Refuerzo de sonido: los amplificadores (y II)

Aquí estamos de vuelta con la segunda parte del tutorial sobre amplificadores. Primero vamos a aclarar ciertos puntos:

• El amplificador suministra la corriente dictada por el voltaje de salida y por la impedancia de la bobina y esto pone el altavoz en movimiento.
• El amplificador, amplifica el voltaje de entrada y la resistencia que ejerce el altavoz crea la potencia.
• Los amplificadores toman señales balanceadas de nivel de línea y sacan señales no balanceadas de nivel de altavoz.
• La impedancia mínima determina el número de altavoces que pueden cargarse en los terminales de salida (parte primera de este artículo).
• La ganancia de voltaje es una medición del voltaje de salida en relación al de entrada.

Veamos ahora algunas definiciones:

Impedancia: es la resistencia (oposición) que presenta cualquier dispositivo al paso de una corriente alterna. La impedancia de entrada de un amplificador debe ser al menos de 10KOhm

Factor de amortiguamiento: indica la relación entre la impedancia nominal del altavoz y l impedancia de salida del amplificador.

Potencia de salida: Dentro de esta última hay varias subcategorías

• Potencia máxima: potencia máxima eficaz o potencia media a régimen continuo es la potencia eléctrica real verificable con instrumentos que puede proporcionar la etapa de salida durante un minuto a una frecuencia de 1KHz sobre la impedancia nominal especificada por el fabricante y viene dada por la expresión: Po= Vo (RMS)²/Zo
• Potencia máxima útil: la potencia eficaz está limitada por la distorsión del equipo ya que esta crece con la potencia de modo que se especifica la potencia útil a un nivel d distorsión nominal como 1%, 2% ó 5%. (10% en amplificadores de baja calidad., <0.25% en alta calidad)
• Potencia de pico: potencia máxima impulsiva (un pico de señal), que puede soportar cada cierto tiempo el amplificador antes de deteriorarse. Hay que estar alerta a este detalle y tener en cuenta que la potencia de picote un amplificador es de 1,4142 veces (raíz cuadrada de 2, onda sinusoidal, con factor de cresta 3dB) su valor de voltaje nominal; esto es debido a la señal de prueba que utilizan los fabricantes.

Es importante tener en cuenta que un amplificador no tiene factor de cresta, si no que es el factor de cresta de la señal introducida la que determina su potencia eficaz.

Asumimos que un amplificador tiene 3dB de valor de pico, pero como vemos se debe al uso de señales sinusoidales como señal de prueba.

Si tomamos como ejemplo un amplificador de 1000W @ 8Ohm, según las especificaciones del fabricante sabremos que su valor de pico será 2000W, pues usarán una señal de prueba con un factor de 3dB.

Pero si usamos ruido rosa AES2-(1984) cuyo factor de cresta es 6dB su valor de pico será 2000W, pero su potencia eficaz será 2000W/4 = 500W

Con ruido rosa con factor de cresta 12dB, su valor de pico seguirá siendo 2000W pero ahora su potencia eficaz será 2000W/16 = 125W

Y con música con un factor de cresta de 20dB, su potencia eficaz se reduce a 2000W/100 = 20W

Es fácil comprender pues por qué la industria prefiere entregar las especificaciones realizadas con una señal sinusoidal.

Relación señal/ruido: hace referencia al voltaje de ruido residual a la salida y se expresa en dB.

Acoplamiento: indica la forma en que el amplificador esta conectado al altavoz.

Respuesta en frecuencia: calcula el límite dentro del cual el amplificador responde de igual forma (plana) a las frecuencias (20Hz a 20KHz) con una potencia muy baja. La respuesta en frecuencia en los amplificadores se mide en dB tomando como referenciala potencia de 1W con una impedancia de 8 Ohms. Para obtener una óptima respuesta en frecuencia, esta debe estar en torno a +/-5dB. Muchos fabricantes en lugar de usar sólo las audiofrecuencias para proteger los amplificadores de perturbaciones suprasónicas o subsónicas, lo que hacen es medir la respuesta en frecuencia para una banda de frecuencias superior (generalmente de 12Hz a 40KHz) en este caso la respuesta en frecuencia óptima debe estar en torno a +/-3dB.

Respuesta en fase: indica la relación de fase entre las frecuencias medidas con respecto a las altas o las bajas. Este desfase (retraso) en el espectro de audiofrecuencias (20Hz a 20KHz) no debería ser superior a los 15º para que nos se produzca distorsión o cancelación de la señal. Hemos de tener en cuenta que a partir de una diferencia de 45º empezamos a producir pérdida de nivel.

Ganancia: es la relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada; se expresa en dB (10 veces el logaritmo en base 10 del cociente entre potencias) si se realiza con tensiones será 20 veces en lugar de 10 debido a que la potencia es proporcional al cuadrado de la tensión.

Si la potencia de salida es 40W y la de entrada es de 20W; la relación será: 10Log 40/20 = 3dB.

• dBw; hace referencia a Vatios: 1W = 0dBw
• dBm; cuándo el valor en Vatios es muy bajo se utiliza el milivatio: 1mW = 0dBm
• dBV; hace referencia a Voltios: 1V = 0dBV
• dBu; esta referenciado a 0,775V = 0dBu (es la tensión aproximada que aplicada a una impedancia de 600Ohm disipa una potencia de 1mW)

Sensibilidad: Indica la cantidad de flujo eléctrico necesario de entrada para producir la máxima potencia de salida. Viene indicada por dBu a una determinada impedancia. El dBu expresa el nivel de señal referido a 0,7746Vrms. Al hacer referencia a Voltios, en muchos manuales principalmente norteamericanos, en lugar de dBu usan dBV, así 0,7746Vrms equivale a 0dBu o -2,21dBvolts.

Distorsión: la distorsión (armónica) describe la variación de la forma de onda a la salida del equipo, con respecto a la señal que entró y se debe a los equipos de audio, no sólo a los amplificadores, introducen armónicos en la señal. Las causas de esta distorsión pueden ser múltiples, en el caso de los amplificadores, la más usual en la sobrecarga a la entrada, es decir, sobrepasar la potencia recomendad por el fabricante. La distorsión armónica total, debe ser como máximo de 0,1% THD (Total Harmonic Distorsión)

Diafonía: la diafonía indica que en un sistema estéreo, un canal de audio afecta al otro. La diafonía depende de la frecuencia, así hablaremos que la diafonía es soportable cuando esté en torno a 50dB para graves y agudos y 70dB para medios. Para eliminar problemas de diafonía, los amplificadores cuentan con rectificadores, además muchos fabricantes introducen fuentes de alimentación independientes para cada canal, lo que resulta muy efectivo.

Hasta aquí el tutorial sobre amplificadores. Volveremos pronto con nuevo material siempre sobre Sonido Directo!

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