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Etapas de potencia

  • Publicado en Didáctica directo

A este eslabón de la cadena de audio es al que menos atención le prestamos pero, sin embargo, no deja de ser de los más importantes. La etapa de potencia es la que transmite la energía necesaria a los altavoces para producir un sonido audible. Se encuentra situada, en la cadena de audio, entre las fuentes (micros), los previos (mesa de mezcla) y los altavoces. La señal proveniente de las distintas fuentes de audio es del orden de unos milivoltios, e irán pasando por los distintos eslabones hasta llegar a la decenas de voltios que son necesarios para mover las membranas de los altavoces.

Hasta hace poco, las etapas de potencia eran físicamente enormes y pesadas, con dos entradas y dos salidas. Hoy día esto ha evolucionado mucho, integrando multitud de opciones y conexiones en tamaños reducidos y ligeros.

Escalas en decibelios
Relaciones logarítmicas entre unidades:
En intensidad, el logaritmo de la relación entre la intensidad de salida y la de entrada se multiplica por diez: I= 10log I/Io
Lo mismo ocurre con la potencia: P= 10logP/Po
Niveles de presión sonora, ésta se multiplica por 20: SPL=20logD/Do
 
Valores referencia relación / decibelios según unidad
0 dBm = 0.001 watt (1 miliwatt) 
 dBm = 10 x log(potencia / 0.001)
 0 dBW = 1 watt
 dBW = 10 x log(potencia / 1)
0 dBu = 0.775 volts
dBu= 20 x log(voltaje / 0.775)
0 dBv = 1 volt
dBv = 20 x log(voltaje / 1)
0 dBSPL = 0.000,2 Dynas / cm2
dBSPL = 20 x log(Presión / 0.000,2)dBSPL

 

Etapas Crown

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE LAS ETAPAS DE POTENCIA

Sensibilidad de entrada
Ésta es la tensión necesaria en la entrada para que la etapa pueda dar su potencia nominal. Generalmente, esta sensibilidad está entre 3 y 6 dB, es decir, entre 1 y 1,5V, lo que corresponde a la mayoría de mesas de mezclas profesionales, 0dB = 4dBu.

Tenemos que estar muy atentos, ya que en algunas ocasiones estos valores se pueden dar en dBV o en dBu. Ya sabemos, según las tablas que hemos visto más arriba, que 0dBu son 0,775V y que 0dBV es 1V, luego 3dBu=1,09V, mientras que en el caso de 3dBV será 1,41V.

Los sistemas procesados, es decir aquellos que cuentan con el eslabón de procesamiento de la señal (limitadores, filtros, ecualización…), suelen funcionar con una ganancia más elevada, alrededor de 3,5V, por lo que la ganancia de amplificación es de 26dB.

Las etapas de potencia de nuestros equipos hi-fi de casa suelen tener una sensibilidad de -10dBu, o sea 0,25V o de 0dBu, 0,775V. Esto quiere decir que estas etapas alcanzarán su potencia nominal mucho antes, pero también que van a saturar mucho antes (por ejemplo conectando una mesa de mezclas profesional) y, por lo tanto, tendremos bastantes posibilidades de que nuestros altavoces no aguanten mucho tiempo esas distorsiones ocasionadas.

Amplificadores profesionales, como los de la marca norteamericana CROWN, por ejemplo, suelen disponer de las tres posibilidades para poder adaptar así la etapa de potencia al sistema. Casi la totalidad de las etapas tienen una sensibilidad de 4dBu.

Ganancia de amplificación
Otro elemento que no todo el mundo entiende de la misma manera es el control de volumen y que, además, suelen tener indicaciones de lo más confusas; nos hemos encontrado desde indicaciones que van de 0 a 10, 0 a 100 o de -60 a +4, ¡incluso de +18 a 0!. Como suele ocurrir, los fabricantes no se ponen de acuerdo a la hora de rotular los valores adecuados en los equipos.

Este potenciómetro, que nos podemos encontrar en la parte delantera o trasera de una etapa de potencia, no es un simple control de volumen, sino un control de ganancia de entrada, por lo que la posición adecuada de éste es al máximo.

La mayoría de amplificadores tienen una ganancia de amplificación de 32dB, lo que significa que si le entregamos 4dBu en su entrada, tendremos 36dBu en la salida. Si esto lo hablamos en términos de tensión, al introducir 1V en la entrada tendremos 40V en la salida; pero cuidado, no quiere decir que si le metemos 21V, o sea 28dBu, en la entrada obtendremos 60dBu, lo que sí obtendremos es la activación de los elementos de seguridad de la etapa o su destrozo. Está claro que los componentes electrónicos no soportarían trabajar a estos valores. Por lo tanto, cualquier etapa de potencia es capaz de entregar algo más que su potencia nominal al aumentar la tensión de entrada.

De esta forma, si la salida nominal de nuestra mesa de mezclas y la entrada de nuestra etapa de potencia son equivalentes, al posicionar nuestra salida master al máximo todo estará correcto, siempre y cuando la potencia de nuestra etapa corresponda a la potencia que nuestras cajas acústicas sean capaces de soportar y que el nivel en mesa sea de 0dB.

etapas labgruppen

Impedancia
Hoy día las etapas de potencia aceptan una carga nominal de 4 ohmios, aunque algunas marcas son capaces de bajar hasta 2 ohmios ¡y menos! O sea, niveles altos de tensión.

Siempre tendremos que respetar estas indicaciones del fabricante, ya que si conectamos dos altavoces de 4 ohmios en paralelo la etapa de potencia nos entregará 2 ohmios, esforzándose así en suministrar esa gran demanda de energía, calentándose y saltando las protecciones. Recordemos que la impedancia de las cajas acústicas deberá ser siempre superior o igual a la impedancia mínima de la etapa.

Recordemos que la fórmula exacta para calcular la impedancia es la siguiente:

  • Altavoces en paralelo: Impedancia total es la resultante de dividir la impedancia de cada caja entre el número total de ellas.
  • Altavoces en serie: Impedancia total es la resultante de sumar las impedancias de cada caja.

 

Relación señal ruido
Este dato indica el ruido residual producido por los componentes electrónicos, este debe tener al menos 100dB.

Distorsión armónica
THD (Total Harmonic Distortion): Indica la distorsión existente en la salida con respecto a la entrada y se obtiene dividiendo la suma de frecuencias que aparecen en la señal de salida entre la señal de entrada: THD = f1+f2+...fn / fo

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