Ohms

#46 el 09/06/2012
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No. Una etapa de 200W de potencia RMS entrega con un tono puro y al máximo una potencia de 200 WRMS. Pero con música entrega una potencia menor.

Lo explicaré tal como lo entiendo yo.
Luego espero que otros me lo apoyen o me lo rebatan. A ver si entre todos podemos explicarlo bien.

Lo de la potencia RMS y de pico funciona un poco diferente en el caso de las etapas y de los altavoces.

Las etapas admiten cierto valor de señal. Si es sobrepasado la etapa distorsiona. No es capaz de entregar una señal de salida que sea una copia aumentada de la de la entrada y la recorta. Si es de transistores la recorta de forma brutal. Como con unas tijeras. Si es de válvulas la recorta de uan forma mas gradual. Como si después de recortar con las tijeras recortásemos otra vez para redondear las esquinas. Esa diferencia es la que hace que a los guitarristas les guste la distorsión a válvulas.


Como en sonido directo siempre hablamos de transistores, consideremos el caso de un amplificador que reproduce un tono puro a su valor máximo antes de distorsión.
Es una onda senoidal. La diferencia entre el valor instantaneo de señal y el valor RMS (valor medio cuadrático, en términos matemáticos) es exactamente de 3 dB o 1.41 (20*log(1.41)=3dB).
En este caso, hemos de conectarle un altavoz de la misma ptencia RMS porque será ese el valor exacto de potencia que recibirá. Si le diésemos mas potencia, el calor en la bobina del altavoz sería demasiado para su capacidada de disipación y se quemaría.

Salvo que sea un valor brutalmente alto el altavoz no se rompe. Se quema. Si el pico que recibe el altavoz es muy corto no hay problema siempre que la media de voltaje sea mas baja que la admitida. Si se sobrepasa moderadamente el nivel de voltaje el altavoz lo reproduce. Si se sobrepasa mas se recorta de forma parecida al amplifiador de válvulas. El cono no es capaz de moverse tanto pero se frena de forma mas amortiguada porque es un sistema elástico.
Así un altavoz puede permitir un pico alto salvo que sea un valor tan exagerado que rompa el cono. Pero no suele ser esa la razón por la que se queman los altavoces.

Ahora consideraremos el caso de un sistema reproduciendo música a un nivel máximo a punto de que distorsione el amplificador.
Para ese valor, tendrémos un valor RMS mas bajo que si fuese un tono puro. Si en el caso de un tono puro la relación era de 3 dB en el caso de la música será, como mucho de 6 dB.
Si el amplifiador es de 200W, esa diferencia nos da un margen de 6-3=3dB. La salida será, como mucho de 100WRMS. Ese es el altavoz que pondremos. El sistema funcionará perfectamente salvo que nuestro concierto consista en un pitido continuo.

Por último consideraremos el caso de un amplificador de 100WRMS conectado a un altavoz de 200WRMS (configuración que recomienda mucha gente).

Si tenemos el nivel máximo del amplificador no hay problema. 100 WRM de salida y sin distorsión.

Si seguimos subiendo el amplificador recorta la onda. Aparece distorsión por recorte de la señal de forma abrupta en los transistores. Pero en el sonido es menos evidente de lo que parecería porque el recorte brutal en la señal eléctrica no produce un recorte tan exagerado en el movimiento del cono (por ser un sistema elástico y, por ello, con un factor de amortiguamiento eléctrico y, sobre todo mecánico) y el recorte de la onda acústica es suave. Como el de las válvulas. Es por eso que hay quien sostiene que un ampificador con el clip encendico suena mejor. A la señal original se le añaden armónicos, de esos que les gustan a los guitarristas. Algunos de esos armónicos se reproducen y cambian el sonido del altavoz pero la mayoría son de una frecuencia demasiado alta para ser reproducidos.

El problema está en que, cuando la bobina no obedece a la señal eléctrica y no es capaz de moverse con ella, tiene que hacer algo con esa energía que recibe.
Reordemos lo del principio de conservación de la energía. No se destruye ni se crea. Solo se puede transformar. En este caso se transforma en calor que destruye la bobina.

Para evitar problemas es mejor usar altavoces de menos potencia que las etapas y sono se ha de tener cuidado cuando se hagan pruebas de ajuste con tonos puros (suele salir una edvertencia en ese sentido en las carátulas de los discos de pruebas como el Sound check de Alan Parsons.

