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5.1-Fuentes de sonido.

5.2-Amplificadores.

5.3-Filtros y ecualizadores.

5.4-Altavoces.

5.5-Cadenas de música.

 

5.1- FUENTES DE SONIDO.

 

Por “fuentes de sonido” se entienden aquellos aparatos a cuya salida se obtiene una señal eléctrica, de amplitud directamente proporcional a la amplitud de la señal de audio. Esta señal eléctrica sólo ha de ser amplificada convenientemente y conectada a unos altavoces para poder ser escuchada. Las fuentes de sonido más comunes en una casa son: reproductor de discos de vinilo, reproductor de cintas de casete, reproductor de discos compactos (CD) y otros formatos de almacenamiento digital como DVD (Digital Versatile Disc) o MiniDisc. Además está el sintonizador de radio de bandas comerciales: AM y FM. Otras fuentes de sonido pueden ser el televisor, el vídeo o la cámara de vídeo, en aquellos que incorporan una salida de audio tradicional.

Fuentes de sonido disponibles.

La presión en cada instante de la señal sonora que se quiere reproducir, aparece a la salida de la fuente de sonido, en las conexiones, en forma de señal eléctrica (voltaje). La amplitud eléctrica de la señal, es proporcional a la amplitud de la vibración acústica. Esta señal eléctrica es la que se propaga por los cables hasta un amplificador.

La función que realizan las distintas fuentes de sonido (reproductores o receptores) es transformar la señal de audio, codificada o no, del formato original (vinilo, cinta, disco compacto, ondas de radio) a una magnitud común a todos, señal eléctrica donde la información de audio está en la amplitud de la señal. De este modo un sonido correspondiente a un tono puro de 100 Hz, tendría una señal de audio correspondiente cuyo voltaje pasase del valor mínimo (0 V) al valor máximo con una frecuencia de 100 Hz.

De cada fuente de sonido estéreo salen dos líneas de señal, cada una a su vez con dos cables (internos en cada línea). Estas líneas son las que están representadas en la figura anterior.

Para equipos domésticos, el nivel de línea estándar es -10 dBV; lo que significa que el voltaje de la línea va de cero a 0.316 voltios. Este dato es importante, ya que los valores han de estar normalizados para ajustarse a la siguiente etapa: el amplificador.

 

5.2- AMPLIFICADORES.

Los amplificadores domésticos son los equipos a los que se conectan todas las fuentes de sonido en sus distintas entradas, y los altavoces en su salida estéreo. Por lo general no se requiere ningún aparato “previo” entre fuente de sonido y amplificador. En este caso, el “previo” o “preamplificador” está integrado en el amplificador, por lo que éste se llamará amplificador integrado. Actualmente todos los amplificadores domésticos son “amplificadores integrados”, y se denominan simplemente “amplificadores”.

El preamplificador (integrado o no), es el sistema encargado de proporcionar al amplificador la señal en óptimas condiciones (nivel, impedancia, dinámica, ecualización). Cada fuente de sonido requiere un previo específico. Por este motivo, en los amplificadores integrados, las entradas de señal están marcadas: PHONO (giradiscos), TAPE (reproductor de casete), CD, AUX (equipos auxiliares), MIC (micrófono)… algunas son conmutables, como CD y TAPE, y a veces también AUX.

Niveles de tensión de una señal antes y después de pasar por un amplificador.

La función del amplificador es suministrar potencia eléctrica a los altavoces. La señal eléctrica a la salida tiene igual forma de onda que a la entrada (tras pasar el previo), pero varían las magnitudes. En lugar de tensiones de decenas de milivoltios (mV), alimenta a los altavoces con tensiones de decenas de voltios (V) y corrientes que pueden llegar a varios amperios (A). Las señales de línea, (las que entran al amplificador) no alcanzan los miliamperios. Toda esta tensión y corriente que se emplea en mover los altavoces, sale de la fuente de alimentación interna que a su vez la toma de la red eléctrica general.

La figura anterior representa cómo el amplificador aumenta la tensión (V) de la señal sin perturbar la forma de onda, suministrando gran cantidad de corriente (I). El producto del voltaje por la intensidad es la potencia (P) en vatios (W), I · V = P.

