Sonido en vivo

Refuerzo de sonido: los amplificadores (I)

Comenzamos las colaboraciones entre Educasound e Hispasonic hablando de una parte vital de cualquier sistema de refuerzo sonoro por grande o pequeño que este sea: las etapas de potencia o amplificadores. Es un artículo de dos partes en el cual haremos un repaso a todas las características que tienen los amplificadores, para poder elegir el más adecuado.

Impedancia de carga

La impedancia (Z) es la oposición (resistencia eléctrica) que presenta cualquier elemento o dispositivo al paso de una corriente alterna. En este caso la fuente de audio es una mezcla de varias frecuencias, con lo cual la impedancia no tendrá el mismo valor en todo el rango de frecuencias. La impedancia se expresa en Ohmios Ω

Como en un altavoz la impedancia es dependiente de la frecuencia, utilizaremos para los cálculos de potencia, la impedancia nominal del altavoz expresada por el fabricante, que acostumbra a ser el valor de impedancia mínimo o medio para el rango de frecuencias del altavoz.

Impedancia

Para obtener una transferencia máxima de energía, las impedancias entre el amplificador y el altavoz deben estar igualadas.

Básicamente existen dos maneras de conexión con los altavoces:

Altavoces en serie

Conexión en serie: este tipo de conexión se usa básicamente en instalaciones fijas, para megafonía o música de fondo donde no se requiere un rango completo de frecuencias y no se necesita excesiva potencia.

Altavoces en paralelo

Conexión en paralelo: este tipo de conexión es la más utilizada para audio profesional. En este caso se puentea simplemente el altavoz con siguiente altavoz con un cable de carga.

En este caso si la impedancia nominal de cada altavoz es la misma, su fórmula para el cálculo de impedancia será:

Ejemplo: Tomamos un amplificador de 1000W a 8Ohm y dos altavoces de 500W de potencia continua a 8Ohm.

Si los conectamos en paralelo, su impedancia total será: Z = 8/2 = 4Ohm

Entonces la potencia del amplificador cambiará, tenemos 1000W a 8Ohm que equivalea un voltaje de salida de: V=√W x Z = 89,44V

Entonces para 4Ohm: W= V² / Z = 2000W

En la segunda parte de este documento profundizaremos en estos cálculos.

Como podemos observar, la potencia de un amplificador aumenta a medida que a impedancia disminuye. Esto puede realizarse siempre y cuando el amplificador sea capaz de soportar el nuevo nivel de corriente.

Si sumamos las impedancias en serie, la impedancia resultante sería: Z = 8+8 = 16Ohms

En audio profesional lo más común es trabajar con una impedancia mínima de carga de 4Ohms aunque muchas etapas soportan hasta 2 Ohms.

Capacidad de potencia

La capacidad de potencia del amplificador será mayor si la duración de la señal de entrada es 1 milisegundo, en lugar de una hora (obviamente lo que nosotros queremos reproducir no dura 1mS).

La capacidad de potencia del amplificador será mayor si la señal de entrada solamente comprende 1KHz (es decir, una sola frecuencia), en lugar de ruido rosa o música/voz.

La capacidad de potencia del amplificador será mayor si el valor de impedancia de entrada del transductor (impedancia de carga) es 2Ohms en lugar de 8Ohms.

La capacidad de potencia del amplificador será mayor si el nivel de distorsión armónica aceptado es de 1% (umbral de distorsión audible) en lugar de 0,1%.

Para poder estandarizar la manera de realizar las mediciones de capacidad de potencia de los amplificadores, un organismo, llamado FTC (Federal Trade Comission) estableció que los amplificadores deberán medirse utilizando una señal de barrido de entrada de 20Hz a 20KHz por un periodo de tiempo prolongado y cuya distosión sea menor a un 1%.

La ilustración muestra una tabla de capacidad de potencia de un amplificador profesional (Lab.Gruppen FP 13000):

Amplificador

Tabla

Aunque muchos de estos parámetros pueden resultar muy extraños, entraremos en profundidad en el segundo capítulo de amplificadores de potencia.

