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.
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:
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.
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):
Aunque muchos de estos parámetros pueden resultar muy extraños, entraremos en profundidad en el segundo capítulo de amplificadores de potencia.
Por Pepe Ferrer (Educasound)