Pastilla de guitarra eléctrica

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Este artículo explica de manera resumida el funcionamiento de una pastilla de guitarra eléctrica (pickup), el porqué de su respuesta en frecuencia y cómo influye en ella el cable de conexión al amplificador.

La pastilla (pickup)

Fig 1: Modelo circuital de una bobina con pérdidas

Fig 2: Modelo circuital de una pastilla

Una pastilla (pickup en inglés) es un sensor inductivo que consiste en una bobina arrollada sobre un imán permanente. Su modelo circuital es por tanto el de una bobina con pérdidas (Fig 1).

Al pulsar una de las cuerdas de acero de la guitarra, esta vibra y hace variar el campo magnético en el núcleo de la bobina. Este flujo magnético variable que atraviesa la bobina genera -ley de Faraday- una tensión AC en sus bornes. Así pues, el modelo de una pastilla sería el de la Fig 2, que constituye un circuito RLC serie cuyo factor de calidad Q y frecuencia de resonancia $f 0$ es de sobra conocida:

$f_0 = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\,$

$Q = \frac{f_0}{BW} = \frac{2\pi f L}{R} = \frac{1}{2\pi f RC}\,$

Los parámetros $f 0$ y R (la impedancia de entrada en DC), caracterizan casi por completo la función de transferencia de la pastilla y es lo que debemos tener en cuenta a la hora de elegir una. Distintas pastillas con distintas $f 0$ tendrán un sonido diferente, resaltando más las frecuencias graves o las agudas.

La amplitud de la señal se salida depende de la pastilla en concreto y sus valores típicos oscilan entre 50mV y 500mV.

La pastilla conectada al amplificador a través de un cable

Fig 3: Pastilla + cable + previo

Si ahora consideramos la conexión de la pastilla al amplificador a través de un cable, debemos tener en cuenta la capacidad del cable y la impedancia de entrada del amplificador (que debe ser muy grande) (Fig 3). La a red resultante entre el generador y el amplificador es un filtro paso bajo de 2º orden

Llamemos $C=C_p + C_a\,$
$R_L= R_{in}\,$
$R = R_p\,$

$V_o = V_i \frac{(1/sC) || R_L}{(1/sC)||R_L + sL + R}\,$
$A_v = \frac{V_o}{V_i} = \frac{R_L}{R_L + sL + R + s^2R_LLC + sR_LRC}\,$

Si $R_L \rightarrow \infty\,$ entonces

$A_v = \frac{1}{s^2LC + sRC + 1}\,$

La frecuencia de resonancia del sistema es, de nuevo:

$f_0 = \frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}\,$

La Fig 4 muestra la gráfica de $A v (s)$ para un cable con capacidad C=100pF y la Fig 5 cómo varía $A v (s)$ en función de este. En baja frecuencia, la capacidad de un cable aumenta cuanto más largo es. Cuanto mayor sea la capacidad del cable más pobre es el comportamiento del conjunto en alta frecuencia como se puede ver en la Fig 5. Por otra parte, cuánto más largo sea el cable, más atenuará la señal, una circunstancia que no he tenido en cuenta a la hora de estudiar el modelo y dibujar la gráfica.

**Función de transferencia de la pastilla más el cable**
Fig 4: Función de transferencia de la pastilla más el cable para un cable con capacidad C = 100pF	Fig 5: Función de transferencia de la pastilla más el cable en función de la capacidad del cable (C)

Previo para una pastilla (pickup)

AMP-OP no inversor

La pastilla de una guitarra eléctrica es un sensor magnético y generador. Decimos que es 'generador' porque que el propio sensor genera una señal de salida sin necesitad de alimentación externa, a diferencia de lo que ocurre con los micrófonos de condensador, por ejemplo.

Este tipo de sensores tienen una capacidad muy limitada para entregar corriente por lo que la impedancia de entrada del preamplificador debe ser muy alta (> 1M $Ω$ ) para evitar el efecto de carga. Un amplificador operacional LM741 en su configuración básica como no inversor (Fig 1) es suficiente. Si necesitásemos más impedancia de entrada, podríamos usar un amp-op de precisión tipo LF411 e incluso montajes especiales para instrumentación con varios amp-op de precisión.

Si la alimentación es por batería y sólo tienes +Vcc, entonces tienes que usar un amplificador no inversor con alimentación simple, más información en Single Supply Op-Amp Circuits

Ver también

Bibliografía

The Secrets of Electric Guitar Pickups
Página web de Seymour Duncan, fabricante de pastillas. Consulte la tabla de características de cada una
Electrónica Unicrom