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#47 el 09/06/2012
eliezer escribió:
Reordemos lo del principio de conservación de la energía. No se destruye ni se crea. Solo se puede transformar. En este caso se transforma en calor que destruye la bobina.

Pero esto seria solo en el caso de recortar la señal...verdad ? por norma general un Tecnico cuida este aspecto y eso no sucede...
eliezer escribió:
Para evitar problemas es mejor usar altavoces de menos potencia que las etapas

En este caso lo veo mas factible el problema de Cito:
eliezer escribió:
lo del principio de conservación de la energía
quemando la bobina...

Sigo equivocado ?

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#48 el 09/06/2012
elraton escribió:
Pero esto seria solo en el caso de recortar la señal...verdad ? por norma general un Tecnico cuida este aspecto y eso no sucede...

No es difícil que suceda si el altavoz es mas grande que la etapa. En ese caso la distorsión en la etapa es menos evidente en el sonido que en el caso de que sea el altavoz el que distorsione por exceso de potencia.
Es verdad que un buen técnico vigila los vúmetros pero en un concierto montado con cierta prisa puede que la estructura de ganancia no esté bien equilibrada entre el máximo de la mesa y el máximo de la etapa y al estar esta última en el escenario fuera de la vista pueden pasar esas cosas.

Además está el tema de los alquileres o de los equipos compartidos o del amiguete que se pone un rato a la mesa o de las pruebas de sonido, etc.

Por último, ¿porque no sacar de los altavoces todo lo que puedan rendir?.

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#49 el 09/06/2012
En realidad la clave está en llamar a las cosas por su nombre.

Cuando hablamos de 100W, de potencia "contínua" (mal llamada RMS), ¿de qué estamos hablando? O mejor dicho, ¿sobre qué señal estamos midiendo esto?.

Para empezar, cuando hablamos de señales, solemos hablar de voltaje. Si tenemos un tono puro (3 dB de factor cresta) tenemos picos en voltaje de 1.5 veces el valor RMS. Cuando esto lo pasamos a potencia, la relación será de 2:1 (picos de el doble que el valor contínuo).

Además las etapas de potencia no se miden igual que los altavoces a la hora de hacer el "rating". Existen una serie de normas o convenciones y conviene saber cómo ha llegado el fabricante al valor que te da para ubicar dicho valor. Como norma general, sabemos que las etapas se miden con tonos puros o barridos (3 dB de factor de cresta) y los altavoces con ruido rosa modificado (generalmente 6 dB de factor de cresta).

Por esa razón, si una etapa nos da un valor contínuo de 100W con un tono puro, sabemos que dará 200W de pico. Si estos son los valores "máximos" que el fabricante nos da, nos debemos quedar con ese valor de 200W de pico.

Un altavoz que el fabricante nos vende como 50W "RMS", 100W "de programa" y 200W de pico, está claramente medido con una señal con 6 dB (4:1 en potencia) de factor cresta.

Entonces nuestro sistema de etapa de 100W + altavoz de 50W "RMS" está equilibrado, porque ambos alcanzarán picos de 200W, reproduciendo tonos puros, ruido rosa, música, palabra, o lo que sea.

El factor cresta en señales no predecibles (que no sean ondas senoidales, ruido rosa o cualquier señal definible por una ecuación) es muy difícil de medir. En señales "aleatorias", tipo música o palabra, se suele hacer promedios de valores RMS, es decir, definimos la señal con un valor RMS promedio, un valor RMS pico y un valor de pico (amplitud máxima "a secas").

Digamos que en nuestro sistema equilibrado reproducimos música, con una amplitud máxima que no sobrepasa las capacidades del mismo. Tendremos, de nuevo, picos de 200W, pero en algunos momentos el valor promedio será de 10W, y en otros de 90W (por poner un ejemplo).

En nuestro sistema equilibrado no tenemos una etapa que tenga más capacidad que el altavoz, o viceversa. Lo que pasa es que a lo que llamamos A en el altavoz lo llamamos 2*A en la etapa. Normalmente lo que coincide con el valor nominal de la etapa en un sistema equilibrado es la potencia de programa del altavoz.

Un saludo.
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#50 el 10/06/2012
AlienGroove escribió:
En realidad la clave está en llamar a las cosas por su nombre.

Cuando hablamos de 100W, de potencia "contínua" (mal llamada RMS), ¿de qué estamos hablando? O mejor dicho, ¿sobre qué señal estamos midiendo esto?.


