Como o circuito de tonalidade influencia no som

          Neste primeiro post, resolvi falar sobre um assunto já abordado em muito outros lugares. No entanto a forma com que vou apresentar o assunto é sob um ponto de vista diferente. Tentarei explicar de uma forma não muito técnica a ponto de ser chata, mas com alguns exemplos para validar as afirmações. Não vou me estender muito sobre tipos de capacitores, pois já existe muito material na internet sobre isso. Vou focar na interação entre o capacitor e o potenciômetro de tone da guitarra. Então, vamos nessa!

           Como alguns de vocês já devem saber, não se usa capacitores eletrolíticos em circuitos de guitarra, ou até mesmo os de tântalo, pois estes são polarizados e são concebidos para trabalhar com correntes contínuas, esse não é o nosso caso. Para utilização em circuitos de guitarra os mais comuns são os cerâmicos, os de polipropileno, os de poliéster e os de papel e óleo. Algumas pessoas juram que existe uma diferença no timbre dependendo do capacitor, especialmente quando se fala sobre os capacitores de papel e óleo, aqui vou deixar essa questão para ser respondida por cada um de vocês. No entanto, um fato que não é frequentemente abordado é a diferença de valores para um mesmo capacitor (mesmo tipo, mesmo valor nominal, mesma tensão máxima, mesma marca, etc). O valor nominal é o valor que você encontra escrito no corpo do capacitor, como por exemplo 47nF ou 22nF, porém há uma faixa de tolerância em cima desse valor e é muito raro que um componente tenha exatamente o valor nominal.

Para exemplificar valor nominal e faixas de tolerância, vou medir alguns resistores, pois não possuo capacímetro (ainda hehe), porém nada muda, porque o conceito é o mesmo.
          

Como você pode verificar, ainda que com o mesmo valor nominal (10Kohms), os resistores apresentaram diferentes valores, esses são os valores reais. A faixa de tolerância desses é de 5%, isso significa que o fabricante garante que os resistores têm entre 9,5Kohms e 10,5Kohms, geralmente o valor é abaixo do nominal. Quase sempre, quanto menor a faixa de tolerância, maior é o preço do componente. No final das contas, a mudança de timbre entre capacitores (cada um tem a sua opinião sobre isso) pode ser apenas devido a diferença entre os seus valores. Claro que há outros fatores como a deterioração dos dielétricos do capacitor com o tempo, temperatura, ESR, DC leakege e etc, mas podemos concluir que nenhum é igual ao outro.

          Outra grande questão é: Mesmo com o potenciômetro todo aberto o timbre da guitarra muda?, e a resposta é simples: sim. Para comprovar essa afirmação vou apresentar alguns fatos. Para começar é necessário conferir os trechos de duas entrevistas com um fabricante nacional de captadores, que você pode conferir  a seguir aos 16:41 do vídeo no link 1 e aos 10:32 no link 2:

 Link 1-  https://www.youtube.com/watch?v=UaY4XFWPH2E
 Link 2- https://www.youtube.com/watch?v=R7khU0j8LCk

No trecho do vídeo abaixo, do canal do youtube de um americano, pois não encontrei nada parecido em portugûes, você pode verificar em 1:47 que a medida de capacitância é tomada com o potenciômetro (500K) totalmente fechado e, ainda sim, é possível medir uma pequena capacitância.

 

Mas o que tudo isso significa? Vou dar alguns exemplos para chegar numa resposta. O circuito de tonalidade (CT) da guitarra funciona com um filtro passa baixas, que permite apenas que frequências baixas passem e atenua ou corta as frequências altas. Em um filtro passa baixas temos uma frequência de corte que é dada pela fórmula Fc=1/2πRC, onde R é a resistência e C a capacitância, então bastaria aplica-la para saber a frequência de corte. O problema é que essa fórmula é usada em filtros com a forma da Figura 1, e o filtro do nosso caso está melhor exemplificado na Figura 2.

Figura 1                             Figura 2

Então, uma forma mais intuitiva de entender é pensar que o potenciômetro, que é um resistor variável, é usado para ligar o capacitor ao circuito ou excluí-lo dele gradativamente, de forma que quanto maior a resistência menos o capacitor atuará no circuito. Na Figura 3 todas as frequências passam direto para a saída, enquanto que na Figura 4 apenas as baixas frequências vão para a saída.

Figura 3                                                                         Figura 4

No caso da Figura 3, que representa o CT não atuando, não representa fielmente a realidade, já que o sinal é sim atenuado, uma vez que existe uma pequena atuação do capacitor, como foi mostrado no vídeo. Ainda no caso da Figura 3, o que também pode ser comprovado no vídeo é que um potenciômetro de 250K permite uma maior atuação do capacitor. Verifica-se também que o valor do potenciômetro resulta numa mudança mais efetiva do que a mudança do valor do capacitor. Lembrando que os exemplos foram apenas para os componentes mais convencionais (potenciômetros de 250K e 500K, capacitores de 47nF).   

Montei um circuito para comprovar as ilustrações anteriores, ligando o capacitor direto, sem potenciômetro, e depois com o resistor para simular o potenciômetro de tonalidade. O resultado foi o mesmo representado nas figuras. Abaixo estão as fotos do circuito ligado sem o resistor e depois com o resistor. O fio verde é aterrado e o vermelho ligado na saída.   

Usei um capacitor de 47nF, um resistor com valor nominal de 510K, mas 501K real, e um captador humbucker. Depois foi só tocar a guitarra e aproximar do captador para comprovar o resultado, antes testei encostando uma chave nos polos do captador, mas queria ouvir com o som do instrumento. Essa é outra forma de verificar que o CT não atua exatamente como o filtro RC mostrado na Figura 1. Nesse tipo de  filtro, se aumentarmos a resistência (R), diminuímos a frequência de corte e o resultado é um som mais grave. Já no nosso circuito, ocorre o contrário, quanto maior o valor do resistor, mais aberto e com maior presença de agudos será o som, ou seja, mais perto da sonoridade alcançada sem o uso do CT. É importante frisar que em nenhum momento frequências são adicionadas às frequências geradas no captador, apenas são excluídas do sinal que vai para o amplificador. 

          Concluímos então, que o circuito de tonalidade da guitarra está sempre atuando e que você pode efetuar algumas mudanças para modificar a forma como ele interfere no som da sua guitarra. Espero que tenham entendido bem sobre esse assunto e desenvolvam um domínio maior sobre o seu instrumento. Sinta-se livre para fazer correções ou acrescentar algo nos comentários. Até a próxima!!!



Agradecimentos: Ao amigo Eng. Eletricista Deyson Vital, pela contribuição técnica.