Sonido en vivo

Refuerzo de sonido: los amplificadores (y II)

Amplificador

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

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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Comentarios
  • #1 por sapristico el 06/07/2011
    cómo me molan estos artículos
  • #2 por D4v & DeKa3r Records © el 06/07/2011
    Muy interesante el artículo :)
  • #3 por RaulMX el 07/07/2011
    Muy buen articulo gracias
  • #4 por franb el 09/07/2011
    Excelente!! gracias por compartir!
  • #5 por miscoes el 10/07/2011
    Para eliminar problemas de diafonía, los amplificadores cuentan con rectificadores

    ????
  • #6 por Cristopher López el 10/07/2011
    Excelente articulo, gracias!!!
  • #7 por AeRoLaRvA el 13/07/2011
    ¿El factor de amortiguamiento es lo mismo que la potencia de salida?
  • #8 por mozzartone el 14/07/2011
    No, en absoluto. El factor de amortiguamiento o damping factor, es la capacidad que tiene el altavoz para frenar el cono despues de que una señal deje sonar. pj un bombo en un cono da como una patada desde el interior del altavoz para que las ondas sonoras se trasladen por el aire, esa patada crea como una vibracion, como un "rebote" a causa del golpe mientras el altavoz tarda un tiemo en recuperarse y adoptar su posicion original. El Damping Factor es ese tiempo. (no se exprsa en ms, no tiene unidades, es una relacion)

    Todo esto tambien es aplicable a etapas amplificadoras.
  • #9 por elraton el 19/09/2011
    #8

    Te equivocas, el factor damping, si tiene relación con la inercia del cono, pero no es precisamente la capacidad del altavoz para pararlo.

    El factor damping está directamente relacionado con la etapa de potencia o amplificador, y es la capacidad de esta para asimilar (malamente hablando) el voltaje de retroceso proveniente del altavoz a causa del movimiento de su inercia k también genera voltaje hacia la etapa...

    Corregidme si estoy muy lejos de la realidad...
    1
  • #10 por Cristopher López el 06/10/2011
    no lo había visto!!!!! Esta excelente!!
  • #11 por a2000cars el 19/01/2012
    gracias hemanos, pero como se supone que muchos aqui no sabemos mucho al respecto te sugiero que de la misma manera que escribistes este articulo, lo hagas de manera que lo entendamos. como lo hacen en otros blog... osea sin tanto tecnicismos... gracias por el aporte...
  • #12 por Jask el 03/02/2012
    el damping factor como bien ha dicho elraton hace referencia a la inercia que genera el cono del altavoz por su propio movimiento. este valor por tanto es controlado por la etapa puesto que es esta la que lleva la señal de carga al altavoz. Para que te hagas una idea, si este factor fuese 0 las corriente alterna que genera la etapa y los movimientos del cono irian perfectamente coordinados.
  • #13 por commodore el 04/05/2012
    no sabia lo del damping es muy lógico. ¿cual seria la solución para que el voltaje no retrocediera, un preamplificador con una etapa final y un ecualizador? No se con que aparato se podría regular esa tensión
  • #14 por elraton el 04/05/2012
    me encantan estos articulos...mantienen en forma las neuronas.
  • #15 por elraton el 04/05/2012
    #13

    La solucion te la brindan las Etapas ( de marca o caras ) con una proteccion que el fabricante les pone,al igual que la del clipping la del hot y otras mas que traen...

    Viene de serie !!

    Para que el altavoz no Retroceda la unica solucion que veo es "UN CONO FIJO" o dicho de otra forma un altavoz "ROTO" sea por la bobina pegada a causa de corriente continua o bobina partida por forzar la capacidad de esta.

    Un preamplificador con una etapa final y un Ecualizador ?? no se a que te refieres,pero me gustaria leerlo...

    salu2
  • #16 por miscoes el 05/05/2012
    Alguien podría explicar la frase:

    "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."

    La veo casi exactamente igual a lo que aparece en la Wikipedia y me parece una solemne majadería.

    Lo de las fuentes independientes si que la mejora, evidentemente, pero tanto los rectificadores como el filtro son imprescindibles para obtener corriente continua desde la alterna del transformador o del circuito de conmutación para fuentes de este tipo.

    En conclusión, que los rectificadores y el filtrado no se incorporan para solucionar problemas de diafonía sino porque son imprescindibles para que el amplificador pueda trabajar.

    ( y una colleja de regalo para el que redactó lo de la wikipedia, que además parece estar incompleto también... )
  • #17 por juansoundtec el 03/07/2012
    Para calcular el factor de amortiguamiento, a la resistencia del altavoz hay que sumarle la resistencia del cable que transmite la tensión.

    Para garantizar una buena gestion de bajas frecuencias, este factor de amortiguamiento tiene que ser superior a 50, siendo más optimo valores sobre 100.

    ¿y os preguntareis como salen esos valores? Pues bien, esos valores son así porque para generar potencia, la etapa reduce la resistencia a su salida a valores cercanos al cortocircuito, es decir... por ejemplo,0.08 ohms... las etapas de potencia, a la salida no dan los valores que indican, sino los valores a los que se pueden enfrentar... Es decir, si pone 8ohms, es para enfrentarse a resistencias de 8 Ohms.

    Factor amortiguamiento= (resistencia cable+altavoz)/resistecia de salida de la etapa.
  • #18 por juansoundtec el 04/07/2012
    Rectifico, mejor factores sobre 100.
    1
  • #19 por andrescarron el 10/12/2012
    muy buen articulo! gracias por compartir..