AMPLIFICADOR


Indice:

1.- El Amplificador profesional o etapa de potencia, ¿qué es?

2.- Vídeo Práctica: Configuración de un Amplificador profesional o Etapa de potencia

3.- El Amplificador profesional, lo que también debes saber

4.- Conclusión

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1.- El Amplificador profesional, ¿qué es?

Un Amplificador profesional o Etapa de Potencia, es un equipo de sonido cuya función es aumentar la potencia (tensión e intensidad) de la señal de audio.

Etapa-de-potencia-qsc-usa-400
Figura 1: Amplificador profesional (Etapa de potencia)  QSC USA 400

Un amplificador profesional o etapa de potencia se diferencia de un amplificador doméstico en que el primero es más simple, apenas tiene controles o selectores, pero a cambio entrega mucha potencia ( a partir de 100 vatios) y tiene sistemas de refrigeración que le permiten funcionar a potencia máxima durante muchas horas. En el amplificador profesional lo que se busca es potencia y estabilidad , a veces en detrimento de la calidad.

Un amplificador doméstico tanto Hi-Fi¹ como High-End¹ posee más entradas (phono, radio, micro,auxiliar, CD, etc) , un selector de entradas, corrector de tono¹, unos 100 W de potencia máxima y otras funciones adicionales. Su características relativas al ruido  suelen ser mejores que las de los amplificadores profesionales.

Amplificador-Hi-Fi
Figura 2: Frontal de amplificador doméstico  Hi-Fi
Esquema de bloques de un amplificador
Figura 3: Esquema de bloques de un amplificador doméstico (Sistemas de RTV – Emilio Felix Molero- Ed. Mc. Graw Hill )

En la figura 3 vemos como un amplificador doméstico contiene un bloque llamado amplificador de potencia, realmente es una etapa de potencia con un máximo de 100 vatios.

2.- Vídeo Práctica: Configuración de un Amplificador profesional o Etapa de Potencia

Configuración de una etapa de potencia QSC USA 400, donde muestro los modos de funcionamiento stereo, paralelo y puente mono. Además explico como se puede conseguir el modo paralelo en una etapa de potencia DAS E2 que no posee microswitch  de configuración.

 

3.- El Amplificador profesional o Etapa de Potencia, lo que también debes saber

Veamos las características que debemos conocer en un amplificador profesional, tomaré como ejemplo el QSC USA 400 usado en la vídeo práctica.

característica qsc usa 400
Figura 4: Caraterísticas de la etapa de potencia QSC USA 400

Potencia de salida  (output power):    El fabricante nos da tres valores de potencia eficaz (RMS)¹ para un altavoz de 8 ohmios:

  • 110 W para el estándar FTC¹, siendo este el más restrictivo
  • 125 W para el estándar EIA¹, equipos con menos calidad
  • 400 W para el modo puente mono¹ (bridged mono), en las mismas condiciones  que EIA pero haciendo trabajar los dos canales del amplificador como uno solo.

Dynamic Headroom:  expresa, en decibelios, la razón entre la potencia de salida máxima que un amplificador puede producir en cortos períodos de tiempo (décimas o algún segundo) y la potencia RMS.

En el QSC USA 400 es de 1,9 dB lo que indica que la potencia máxima puede alcanzar casi el doble de la RMS (el doble serían 3 dB).

Distorsión:  Hay dos tipos de distorsión a tener en cuenta en un amplificador: Distorsión armónica Total (THD)¹ y distorsión por InterModulación (IM)¹ , en nuestro amplificador el fabricante da la distorsión por  intermodulación indicando que es menor del 0,1 % según el estándar de medida establecido por la SMPTE (Society of Motion Picture Televisión Engineers), es un buen valor. En el caso que nos hubiera dado la distorsión THD también debería ser menor de 0,1% para un amplificador profesional como este.

Respuesta en frecuencia: indica la variación de la amplificación respecto a la frecuencia. En el QSC USA 400 se da de dos formas:

  • 20 Hz – 20 KHz ±0,1dB  -> se mantiene constante la amplificación en este rango de frecuencia con solo una variación de ±0,1dB, ciertamente está muy bien.
  • 8 Hz – 60 KHz  -3dB      -> al ampliar el rango de frecuencia se amplia la variación, indicando que en 8 Hz y 60 KHz decae 3 dB. Esto es un valor normal. El que se amplíe el rango de frecuencia por encima de 20 KHz (límite audible humano) es para reducir el THD, ya que a estas frecuencia tan elevadas hay armónicos que deben ser amplificados para que no se modifique el timbre¹ del sonido original.

Factor Damping o  de amortiguamiento: es el cociente entre la impedancia del altavoz conectado al amplificador y la impedancia de salida de la etapa de potencia (décimas de ohmio).

Este factor establece la capacidad del amplificador de frenar al altavoz cuando cesa la señal aplicada, de forma que no se quede vibrando a su frecuencia de resonancia. Un valor 100 está bien, cuanto mayor sea mejor, pero más de 300 podría implicar problemas en la etapa de potencia, ya que podrían saltar las protecciones por sobre tensión de la misma (detección de cargas inductivas).

Relación señal/ruido: Relación entre el nivel de  señal máxima sin distorsionar y el ruido de fondo generado por el amplificador:

S/N  =  20 * log (Señal máx.  / ruido)

105 dB es un buen valor, en Hi-End se obtienen valores  de 115 o 120 dB.

Sensibilidad de entrada: es el nivel de tensión eficaz (VRMS) que se necesita aplicar en la entrada del amplificador para obtener la potencia máxima (nominal) en la salida, manteniendo los controles de nivel de entrada (potenciómetros) al máximo.

