ALTAVOZ BLUETOOTH


Indice:

1.- Altavoz Bluetooth ¿qué es?

2.- Vídeo review

3.- Conclusión.

————– + ————-

1.- Altavoz Bluetooth, ¿qué es?

Un Altavoz bluetooth es un modelo de altavoz autoamplificado de reducidas dimensiones que permite un funcionamiento autónomo gracias a su alimentación mediante batería y a su comunicación con otros dispositivos vía bluetooth.

Además se le puede introducir la música mediante una tarjeta de memoria micro SD o directamente con un cable miniJack.

2.- Vídeo Review.

En este vídeo os muestro el review de un altavoz bluetooth de reducidas dimensiones de la marca EC Technology.  Podréis ver su funcionamiento básico y finalmente, si os quedan ganas :),  una prueba de respuesta en frecuencia mediante un analizador de espectro en tiempo real.

 

3.- Conclusión

Llevo muchos años trabajando con todo tipo de altavoces en las gamas de doméstico, HiFi y Profesional, y sinceramente, nunca me ha llamado la atención un altavoz que me cupiera en la palma de la mano, ya que lo primero que se pierde al reducir tanto el tamaño son los graves.

Cuando probé este altavoz, quedé impresionado con los graves que proporciona, también con el precio, menos de 20 euros.

Tras realizar la prueba  de respuesta en frecuencia  en la cámara anecoica, ya se deduce el por qué se oye tan bien. Posee un buen rango de frecuencia en el que su sensibilidad es constante (curva plana).

Y algo que también ha sido un acierto, por parte del fabricante, es limitar la potencia máxima para que no se produzca distorsión del sonido en ella, ¿de qué sirve tener mucha potencia si el sonido está distorsionado?

En las pruebas no he apreciado pérdida de calidad en la conexión mediante bluetooth respecto a conexión por cable o mediante tarjeta micro SD, y el alcance es de unos 10 metros, suficiente para la mayoría de los casos.

La verdad es que es una solución muy buena para utilizarlo como manos libres, por ejemplo en el coche, o para escuchar música con bastante más calidad que la que proporciona un smartphone.

Un Saludo.

leandrogg68

Loading

FIBRA ÓPTICA


Indice:

1.-Fibra óptica, ¿qué es?

2.- Vídeo Prácticas:

  • Fundamentos de la fibra óptica.
  • Medida de pérdida de potencia, pelado y limpieza de la fibra óptica.
  • Colocación de un conector ST de fibra óptica.

3.- Fibra óptica, lo que también debes saber.

  • Principio de propagación del rayo luminoso.
  • Tipos de fibra óptica.
  • Pérdidas de señal en fibra óptica.
  • Fuentes de luz para fibra óptica.

4.- Conclusión.

————– + ————-

1.- Fibra óptica, ¿qué es?

Un cable de fibra óptica básicamente consta de dos hilos muy finos de sílice colocados de forma concéntrica, al central se le llama núcleo y  al otro revestimiento.

El núcleo posee un índice de refracción ¹ superior al del revestimiento, lo que permite que la luz quede confinada en el núcleo y pueda transmitirse por el mismo sin apenas pérdidas  por refracción, debido a que se refleja en la unión núcleo-revestimiento.

Para proteger la fibra óptica se añaden otras capas como el Buffer y la cubierta.

Fig. 1. Constitución de una fibra óptica

2.- Vídeo Prácticas.

2.1.- Fundamentos de la fibra óptica.

Vídeo donde se muestran los conceptos de reflexión, refracción y ángulo crítico de una fibra óptica mediante un experimento con un vaso de agua y un puntero láser.

Además, se puede ver la propagación de los modos de luz, la dispersión y las pérdidas de retorno en una fibra óptica simulada con unas barras de metacrilato y un puntero láser.

2.2.- Medida de pérdida de potencia, pelado y limpieza de la fibra óptica.

VideoPráctica en la que se muestra como medir las pérdidas de un latiguillo de fibra óptica con un medidor Fluke DSP 2000 y su accesorio para fibra DSP-FOM/DSP-FTK.

Además, se visualiza en un microscopio óptico, conectado a una webcam, el núcleo y revestimiento de la fibra para comprobar su estado en el extremo de un conector ST.

Finalmente se explica el procedimiento de pelado y limpieza de una fibra óptica.

2.3.- Colocación de un conector ST de fibra óptica.

En este vídeo realizo el proceso de conectorización de un conector ST a una fibra óptica monomodo 9/125.
Finalmente se visualiza en un microscopio como ha quedado el pulido del núcleo y revestimiento.

3.-  Fibra óptica, lo que también debes saber.

3.1.- Principio de propagación del rayo luminoso.

El núcleo de una fibra óptica tiene un índice de refracción ligeramente mayor que el revestimiento. La luz que llega al límite entre el núcleo y el revestimiento con un ángulo de incidencia mayor que el ángulo crítico se refleja y continúa su recorrido dentro del núcleo.

Este principio de reflexión total es la base para el funcionamiento de la fibra óptica. El ángulo crítico depende del índice de refracción del núcleo y del revestimiento

Podemos describir un cono imaginario (cono de aceptación) con un ángulo (ángulo de aceptación) relacionado con el ángulo crítico (Figura 2). Si la luz se introduce en el extremo de fibra desde el interior de este cono, se producirá reflexión total y viajará por el núcleo sin apenas pérdidas.