Por Pepe Ferrer (Educasound)

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Comentarios
  • #1 por Alanml el 25/05/2011
    Esto debería ponerse como post it en el apartado de directos!
  • #2 por djreality el 25/05/2011
    interesante!!! pero parece q estoy en la uni en clase de electrónica analógica xDD
  • #3 por manowarro el 25/05/2011
    Muy interesante.. Sigo teniendo algunas dudas sobre las impedancias de amplificadores y altavoces, en el sentido de los fallos o problemas que pueden dar. Quiero decir, que problemas podria haber al conectar un amplificador a 8Ohm a un altavoz a 4Ohm, o un ampli a 8Ohm a un altavoz de 16Ohm... Voy a cotillear un poco mas por los foros a ver si encuentro los post(que supongo que habra) sobre esto. Estos post son de mucha ayuda!
  • PRO
    #4 por Nico Suárez el 25/05/2011
    Recordad que es un articulo de dos partes :)
  • #5 por keisyone el 25/05/2011
    muy interresante, a ver cuántas partes aparecen... yo quiero una lab. Gruppen!
  • #6 por aliothsenator el 25/05/2011
    Esperemos que el segundo articulo sea algo mas largo.Aun asi,muy interesante;gracias por compartirlo.
  • #7 por Pablo Isidro el 25/05/2011
    Hace una semana estuve en una clase sobre esto, había que estudiar tanto la impedancia del amplificador como los transformadores a la entrada de cada altavoz, en el caso de conexión en paralelo.

    Muy bueno el post :)
  • #8 por Ignacio Gisbert el 25/05/2011
    Me recuerda esto a mis clases de transductores acústicos de la facultad....me encanta este mundillo!!!!
  • avatar
    #9 por --155628-- el 25/05/2011
    me acordé de cuando estudiaba audio...

    debo admitir que sigo sin comprender bien la ley de ohm... :S

    bueno... tampoco me he enfocado en comprender bien eso pq no estoy enfocado al refuerzo de sonido...

    pero gracias de todos modos!
  • #10 por hdzpablo el 26/05/2011
    super buena info mano, espero la seguunda parte :)
  • #11 por robe el 27/05/2011
    Informacion asi da gusto, se agradece
  • #12 por James Cube el 28/05/2011
    Hola a todos. Yo siempre tuve una duda y ahora creo que estoy a punto de resolverla gracias a este tutorial, en cualquier caso me encantaría que en la segunda parte lo explicaran con mas detalle. Pongo el ejemplo de lo que ha sido mi duda. Fabricación de unas columnas de dos o tres vías. Compramos un tweeter 8 ohm, un medio 8 ohm y un grave 8 ohm. esas columnas serán movidas por una amplificador estereo de 2 X 100 W 8 ohm. La conexión interna de las columnas es en paralelo, lo cual quiere decir que el resultado aplicando la formula que arriba nos ponen sería una impèdancia muy baja para esas columnas. Siempre lo pensé así, pero ahora según lo leido, creo que al filtrar las frecuencias y mandar a cada transductor su rango, la impedancia que tendrán esas columnas compuestas por tres altavoces con sus filtro será de 8 Ohm ¿Estoy en lo cierto? ¿Me lo podéis confirmar en el siguiente capítulo? Gracias!!!
  • #13 por Dani_elon el 28/05/2011
    Una duda que me surge. El consumo de corriente en watios de la etapa es el mismo que el que marca en las especificaciones como Max. Power output??
  • #14 por REGUMBIO el 29/05/2011
    Noooooooor Dani_elon, el consumo eléctrico en watios es distinto al de watios musicales, en las especificaciones tecnicas suele venir el dato del maximo consumo electrico, que siempre es variable en funcion del volumen de reproducción, a nivel general para los calculos de consumo e ir sobre seguro en las instalaciones se "suele decir": si la etapa es de 2000W el consumo maximo electrico es de 4000W (mas o menos suele coincidir) segun la calidad de la etapa y diseño habran que consuman mucho y entreguen poco y al reves (caso de las mejores, mucho rendimiento con poco consumo).

    Teniendo en cuenta que normalmente la etapa no esta trabajando al maximo, y ademas el consumo esta subiendo y bajando en funcion a los tiempos fuertes y debiles de la musica, no ocurrira ninguna averia electrica por sobreconsumo.
  • #15 por REGUMBIO el 29/05/2011
    Y para Jimipek, efectivamente, la impedancia sera de 8 ohm, ya que los altavoces de medios y agudos pasaran antes cada uno por un filtro pasivo que lleva un trafo, resistencias y condensadorres, el cual ademas de cortar y enviar las frecuencias especificas para cada altavoz hara que la impedancia no varie (o no demasiado) del altavoz principal de graves, lo que sucede es que esos altavoces "roban" potencia nominal sin afectar la impedancia nominal.
  • #16 por zurik31 el 07/06/2011
    casi la mayoria creo yo... trabaja en mono pero ,
    cual es la configuracion recomendada mono o estereo siento que en estereo tiene menos pegada ,que recomendacion me darian o sigo en mono .es para en vivo 3 vias con crsover
  • #17 por abel mustafa el 08/07/2011
    muy buena info
  • #18 por franb el 09/07/2011
    excelente artículo! gracias!
  • #19 por julitopunky el 14/08/2011
    jue
  • #20 por Julio García el 25/02/2012
    Lo del mono y stéreo es por la cuestión económica nada más.