La principal característica que define un a amplificador es su potencia. Existen dos medidas de potencia definidas:

1.- Potencia Nominal, RMS, Eficaz o Continua:

Se define como la potencia que el amplificador es capaz de proporcionar a la carga nominal (normalmente 8 ohmios), con ambos canales excitados simultáneamente en un margen de frecuencias de 20 Hz. a 20 KHz. y con una distorsión armónica THD menor que la determinada. La señal que se utiliza para esta medida es un tono sinusoidal puro de 1.000 Hz. Esto significa que se excitan ambos canales con 1 KHz, a la salida se conecta la carga correspondiente según el fabricante y se sube la potencia hasta que la THD llega a la indicada por el fabricante; entonces se ha alcanzado la Potencia Nominal.

Debido a que la señal musical que suele excitar los amplificadores tiene poco que ver con la señal sinusoidal usada para medir la Potencia Nominal, se recurre a la Potencia Musical.

2.- Potencia Musical o de Pico (PMPO):

Es la máxima potencia que puede dar el amplificador a intervalos cortos de tiempo. Una de las señales propuestas como señal utilizada es una sinusoide de 1 KHz pero con picos de 20 ms. donde el nivel pasa a ser diez veces mayor. Al contrario que ocurre con la Potencia Nominal, no hay un procedimiento estándar de medida con lo que los valores resultantes tienen que venir acompañados del método de medida usado para tener validez.

Para concluir este punto, sólo decir que la reproducción de señal musical (o palabra), requiere un poco más de potencia que la reproducción de señal sinusoidal (el factor de cresta de la señal musical es mayor). Si se quieren tener 100 W musicales, habrá que instalar unos 120 W nominales.

 

Fuentes disponibles conectadas a amplificador doméstico.

Como se puede ver en la figura de arriba, al amplificador pueden llegar varias señales al tiempo, pero sólo e puede amplificar una en cada momento, para ello los amplificadores están dotados de un selector en la parte frontal, generalmente en forma de botonera.

Las líneas que van del amplificador a los altavoces son físicamente más gruesas (cable de mayor diámetro), para poder soportar las elevadas corrientes que circulan. Si no fuese de así, se quemarían los cables y existiría un riesgo considerable de cortocircuito.

En los amplificadores, las conexiones de entrada de cada equipo suelen venir etiquetadas con sus nombres en inglés. Se han representado sólo algunas de las posibles, CD (disco compacto), PHONO (giradiscos), TAPE (reproductor de casete) y TUNER (sintonizador de radio).

 

5.3- FILTROS Y ECUALIZADORES.

Los filtros fijos son aquellos que sólo permiten al usuario actuar para conectarlos o desconectarlos. Asociados a los reproductores de vinilo existían muchos tipos de filtros que han caído en desuso.

Tenemos varios ejemplos de estos filtros. El filtro MPX es un filtro paso bajo que evita la introducción de la subportadora piloto de FM en las grabaciones de esta fuente. La frecuencia de corte suele estar en 18KHz y la atenuación mínima es de 18dB. Otro tipo de filtro fijo del que a veces se dispone es un filtro paso alto que introduce una atenuación de más de 18dB a la frecuencia de red (50Hz) para que no se escuche el típico zumbido que se produce cuando la fuente de alimentación no aísla bien esta frecuencia.

El control de Loudness tiene como misión producir una igualación de los niveles de sonoridad a pesar de que el nivel general baje. El oído es menos sensible en bajas frecuencias cuanto más baja en nivel (explicado en 3.1 Audición y frecuencia). Lo que se consigue al activar este control, es un refuerzo de la señal principalmente en baja frecuencia, y a veces también en alta frecuencia.

Los filtros variables o controles de tonalidad más usados en el campo doméstico son los controles de graves, de medios y de agudos. Estos controles son capaces de variar la ganancia a gusto del usuario tanto para realzar como para atenuar. Las frecuencias a las que actúan son fijas. Los controles de graves suelen actuar para frecuencias por debajo de 400-600 Hz, los de agudos suelen actuar por encima de los 2-4 KHz. Los controles de medios suelen actuar en las frecuencias entre 400 Hz y 2 KHz. La variación de ganancia suele ser de ±6 dB.

Los ecualizadores gráficos están explicados en el capítulo: 7.1 Procesadores de frecuencia.

