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No rockc. Básicamente, y siendo basto y rápido, para que entiendas cómo va el proceso...
Para enviar una señal eléctrica (sea señal de audio, de vídeo, de lo que sea... es una combinación de corriente y punto), nos hacen falta 2 cables: uno de ida y otro de vuelta. Debe completarse siempre un círculo cerrado. Si no se cierra el círculo, la corriente no puede circular. Supongo que esto lo tenemos clarísimo.
Podemos "compartir" con otras señales parte del camino, el de retorno. Así, si queremos enviar 2 señales podemos hacerlo tan siquiera con tres cables: 2 de ida y ambos se conectaran a uno único de vuelta. Podemos reducir mucho el coste de un cable multifilar y, además, reducir peso. Pero...
Las propiedades de la corriente son muchas, entre ellas que los electrones pueden padecer ciertas peculiaridades en función de un "algo" que llamamos "campos electromagnéticos": podemos, por ejemplo, trasladar sin cables flujos de corriente de un circuito a otro sin que físicamente se toquen (por ejemplo, es lo que ocurre dentro de un transformador), o podemos generar campos magnéticos aprovechando las propiedes electromagnéticas de la corriente (por ejemplo, es lo que ocurre dentro de los altavoces, donde convertimos energía eléctrica en energía magnética que mueve un "pistón" que empuja a su vez una membrana). Lo que ahora nos parece bonito también puede acarrear ciertos problemas.
En el campo del sonido, dos cables simples enrollados en sí mismos puede generar un pequeño campo electromagnético en sí mismo. Como dijo Einstein, la energía no se crea ni se destruye, simplemente se transforma. Así, si cogemos un cable de señal de audio de dos cables (sin pantalla, sin nada, en plan muy cutre) y los enrollamos generamos un campo electromagnético que, a su vez, "querrá" actuar y, si no sabe qué hacer, incidirá en el mismo cable: así aparecen los ruidos aleatorios eléctricos en nuestro propio equipo. La putada es que para nosotros, los de sonido, al trabajar con señales de muy bajo voltaje y que se convertirán en algo audible, cualquier modificación electromagnética se convierte en ruido que escuchamos. Seguramente habrá muchísimas más aplicaciones donde estos ruidos no sean problema... pero no es nuestro caso.
Para solucionar esto podemos utilizar la "campana de Faraday". Este físico/eléctrico demostró que dentro de una jaula de hierro (conductra de la corriente) lo que haya DENTRO no se ve afectado por ningún campo electromagnético y eléctrico en sí exterior. Así las cosas, una cosa que podemos hacer es crear una especie de campana de hierro para que nuestra señal vaya y vuelva (así completa el circuito) sin que se vea interferida por ningún campo electromagnético externo. Para hacerlo simplemente seguimos lo que dijo Faraday: cogemos los dos hilos que completan el circuito de nuestra señal de audio (positivo y negativo) y lo envolvemos dentro de una malla TEXTUALMENTE de hierro. Si abres un cable XLR o de micrófono verás cómo rodeando los dos cables de señal hay esa malla. Evidentemente, toda la energia que dicha malla captará (y que no incidirá en la señal de audio que queremos) debe ir a algún sitio... los cables no son almacenadores de corriente. Por eso esta malla de protección debe conectarse a la toma de tierra.
La toma de tierra es exacatmente lo que dice que es: un punto de conexión único (único!!!) a la tierra. La tierra es una gran masa eléctrica, tan grande que puede disipar esas mini-cargas eléctricas que no queremos. Pero fíjate que he comentado que es un punto "único" de corriente. Debe ser sólo de "ida", sin que haya vuelta, porque si hay vuelta la corriente "mala" (por así decirlo) preferirá, para entendernos, hacer el camino más fácil y ese no es ir a Tierra a disiparse, sino buscar donde jodernos. Por eso la mayoría de equipos que trabaja con señales eléctricas de bajo voltaje delicadas (es decir, los de sonido) tienen un botón detrás que nos permite conectar o no el equipo a la Toma de Tierra. ¿Por qué?