El valor que nos da el fabricante en nuestro ejemplo es de 1,2V con un altavoz de 8 ohmios, como le apliquemos más de 1,2V, saltarán las protecciones térmicas.

Impedancia de entrada: Es la carga que ofrece el amplificador al mezclador. Debe ser de al menos 10 KΩ, de forma que si se necesita que un mezclador excite, digamos, a 10 amplificadores en paralelo (algo frecuente en instalaciones de megafonía), la carga total será 10 KΩ / 10 = 1 KΩ que es todavía una carga cómoda para el mezclador.

 

características amplificadores DAS
Figura 5: Características de amplificadores profesionales DAS serie E

La figura 5 muestra otro ejemplo de características de amplificadores de potencia de la marca DAS, veamos algunos detalles:

  • Tienen muy buen valor de distorsión THD y de intermodulación
  • El factor damping disminuye con la impedancia de carga
  • La relación señal/ruido podría ser mejor  (92 dB)

Aclaraciones

Hi-Fi: High Fidelity o alta fidelidad, son equipos de sonido de uso doméstico, habitualmente de tipo modular que cuidan mucho sus características para ofrecer un sonido de alta calidad.

High-End: Equipos como los Hi-Fi, también para uso en el hogar, pero con una características de calidad superiores a estos. Son lo mejor y más caro del mercado doméstico, destinados a audiófilos que no les importa lo que tengan que pagar por escuchar el mejor sonido.

Corrector de tonoAjustes ubicados en el amplificador doméstico, que realzan o atenúan tanto los graves (frecuencias bajas) como los agudos (frecuencias altas), consiguiendo adecuar el sonido a las preferencias del usuario.

Potencia eficaz (RMS): la indicación RMS viene de Root Mean Square o valor cuadrático medio. Es la potencia máxima que es capaz de entregar el amplificador de forma continuada, es la que se utiliza para comparar con otros amplificadores. Algunos fabricantes, poco formales, intentan confundir aportando valores de potencia máximos o de pico, superiores al RMS que no sirven para comparar potencias ente equipos.

FTC: Estándar establecido por la Comisión Federal de Comercio, que requiere que el fabricante indique la potencia media nominal (RMS) que entrega el amplificador con ambos canales sonando a la vez, y dentro del rango de frecuencia anunciado como estándar (por lo general de 20 Hz a 20 kHz), sin superar un límite de distorsión armónica total (THD), usualmente 0.1%. También deben cumplir con una cierta desviación máxima de fase eléctrica y mantener acotado el ruido de fondo en un nivel especificado.

EIA: Estándar establecido por la Asociación de Industrias Electrónicas, refleja la potencia de salida de un solo canal sonando en una banda de frecuencias medias, por lo general de 1 kHz, con 1% de distorsión armónica total (THD). Esta norma infla la potencia  entre 10 y 20% más que el estándar FTC.

Modo puente mono: es una configuración de la etapa de potencia en la que se hace trabajar a los dos canales como si de uno sólo se tratara. Se consigue una gran potencia, más que la suma de ambos canales y se conecta un único altavoz, generalmente entre las bornas positivas de ambos canales.

Distorsión armónica Total (THD): La forma de la onda entregada por un amplificador difiere ligeramente de la aplicada a la entrada, esto es debido a que el amplificador modifica su timbre¹ (nivel de sus armónicos). La distorsión armónica total mide, en % , esta variación. Un valor menor de 0.1 % está bien para un amplificador profesional. Para amplificadores Hi-Fi  y Hi-End se manejan valores inferiores a 0,05 % .

Distorsión por Intermodulación (IM): Si introducimos en un amplificador dos tonos puros (ondas senoidales) de frecuencias f1=1000 y f2=100Hz en la salida tendremos estos tonos y además los armónicos suma y diferencia, es decir:

f1, f2, f1+f2,  f1-f2 , 2(f1+f2),  2(f1-f2), 3(f1+f2),  3(f1-f2), …

La distorsión por intermodulación mide en % el nivel de estos productos de modulación, tomando como referencia el nivel de los tonos f1 y f2. Un valor menor de 0.1 % está bien para un amplificador profesional.

Timbre: Cualquier  sonido de frecuencia f1 puede descomponerse en una serie de tonos puros (ondas senoidales) con frecuencia múltiplo del sonido original  (f1, 2f1, 3f1, etc.), a estos tonos se les llama armónicos, y la suma de todos ellos define el timbre de ese sonido.

4.- Conclusión

Para adquirir un amplificador, posiblemente el parámetro menos importante sea la potencia del mismo, hay que mirar con lupa todos los parámetros que hemos visto en este artículo, comparar y luego decidir.

No todas las etapas de potencia disponen de configuración de modo puente y modo paralelo ; el modo paralelo puede conseguirse mediante conexiones externas, pero es muy conveniente que la etapa tenga las entradas duplicadas. El modo puente (bridge) es interno, y no puede conseguirse con cableado.

Recordad que el amplificador y su pareja la caja acústica deben estar bien compaginados para dar el mejor sonido. La impedancia de la caja acústica no debe ser menor que la que recomienda el fabricante del amplificador y la potencia eficaz (RMS) de la caja acústica debe ser un 20 % superior a la potencia eficaz del amplificador.

Un Saludo.

leandrogg68

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3 pensamientos en “AMPLIFICADOR

  1. Hola gracias por los aportes de este blog ,dado a que me estan sirviendo de mucho a la hora de conocer y entender el funcionamiento de estos aparatos y a que me han ayudado a resolver una duda que tenia sobre si los amplificadores o etapas también al igual que los micrófonos tenia un factor importante a tener en cuenta como lo es el factor señal /ruido. Un saludo y sigue así.

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