 

5.4- ALTAVOCES.

Los altavoces se encargan de transformar la energía eléctrica proveniente del amplificador en energía acústica radiada al aire, esto es, en variaciones de presión. Se dicen que son transductores electro-mecánico-acústicos, porque transforman la energía eléctrica en mecánica y la mecánica en acústica.

Se pueden clasificar de diversas maneras. Atendiendo al tipo de transductor electro-mecánico: magnéticos, electrodinámicos, electrostáticos, piezoeléctricos, de cinta, magnetoestrictivos, neumáticos, iónicos…

Atendiendo al tipo de transductor mecánico-acústico: conos (radiación directa) o bocinas (radiación indirecta).

Atendiendo al margen de frecuencias que cubren: woofers y sub-woofers (bajas frecuencias), mid-range (medias frecuencias), tweeters (alta frecuencia) o banda ancha.

Cuando se trata de altavoces para uso doméstico se suelen emplear configuraciones de varias vías (normalmente dos) y con bass-reflex montado todo en una caja cerrada.

 

Cadena de sonido completa, fuente, amplificador, altavoces.

Esto significa que en una misma caja se montan dos transductores: uno de baja y media frecuencia y otro de alta frecuencia. Entre los dos han de cubrir todas las frecuencias, con mayor o menor éxito. Mediante unos componentes electrónicos incluidos dentro del cuerpo del altavoz, denominados “filtros de cruce (crossover)”, la señal procedente del amplificador se separa en dos: la señal portadora de bajas frecuencias y la portadora de las altas frecuencias. De este modo se reparte a cada transductor la señal que tiene que reproducir. Hay diversas calidades en cuanto a los filtros de cruce, los domésticos suelen ser de los más simples. En cualquier caso son necesarios, ya que si se deja que llegue al tweeter toda la señal que sale del amplificador, lo más probable es que se rompa. Esto es debido a que la mayor parte de la energía se encuentra en las medias y bajas frecuencias.

La incorporación del bass-reflex se identifica por la existencia de una abertura al exterior (con o sin tubo) normalmente en la parte frontal del altavoz. Esta abertura o “puerta” de dimensiones especialmente calculadas da salida al caudal de aire en el interior de la caja, aumentando la radiación en bajas frecuencias. Su denominación en español es “sistema de refuerzo de graves”. Gracias al refuerzo de graves, se amplía hacia la zona de bajas frecuencias la respuesta en frecuencia del sistema de altavoces.

La siguiente figura muestra cómo trabajan unos filtros de cruce de dos vías. Se distinguen dos formas de onda, una de baja frecuencia y otra de frecuencia mayor. Lo que se hace es filtrar la señal entrante, obteniendo a la salida de cada filtro (dos salidas) dos nuevas señales, una con las componentes de baja frecuencia y otra con las de alta frecuencia.

Gráfico de una señal antes y después de atravesar un filtro de cruce.

Los filtros de cruce en los equipos domésticos, van insertos en las propias cajas de los altavoces. Están compuestos por elementos pasivos, como resistencias y condensadores, por eso se llaman filtros pasivos. Los filtros activos se usan en equipos profesionales y se insertan antes de los amplificadores.

También se pueden encontrar altavoces de tres vías. En este caso son tres los transductores montados en una misma caja y los filtros de cruce dividen la señal en tres: graves, medios y agudos. Evidentemente es de esperar que los sistemas de tres vías cubran mejor el espectro de frecuencias que los de dos. Su respuesta en frecuencia es mejor.

Las características básicas que definen un altavoz son:

1.- Potencia.

Por potencia se entiende la potencia máxima que pueden manejar (procedente del amplificador) sin sufrir daños. Se puede indicar en potencia nominal (RMS) o musical (PMPO).

2.- Impedancia nominal.

Es un valor de resistencia pura, útil solo para medidas de potencia. Los valores típicos son 2, 4, 8, y 16 ohmios. Si un amplificador entrega 100 W sobre 8 ohmios, entregará 200 W sobre 4 ohmios, si la carga es la mitad, entregará el doble. Si nuestro altavoz tiene una impedancia nominal de 8 ohmios y una potencia de 50 W, y le conectamos un amplificador que entrega 50 W sobre 4 ohmios, el amplificador entregará 25 W solamente; como la carga es el doble, entregará la mitad de potencia. Se puede conectar un altavoz de 8 ohmios y 100 W, a un amplificador de 200 W sobre 4 ohmios.

