Análisis en frecuencia de una pastilla

En este apartado vamos a analizar desde un punto de vista eléctrico la respuesta en frecuencia de las pastillas de una guitarra eléctrica. Para ello lo que tenemos que hacer primeramente es analizar el circuito equivalente de una pastilla. Luego a partir de él podremos deducir ciertas características del sonido que tendrá cada pastilla. La utilización de un circuito equivalente supone una simplificación del problema que nos permite hacer cuentas a costa de perder la fiabilidad absoluta. En nuestro caso con este circuito podremos observar los efectos más importantes producidos por las pastillas aunque habría otros efectos más complejos que no se podrían explicar de esta manera.

Circuito equivalente de una pastillas

Desde un punto de vista eléctrico, una pastilla magnética es equivalente a este circuito.


Una bobina real puede ser descrita eléctricamente como una inductancia (L) ideal en serie con una resistencia (R), y en paralelo a estos una capacidad (C). Lo más importante en este circuito con diferencia es la cantidad de inductancia, que depende en el número de vueltas, el material magnético del núcleo de la bobina y la geometría de la pastilla. La resistencia y la capacidad no tienen mucha influencia y pueden ser despreciadas. Cuando las cuerdas se mueven se induce un voltaje AC en la bobina. Así que la pastilla actúa como una fuente de alterna con unos componentes electrónicos unidos.


La carga externa consiste en una resistencia (los potenciómetros del tono y volumen, y cualquier resistencia de entrada del amplificador) y una capacidad parásita debida al cable y las uniones. Este conjunto de componentes pasivos forma un filtro paso-bajo de segundo orden.


Como cualquier otro filtro similar, tiene una frecuencia de corte fg, que es donde la respuesta baja 3dB (mitad de la potencia). Por encima de fg, la respuesta decae a un ritmo de 12dB por octava. No hay descenso de potencia a bajas frecuencias aunque un poco por debajo de la frecuencia fg (fcero) ser produce una resonancia entre la inductancia de la pastilla y la capacidad del cable de la guitarra. Esta frecuencia, llamada fcero, proporciona la máxima amplitud de pico. El filtro paso-bajo pasivo funciona como un amplificador de voltaje en esa zona (pero no amplifica la potencia porque la impedancia de salida se hace muy alta a la vez.

Si uno sabe la frecuencia de resonancia y la amplitud de pico, conoce aproximadamente el 90% de la característica de transferencia de la pastilla. Estos parámetros son la clave del sonido de una pastilla (con este modelo hay otros efectos que no pueden ser descritos pero su influencia no es tan importante).

Podemos resumir lo que sucederá con los armónicos de la siguiente forma:

Como la Resonancia Afecta al Sonido

La frecuencia de resonancia de la mayoría de las pastillas en combinación con cables normales se encuentran entre 2000 y 5000 Hz. Este es el rango donde el oído humano es más sensible. El resultado de la colocación de la frecuencia de resonancia es, subjetivamente, un sonido:

El sonido también depende de la altura del pico. Un pico elevado produce un sonido potente y característico. Mientras que un pico  suave produce un sonido más débil, especialmente en las guitarras de cuerpo sólido que no tienen caja de resonancia. La altura del pico de la mayor parte de las pastillas del mercado oscila entre 1 y 4 (0 a 12 dB), depende de material de la bobina, de la resistencia de carga.

La frecuencia de resonancia depende de la inductancia L (entre 1 y 10 Henrios) y de la capacitancia C que es la suma de la de la pastilla (80-200pF) y la del cable (500-1000pF). Se puede ver como cambiando el cable que une la guitarra con el amplificador podemos variar su capacidad y por tanto la frecuencia de resonancia.

 

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