómetro lineal, por ejemplo, al girar a la cuarta parte del recorrido la resistencia es la cuarta parte del valor del pote, a la mitad del recorrido, la resistencia es la mitad, etc. En resumen, la resistencia cambia de forma lineal con el giro.

En un potenciómetro logarítmico el mayor cambio en el valor de la resistencia se produce en un tramo muy corto del giro, la mayor parte del giro del pote se traduce en cambios pequeños en la resistencia.

Midiendo la resistencia entre las patillas 1 y 2 en un pote logarítmico de 250k. A la mitad del recorrido la resistencia apenas es de 38k.

Nuestro oído no es lineal, somos capaces de diferenciar los distintos niveles de volumen de forma diferente cuando son muy tenues a cuando son muy intensos. La escala que se usa para medir la intensidad sonora (decibelios) es una escala logarítmica.
Los potenciómetros logarítmicos son muy utilizados en aplicaciones de audio precisamente porque la variación de la resistencia es muy similar a la forma en la que nuestro oído funciona. Por esta razón se les denomina "potenciómetros de tipo audio".

Desde SKL Luthier, expertos en electrónica para guitarras y bajos, nos apuntan dos casos de uso en el que puede ser preferible un potenciómetro de tipo lineal en el control de volumen:

  1. En un instrumento con dos pastillas con volúmenes independientes (por ejemplo, un bajo tipo Jazz Bass) a veces puede ser interesante usar potes de tipo lineal para jugar con la mezcla de pastillas, con potes logarítmicos hay menos recorrido útil.
  2. En guitarras, cuando se juega con el volumen del instrumento para conseguir más o menos saturación/distorsión en el amplificador, con un volumen lineal también se consigue mayor control a la hora de saturar. La etapa de ganancia del amplificador sí que es lineal y es más fácil encontrar el sonido deseado teniendo un recorrido lineal.

Conclusión: la etiqueta "audio" no indica que sea "mejor" pote para usarlo en guitarras o bajos. Pote de tipo "audio" simplemente es sinómimo de pote de tipo logarítmico, nada más.

Circuitos de volumen

Para montar un pote de volumen, se conecta la salida "hot" o positiva de la pastilla a la patilla 1, la patilla 2 se conecta con la salida y la patilla se conecta a tierra.

Potenciómetro de volumen. La patilla 3 se suele soldar a la carcasa del potenciómetro, que se conecta a tierra

Este circuito en electrónica se denomina "divisor de voltaje" y la propiedad básica del mismo es que cuando el potenciómetro está totalmente cerrado, el voltaje en la salida es cero. Cuando el pote está totalmente abierto, el voltaje a la salida es el mismo que proporciona la pastilla (si los valores del potenciómetro son adecuados).

Divisor de voltaje. El voltaje a la salida (V0) es cero con el pote cerrado

El valor del potenciómetro debe ser adecuado. Valores demasiado pequeños (del orden de la decena de kΩ o inferiores) no proporcionan todo el volumen que puede proporcionar la pastilla, aún estando totalmente abierto.

Una variación bastante habitual es el cableado "Jazz Bass", en el que el "hot" de la pastilla se conecta a la patilla 2 y la salida a la patilla 1. Este cableado se utiliza cuando hay más de un pote de volumen en el circuito para que no interfieran entre sí.

Cableado tipo "Jazz Bass"

Potenciómetros vintage

Como hemos visto, un potenciómetro no es más que una resistencia variable. No es un componente con propiedades mágicas, ni mejora el sonido de las pastillas... es un componente pasivo que simplemente atenúa. Nuestro bajo no va a sonar mejor porque le pongamos un potenciómetro "NOS" (New Old Stock, componentes de época que nunca han sido utilizados). Un potenciómetro de un determinado valor, si está en condiciones, funcionará igual desde el punto de vista eléctrico, esté fabricado en 1960 o en 2019.

Tolerancias y calidades

En las fotos anteriores vimos que nuestro polímetro medía una resistencia de 247k cuando el pote estaba etiquetado como 250k. Pocos potes (u otros componentes electrónicos) dan exactamente el valor con el que están etiquetados. La incertidumbre o margen de variación posible viene dado por un dato que proporciona el fabricante, la tolerancia. Por ejemplo, una resistencia de 100Ω con una tolerancia de 10% puede presentar en la práctica un valor entre 90 y 110Ω.
Cuanto más crítica es la aplicación para lo que se utilice el componente más estrictas deben ser las tolerancias. En estas aplicaciones de audio, la tolerancia típica de los fabricantes es apropiada, no tiene ningún efecto audible que nuestro pote realmente tenga 245.000Ω en vez de los 250.000Ω de la etiqueta.

Otro parámetro que sí es crítico y no puede ser tan fácilmente medido es la calidad mecánica del potenciómetro: se refiere a cuánto tiempo puede utilizarse antes de que la pista resistiva empiece a degradarse, si el diseño interno tiende a ensuciarse (el típico sonido de "rascado" de un pote sucio)... en estos casos, hay fabricantes más fiables que otros, aunque como en todos los campos, la marca y el prestigio a veces también se pagan.

250kΩ vs 500kΩ vs 300kΩ en el circuito de volumen

Es bastante común escuchar que un pote de 250k es mejor para pastillas simples, o que uno de 500k va bien con humbuckers. Otros afirmaciones van en el sentido de que el verdadero sonido vintage se obtiene con potenciómetros de época y 300k... hay bastantes mitos y malentendidos con los potenciómetros. En este apartado nos vamos a centrar en qué afecta el valor de unos potenciómetros u otros al usarlos en el control de volumen.

Hay que tener en cuenta un factor importante: la corriente que se induce en una pastilla de bajo o guitarra es una corriente alterna que contiene idealmente todo el espectro armónico de lo que estamos tocando. En el caso de un bajo, el rango de frecuencias que manejamos va desde 30 o 40 Hz hasta valores de kHz (miles de Hz).

Cuando circula corriente alterna a través de una resistencia no todas las frecuencias se atenúan en igual medida. En instrumentos eléctricos, las frecuencias más altas (correspondientes a los armónicos más agudos) se pueden atenuar con más facilidad. Es lo que coloquialmente se conoce como "perder agudos", siendo especialmente crítico en guitarras.

Eléctricamente y acústicamente lo que ocurre con potenciómetros de valor más alto, p. ej., 500k es que el punto de atenuación de las frecuencias agudas es más alto, o dicho de otra forma, se atenúan menos agudos. Dado que las pastillas "single" son un poco más chillonas que las "humbucker", se suele recomendar utilizar potes de 250k, puesto que nos podemos permitir (es más, es casi recomendable) que se pierdan agudos. Por el contrario, un pote de 1M aún atenuaría menos agudos.

En el siguiente vídeo se prueba en un bajo Precision un pote de 1MΩ frente a un pote de 500kΩ.

En 3:09, el pote de 1M con el tono abierto; en 3:34 el pote de 500k con el tono totalmente abierto

Hay que tener en cuenta que en todo momento estamos suponiendo que no hay un circuito de tono. En el momento que utilizamos el típico circuito de tono y atenuamos agudos en este punto, hay que plantearse si queremos usar un pote de volumen que recorte menos agudos cuando luego los estamos quitando por otro sitio.

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