3.- Ancho de Banda.

Se refiere al margen de frecuencias que reproducen con buena fidelidad. Los altavoces normales de cono suelen cubrir entre 3 y 5 octavas de frecuencia. Agrupando dos altavoces en una misma caja y los filtros de cruce correspondientes, y cada uno cubre un ancho de banda diferente, se tendrá un sistema de dos vías. Si se agrupan tres altavoces, se podrá cubrir mejor el espectro total (20 Hz. a 20 KHz.), y se tendrá un sistema de tres vías.

4.- La Sensibilidad.

Es otra medida de calidad de los altavoces: es el nivel de presión sonora radiado (expresado en dB) en la dirección del eje, medido a un metro, cuando la excitación es de un vatio en las frecuencias de trabajo (se tiene que especificar). La siguiente tabla califica los altavoces en función de su sensibilidad:

85 – 90 dB                             95 – 100 dB

Pocas prestaciones                Altas prestaciones.

90 – 95 dB                                   > 100 dB

     Medias prestaciones             Prestaciones específicas.

Tabla orientativa de calidad respecto a sensibilidad.

 

Para el ancho de banda especificado, la distorsión armónica THD suele moverse entre el 5 y el 10% en baja frecuencia y a baja potencia. A mayor potencia, mayor distorsión armónica. A frecuencias altas, la distorsión armónica se reduce.

 

5.5- CADENAS DE MÚSICA.

Este es un concepto principalmente comercial. Se entiende por cadena de música el conjunto fuentes de sonido + amplificador + altavoces, procedentes de la misma fábrica y con el mismo diseño. Las cadenas de música se sirven por módulos (aparatos físicamente independientes) o por bloques, donde lo único separable son los altavoces.

La gran proliferación de las cadenas de música es debida principalmente a la comodidad que representan para el consumidor a la hora de la elección, ya que se escogen de una vez todos los equipos y las conexiones están hechas (si son compactas) o vienen indicadas y con los cables precisos (si son modulares).

La mayoría de los consumidores no tienen los conocimientos ni el tiempo necesario para “construir” su propia cadena de música, comprando cada componente por separado.

Además no hay que olvidar el factor estético, que en las cadenas de música está muy cuidado y comprando aparatos por separado lo tiene que cuidar el comprador.

Atendiendo a su tamaño, se pueden clasificar en tres tipos: 1) cadenas, 2) mini-cadenas y 3) micro-cadenas. Las últimas siempre son compactas, las segundas suelen ser compactas y las primeras suelen ser modulares.

Las cadenas de música suelen ofrecer, además de las funciones ya explicadas, muchas opciones de cara a hacerlas más atractivas y útiles: pantallas luminosas en muchos colores, varios tipos de ecualización, efectos de tres dimensiones, karaoke, reloj, despertador, alarma, programador…

Desgraciadamente los fabricantes acostumbran a deslumbrar al consumidor con grandes cantidades de opciones y se descuida lo esencial: la calidad del sonido. Como ya se explicó en el capítulo anterior, todas las funciones que afecten directamente al sonido reproducido acaban generando distorsiones y variaciones del espectro original de módulo y fase. Por este motivo los equipos que realmente son HI-FI prescinden de toda esa parafernalia.

A la hora de seleccionar una cadena de música habría que contar con los datos técnicos de las mismas, dejando la cuestión estética en segundo lugar. El problema es que la información que dan los fabricantes es bastante escasa, y de esta, la que llega al consumidor a través del vendedor es casi nula. En muchas ocasiones la única información sobre una cadena que te pueden proporcionar en el establecimiento donde se vende, es la potencia (sin especificar qué tipo de potencia). El resto de información que ofrecen es la que se puede obtener de la simple observación del producto.

Por los motivos arriba explicados, es por lo que es recomendable acudir a un centro especializado donde puedan aconsejar sobre el producto, dar información como relación señal/ruido, potencia musical (la RMS), distorsión armónica, diafonía y respuesta en frecuencia.