Una configuración fácil: mesa de sonido y un ecualizador. Ambas tienen activada la toma de tierra, por lo que ambas están conectadas a la tierra. Todos los circuitos electrónicos tienen su propia toma de tierra que se llama masa. Es una zona de carga, es decir, de alta impedancia, que permite que las pequeñas fugas de corriente "malas" puedan ir a esa "masa", disiparse y desaparecer. Son fugas de corriente. Los electrones "perdidos" y "malos" llegan a la masa que para ellos es enoooorme y desaparecen (de hecho les cuesta tanto recorrer esa masa que se disipan en forma de calor... ya sabes lo que dijo Einstein: nada se crea ni se destruye, simplemente se transforma). Cuando estas corrientes son importantes es necesario reconducirlas a otra masa mucho más grande y eso es la toma de tierra. Físicamente se conecta la masa del circuito a la toma de tierra de nuestro enchufe de corriente. Hasta aquí supongo que bien.
Recuerda que tenemos un ecualizador y una mesa, ambas conectadas a la toma de tierra. Asimismo, hemos utilizado un cable XLR para conectar la mesa y el ecualizador. Como ya hemos visto, el XLR tiene tres cables: dos que es por donde irá la señal de audio que queremos y el tercero es la malla o campana de faraday que hemos creado para que los campos electromagnéticos no modifiquen nuestra señal. Esta malla del cable DEBE conectarse a la toma de tierra de nuestros dos equipos: a la masa del ecu y a la masa de la mesa que, a su vez, tendrán conectadas las masas a la toma de tierra. Es decir, los dos chucos o conectores IEC de corriente (que también tienen tres cables: dos para que circule la corriente y otro para que conecte la electrónica a la toma de tierra) están conectados entre sí... por lo tanto, conectamos realmente las dos tomas de tierra de los dos equipos entre sí. Si un electrón chungo de la mesa de sonido va a la masa del equipo y luego lo conectamos a la toma de tierra es probable que el electrón, cuando llegue a la regleta de corriente decida ir al ecualizador en vez que a la toma de tierra. De hecho lo que hace es ir a la zona de menor potencial (de menor resistencia). Que vaya al ecualizador en vez de a la toma de tierra NO es problema, si todo es correcto, puesto que habrá un momento en que el circuito de toma de tierra (que será como un bucle) se irá cargando hasta que al final la única "salida" para tantos electrones chungos sea ir, por fin, a la Tierra. Pero...
Una cosa es la teoría, otra la realidad. Si hay un camino que permite que los electrones vayan de la electrónica a la masa... también lo hay para ir de la masa a la electrónica. He aquí una diferencia de esas que hace que un DN360 sea mejor que un equipo más barato: su diseño permite (o no) que los ruidos no ataquen a la señal (aunque este es otro discurso). Es fácil, para que podamos seguir, que ocurra eso: el electrón malo que no queremos no sale del bucle que hemos creado con la toma de tierra y vuelve, seguramente reforzado, al circuito de procesado de señal. ¿Solución? Destruir el bucle de toma de tierra y facilitar así el camino de salida de los electrones malos. Por eso hay algunos equipos que permiten "levantar" la toma de tierra. Es lo que deberíamos hacer en el ecualizador, que es el equipo que menos corriente utiliza (por lo tanto, es muy poco probable que nos pellizquemos con él). Al hacerlo hacemos que TODOS los electrones malos pasen directamente por la malla del cable XLR que, a su vez, está conectado a la masa de la mesa de sonido que, a su vez, está conectado a la toma de tierra. ¿Lo ves? Si levantamos la toma de tierra del ecualizador y la de la mesa lo que hacemos es cerrar totalmente el circuito y esos electrones no sabrán dónde ir y acabarán volviendo a la señal.