Estoy de acuerdo.
Coloquialmente se habla (incluso los fabricantes lo hacen en sus manuales) de potencia RMS cuando se debería decir potencia media o verdadera.

El término RMS se aplica a magnitudes alternas que son positivas en unos instantes y negativas en otros. Es un concepto matemático que se se basa en elevar al cuadrado magnitudes instantaneas y calcular después la raiz cuadrada para que el resultado sea siempre positivo, antes de hallar la media a base de integrar la función en cada período.

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#51 el 10/06/2012
Hola Alien, Eliezer.

Creo que no se puede explicar de forma más clara.

Solamente por añadir información. El factor de cresta de la señal también tiene un valor decisivo en el consumo eléctrico, de tal forma puede ser, que nuestro consumo aumente 4 veces entre música en directo bien mezclada y un DJ reproduciendo MP3 hiper-comprimido.

Saludos!!!

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#52 el 15/06/2012
#51

De ahí la importancia de probar con temas cuyo rango dinámico se parezca a lo que será el show!
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#53 el 15/06/2012
Solo para que me quede claro ami ( soy un poco bastante lento para entender ) :

Una Etapa de potencia y un Atavoz se deben corresponder por igual en : Etapa "xW" RMS y Altavoz "xW" Programa...??
Osea que lo que siempre tendre que tener cuidado a la hora de comprar o n¡conectar un equipo es que estas potencias sean correlacionadas verdad ?

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#54 el 18/06/2012
Hola Ratón,

Así es, podríamos decir que cualquier amplificador nos sirve para amplificar un altavoz, en el fondo lo que está haciendo es aumentar el voltaje de entrada y por consiguiente la impedancia del altavoz creará la potencia.
Pero vayamos al caso del refuerzo sonoro, una de las claves de un buen diseño de sistema es mantener en el equipo el rango dinámico de lo que está sucediendo en el escenario. Afortunadamente no mezclamos ondas sinosoidales o ruido rosa, sino música que tiene dinámica y por consiguiente factor de cresta.

Imaginemos el ejemplo típico de una banda que tiene un rango dinámico de 90dB ( Nivel peak 130dBspl- ruido de fondo 40 dBspl ), nuestro sistema debe ser capaz de reproducir sin distorsión este rango dinámico y mantenerlo en toda nuestra cadena de transmisión (micros, mesa, amplificación, altavoz).

Así cuando el nivel en el micro sea 130dBspl nuestra señal de salida en el mixer será el valor máximo de salida de linea (imaginemos una salida de +24dBu = 12,3V) y esta coincidirá con el valor máximo de nuestro amplificador (imaginemos 1000W).

Entonces en el momento que tengamos 40dBspl nuestra señal a la salida será 24dBu - 90dB = -66dBu ( 12,3V - 0,38mV) es decir seguimos manteniendo nuestro rango dinámico en nuestra mezcla.

Esa relación la debemos seguir manteniendo en nuestra amplificación, así a su valor máximo +24dBu, debe coincidir con el valor máximo de nuestro amplificador, en este caso 1000W y cuando entreguemos el valor mínimo será 1microWatt. Es decir seguimos manteniendo un rango dinámico de 90dB.

Que pasa entonces cuando llegamos al altavoz?, que estos deben ser capaces de reproducir el mismo rango dinámico, si no es así, se producirá distorsión en los picos más altos.
Entonces debemos usar una amplificador que sea capaz de llegar al valor peak de nuestro altavoz. como ya sabemos los fabricantes usan diferentes señales de prueba para especificar sus datos de potencia, 3dB para amplificador y 6dB para altavoz, por lo tanto, lo ideal es usar un amplificador que sea el doble de la potencia nominal del altavoz, o de una manera más simple usar un altavoz y un amplificador que tengan el mismo valor pico.

Quiere decir esto que no podemos usar un amplificador menor?, no, simplemente es que estamos renunciando a extraer la máxima potencia posible de nuestro altavoz. Es más, la experiencia nos dice que los sistemas habitualmente son llevados al límite, por lo tanto en muchos casos se recomienda tener una relación 1,5:1.

Lo importante, independientemente del valor de nuestro amplificador, es operar muestro sistema dentro de sus limites, haciendo un uso correcto de la limitación en nuestro procesador y operando nuestras señales de salida adaptándolas a los valores necesarios, es decir, es obligación del operador conocer estos limites y operar en consecuencia.

Un saludo!!!

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#55 el 20/06/2012
¡Amen!

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