El teorema de Nyquist establece que la frecuencia mínima de muestreo para convertir una señal analógica en digital es el doble de la frecuencia máxima a procesar; así -como la máxima frecuencia de audio es de 20.000Hz- es lógico suponer que la frecuencia mínima de sampler (muestreo) se ubique en los 40kHz. Como ejemplo podemos citar la frecuencia de sampler con que se graba el sonido en los CD ROM comerciales, la cual es de 44kHz.

Para lograr el “muestreo”, se utiliza la condición de manejar un transistor totalmente saturado o hacerlo funcionar al corte para que no disipe energía.

En el mezclador que proponemos, las señales de dos entradas son conmutadas alternadamente por circuitos integrados CMOS de manera que aparecen en intervalos cortos de tiempo que no afectan la forma de onda final.

Dependiendo del tiempo que permanece cada una de las dos señales, la presencia en la salida del circuito será mayor o menor.

Controlando estos tiempos, es posible realizar la mezcla de las señales de una manera interesante, dado que el control no se realiza por el paso de señales a través de un potenciómetro sino sobre ciclos activos de un oscilador independiente.

El circuito en cuestión trabaja con dos entradas pero, con el uso de un secuenciador, es posible expandir la cantidad de entradas. Para este mixer “conmutado” se usan componentes comunes, con la precaución de que el montador debe emplear cables cortos y blindados para que no tengan ruidos que interfieran en su funcionamiento.

El diagrama de bloques de la figura 1 nos muestra el funcionamiento de nuestro mezclador.

Las señales aplicadas en las entradas del circuito pasan por llaves analógicas digitales CMOS de un circuito integrado 4066. Estas llaves son transistores de efecto de campo que ofrecen una resistencia muy baja a las señales (alrededor de 150ohm), y cuando están abiertas tienen una resistencia de muchos Mohm. Los controles de estas llaves se pueden hacer por osciladores CMOS.

Las llaves están unidas de forma tal que cuando ingresa la señal del canal E1, la llave S1 está cerrada y S3 abierta, al mismo tiempo S2 está abierta y S4 cerrada, de manera que la entrada E2 pasa a ser un cortocircuito a tierra.

De esta manera sólo pasa una pequeña porción de la señal presente en la entrada E1 al amplificador operacional de salida.

En el paso siguiente, se debe mostrar la señal E2, para ello, la llave S3 se cierra al mismo tiempo que S4 abre. S1 abre y S2 cierra de manera de cortocircuitar a tierra la señal de E1.

Se necesita ser muy rápido para abrir y cerrar estas llaves, para recomponer las señales sin distorsión.

Como dijimos, se debe emplear una señal muestreadora superior a 40kHz, en nuestro caso, empleamos una frecuencia superior a los 100kHz.

Si se tiene un ciclo activo de la señal mostradora del 90%, para controlar la mezcla de las dos señales, tendremos que pasar el 90% de la señal de E1 al 10% de la señal E2.

Este control es realizado por el ciclo activo del oscilador que tiene en ese caso un circuito integrado 4093.

Para controlar el ciclo activo hay que establecer diferentes recursos para la corriente de carga y descarga del capacitor que maneja el oscilador. Uniendo dos diodos en oposición, se logra la carga y descarga de C8 según la salida de la puerta NAND osciladora tenga su salida a nivel alto o bajo, conforme con el valor de resistencia que “vea” cada diodo.

La resistencia en serie de cada diodo dependerá de la posición del cursor de P1, de forma que se determinará la porción de tiempo que corresponderá a la carga y descarga y se determinará el ciclo activo de este oscilador.

Las puertas del 4093 son utilizadas como inversores, de manera de tener señales en oposición de fase que controlan las llaves 4066.

Una vez obtenida la mezcla de señales, debemos amplificarla para obtener una ecualización adecuada para que pueda aplicarse a alguna etapa de potencia.

Si se quiere emplear un amplificador operacional 741 como seguidor de tensión, no hay ganancia de tensión pero sí de potencia, porque la impedancia de entrada es mucho más alta que la de salida.

Si la ganancia del circuito no es suficiente para excitar el amplificador, se puede quitar la unión directa entre las patas 2 y 6 del operacional y poner un resistor de 100kohm a 1 Mohm de manera de obtener una ganancia mayor.

El capacitor C6 se coloca para evitar interferencias de RF. En la figura 2 se ha dibujado el circuito eléctrico completo y en la figura 3 se da el diagrama de circuito impreso.

La fuente de alimentación tiene que ser libre de zumbidos y regulada con una tensión de 6 a 12 V. Como el consumo es muy bajo (menos de 10mA), se puede usar un 7812 sin inconvenientes y no hace falta usar radiador de calor.

El circuito trabaja con señales de pequeña intensidad, máximo de 1 a 2Vpp, no se deberá unir la salida de fuentes intensas de señales que pueden sobrecargarse.

Uniendo fuentes de señales como micrófonos, reproductores de CDs, etc, a las entradas del aparato e instalando la salida en un amplificador de audio común, al alimentar el circuito, tendremos una mezcla de alta fidelidad de dos señales.

El volumen final es regulado por un control de volumen del amplificador que trabaja sobre el potenciómetro P1. La señal pasará de un canal a otro en forma suave.

Si la frecuencia de operación es muy baja, con lo cual aparecerá una pequeña oscilación en la señal mezclada, debe alterar C8, reducirlo a 470 nF. Si la frecuencia fuera muy alta, se producirían oscilaciones o inestabilidades, por lo cual, hay que aumentar el mismo capacitor.

Si se producen ruidos en la señal debe alterar el C6, que aumentará su valor.

Si se notan ronquidos en la señal, verifique el blindaje de los cables del audio e incluso puede poner un capacitor de 1000µF entre el positivo de la alimentación y tierra del aparato.