Todo va bien, hasta que a nuestro equipo le metemos un micro a 40 m de distancia (que es la distancia entre la mesa de sonido y el escenario). De hecho hacemos el mismo montaje, el mismo tipo de cable entre la mesa y el micrófno que está ahí... pero pasan cosas... escuchamos ruidos. ¿Qué está pasando? Que hemos ampliado el campo de recepción de campos electromagnéticos y, por tanto, la energía acumulada puede incidir a una señal cuyo voltaje en comparación es mucho menor. Es decir, como ejemplo no válido para que nos entendamos: si cada metro de cable captamos un pequeño porcentaje de señal basura, cuantos más metros, más señal basura... y puede ser que haya un momento en que la señal basura sea tanta que ataca a la señal débil de audio que hay dentro de la campana de faraday. No es así, pero bueno... nos sirve como ejemplo.
Si todo está bien conectado, sabemos que toda la señal que haya en la malla se disipará en algún sitio (y además, sitio seguro). Y tenemos que dentro de la malla nos pasa una señal débil de audio, por un cable el positivo y por el otro el retorno o negativo. Pero hay ruidos. Pero sabemos que la señal en su origen es BUENA (porque sabemos que el micrófon es bueno y funciona, como la mesa y el ecualizador). Entonces, lo que podemos hacer es "comparar" la señal que sale del micro y la señal que recibimos en la mesa: toda aquella señal que no estuviera en el micrófono y sí en la mesa es ruido, es algo que no queremos. ¿Ves el truco? ¿Ves el objetivo? Pero ¿cómo lo hacemos para saber lo que había en origen para poder descartar lo que no queremos? Mediante una simple operación matemática: tenemos una señal y restamos el ruido añadido a origen. ¿Cómo?
Antes he dicho que una señal eléctrica necesita un círculo (loop) para circular. Por eso utilizamos siempre dos cables (y hemos añadido un tercero como Campana De faraday). Pero nadie nos impide que utilicemos como "canal de retorno" para diferentes señales el mismo cable. De hecho esto es posible: tenemos dos señales y, en principio, entedemos que necesitamos 4 cables (2 de ida y sus 2 de vuelta correspondientes), pero en un cable con dos y una malla, podemos utilizar la malla como "camino de retorno" para las dos señales independientes. Los cables de auriculares hacen exactamente eso: fíjate que los auriculares con conector TRS (jack) tienen 3 conexiones para 2 señales independientes (L y R): comparten como retorno la malla. Pues podemos hacer lo mismo con el cable que conecta nuestro micrófono. Y ¿porqué nos interesa eso? ¿Porqué queremos dos señales de una única fuente que es mono? Para hacer esa operación matemática. Ya tenemos 1 micrófono que envía 1 señal a la mesa de sonido. Pero hacemos que esa señal se duplique, exactamente igual, pero 1 señal está desfasada 180º. Es decir, si una señal es 1, la otra es exactamente -1. Si sumamos ambas señales el resultado debe ser 0, es decir, NADA. Pero en la mesa de sonido no habrá 0, sino habrá algun otro valor, porque sabemos que durante el viaje de la señal desde el micro hasta la mesa algo ocurre, la malla no puede manejar tanto ruido electromagnético y parte de esta señal incide en los cables que debería protegir. Pero esta señal se suma POR IGUAL a ambos cables y, por lo tanto, debería (y así suele ser) la misma. Entonces, matemáticamente, todo aquello que exista depsués de sumar ambas señales es ruido. Si sumamos la señal A y la B y el resultado (que debería ser 0) es 0,3 sabemos que 0,3 es ruido. Ahora sólo falta coger una de las dos señales que tenemos (pero sólo una, normalmente se utiliza la que no ha sido modificada en fase) y restarle el 0,3 de ruido para volver a tener 1. ¿Lo ves? Eso es una señal balanceada.
Una conexión estéreo no es una señal balanceada, pero un cable estéreo puede utilizarse para un sistema de señal balanceada.
¿Qué es lo que te está ocurriendo a ti? Que estás utilizando como mesa un equipo que no está pensado para ser una mesa de sonido: un ordenador. El ordenador es para hacer hojas de cálculo, navegar web, etc., no para mezclar señales de audio. Para ahorrar costes y tamaño la salida/entrada de audio no tiene, para entendernos, las especificaciones necesarias que demandamos en este mundo (aunque podemos hacerlo trabajando con una tarjeta de sonido profesional, que sí tiene en cuenta estas cosas). Cuando conectas tus salidas de audio al equipo añades sin querer gran parte del ruido de tu ordenador al equipo de sonido. Es normal, por lo que he comentado antes. Las salidas de audio de los ordenadores NO son balanceadas, son simplemente estéreo (por un vivo hay una señal, por otro hay otra señal y la malla, además de intentar proteger la transmisión de audio de interferencias, no sólo incluye los dos caminos de retorno sino que, seguramente, incluye toda la suciedad electrónica de tu ordenador. Además, hay otro valor importante a tener en cuenta que es la pureza de la señal eléctrica que utilizamos para que nuestros equipos funcionen (la corriente, el enchufe). El ordenador le suda si hay ruido en esa señal, por lo tanto no se protege, mientras que una parte fundamental de nuestros equipos de sonido no es solo estabilizar esa corriente continua sucia, sino evitar que el ruido eléctrico de un generador, por ejemplo, incida con el trabajo de las señales débiles de audio. Por eso, a veces el ordenador no hace ruido en algunos sitios, y en otros muchísimo más. Hay una histora enooorme detrás de estas cosas.
¿Cómo solucionar tu problema? Hay quien te dirá que levantes la tierra de todos tus equipos. Si quien te lo dice es persona sensata y coherente debería decirte: levanta todas las tierras de tus equipos, menos 1 y asegúrate que todos, absolutamente todos tus cables de conexión de audio están bien soldados y no hay cruces. De esta manera cualquier derivación importante de corriente podrá disiparse en el suelo. Pero a veces incluso haciendo esto hay ruido. ¿Qué hacer? Una solución NO DESEADA BAJO NINGÚN CONCEPTO DE SEGURIDAD es no conectar NADA a tierra. Puede solventar el problema, pero puede matarte literalmente (sin toma de tierra los diferenciales no tienen sentido).
Si no tienes dinero debes "balancear" la señal de audio de la fuente que te da problemas, que es el ordenador. Para ello es suficiente adquirir dos cajas de inyección que permitan convertir una señal no-balanceada en balanceada.
Una caja de inyección es, básicamente, un transformador. Los transformadores "transportan" señal de un punto a otro mediante un campo electromagnético, es decir, sin contacto físico directo. Tienen otras particularidades que ahora mismo no nos interesan. Normalmente, en una caja de inyección o DI (que es como la llamamos) la relación del transformador es 1:1, es decir, la señal que entra y la señal que sale deberían tener la misma intensidad y voltaje. Entonces, ¿para qué sirve?
Muchas veces los ruidos eléctricos de equipos no pensados para directo son simples tonos, pitidos constantes en altas frecuencias, por ejemplo. Eso no es más que una señal CONTINUA (no alterna). Curiosamente, el transformador de las DIs sólo deja pasar señal continua y es inmune a las señales continuas. Es la primera barrera efectiva para las señales de ruido continuo (muy habituales en los equipos informáticos).
Lo segundo que hace es balancear la señal. No es demasiado importante cuando la distancia entre el ordenador y el siguiente equipo (amplificador) es corta, pero ya sólo con el punto anterior tendríamos suficiente. Una DI, ya que estamos puestos, tiene sentido, por ejemplo, con señales no balanceadas, como bajos o teclados en un escenario cuya señal debemos enviar a 20, 30 o 50 metros más allá.
Espero que ahora no sólo entiendas un poco cómo funciona la corriente sino, además, intentar solucionar el problema de manera cogerente.
Un saludo
R. Sendra
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