Al seno del ángulo de aceptación se le denomina apertura numérica,  que da la capacidad de recoger la luz de la fibra. La luz que llegue al extremo de fibra fuera de este cono se refractará en el revestimiento cuando se encuentre con el límite núcleo-revestimiento, siendo expulsada hacia el exterior.

apertura numérica y ángulo crítico
Figura 2. Angulo de aceptación y crítico. La apertura numérica = sen (ángulo de aceptación).

 

3.2.- Tipos de fibra óptica.

El tipo de fibra queda determinado por los diámetros de su núcleo, en las de tipo multimodo, que no sean plásticas, el diámetro del núcleo es de 50 o 62,5 micras y en las monomodo usualmente es de 9 micras. En ambas, el revestimiento es de 125 micras.

Tipos de fibra óptica
Figura 3. Tipo de fibra óptica recomendada según diferentes estándares ethernet. Las de tipo monomodo pueden alcanzar distancias superiores a 2 km.

La longitud máxima de un enlace de fibra depende del estándar de transmisión que se utilice, en la Fig. 3 se aprecian algunas de las variantes del estándar ethernet para fibra, por ejemplo con el standard 10GBASE-LX4 sobre fibra monomodo se puede alcanzar hasta 10 km con una velocidad de 10Gbps y con 1000BASE-ZX, 1 Gbps hasta 50 km, también con fibra monomodo.

Fibras multimodo 50/125 de índice gradual.

Estas fibras están diseñadas para ser utilizadas en 1ª y 2ª ventana ¹ ( 850 y 1300 nm). Adecuadas para su uso en aplicaciones de cableado como las Redes de Área Local (LAN) con vídeo, datos y voz, utilizando fuentes de luz LED, VCSEL o Laser Fabry Perot (ver apartado 3.4).

fibra óptica multimodo 50/125
Figura 4. Fibra óptica multimodo 50-125.

Las fibras multimodo también se identifican por un sistema de clasificación determinado por en estándar ISO 11801:  OM1, OM2, OM3 y OM4  el cual está basado en el ancho de banda modal de la fibra multimodo, OM4 sería la de mayor ancho de banda modal.

Fibras multimodo 62,5/125 de índice gradual

Estas fibras están diseñadas para ser utilizadas a 850 nm y 1300 nm. Adecuadas para su uso en aplicaciones de cableado como las Redes de Área Local (LAN) con vídeo, datos y voz, utilizando fuentes de luz LED, VCSEL o Laser Fabry Perot.

fibra óptica multimodo 62,5 / 125
Figura 5. Fibra óptica multimodo 62,5 / 125
Fibra multimodo plástica

Fibra óptica plástica de salto de índice, diseñada para ser utilizada en 650 nm. Adecuada para distancias cortas, entornos industriales y transmisión de señales de datos a baja velocidad. Su  ventaja es la gran apertura numérica que posee (0.50), que hace que sea fácil de acoplar.

fibra óptica multimodo plástica
Figura 6. Fibra óptica multimodo plástica.
Fibra óptica multimodo PCF 200/230

Fibra óptica multimodo de salto de índice PCF 200/230 micras. Esta fibra está diseñada para ser utilizada en las longitudes de onda de 650 nm y 850 nm. Adecuada para enlaces de vídeo y datos en cortas distancias, sistemas sensores (médicos e industriales) y en iluminación.

Fibra óptica multimodo PCF 200/230
Figura 7. Fibra óptica multimodo PCF 200/230
Fibra óptica monomodo 9/125 – G657

Posee una gran resistencia a las pérdidas  debidas a macrocurvaturas. Ideal para el montaje de cable en el interior de edificios (ICT), cables patchcords y/o cables de interconexión. Adecuada para aplicaciones en redes de acceso “Fibre-To-the-Home” (FTH).

 

fibra óptica monomodo

Figura 8: Fibra óptica monomodo

El diámetro del campo modal es un poco superior al diámetro del núcleo ya que parte de la luz viaja también por la zona  del revestimiento próxima al núcleo, este valor interesa que sea lo menor posible ya que un valor alto hará que aumenten mucho las pérdidas con las macrocurvaturas. Al fusionar dos fibras deben tener el mismo diámetro de campo modal para que se minimicen las pérdidas.

 3.3.- Pérdidas de señal en fibra óptica

pérdidas en fibra óptica

Figura 9. Pérdidas en fibra óptica
Dispersión.

Es debida  a las irregularidades submicroscópicas ocasionadas durante el proceso de fabricación. Cuando un rayo de luz se está propagando, choca contra estas impurezas, se dispersa y refleja.

Dentro de estas pérdidas tenemos

  • Pérdidas por dispersión de Rayleigh.
  • Imperfecciones de la fibra, particularmente en la unión núcleo-revestimiento, variaciones geométricas del diámetro del núcleo.
  • Impurezas y burbujas en el núcleo.

La dispersión de Rayleigh es responsable de aproximadamente el 90 % de la pérdida intrínseca en las fibras ópticas modernas. Las longitudes de onda más largas (3ª ventana), son menos afectadas que las longitudes de onda más cortas (1ª y 2ª ventana).

Además de producir pérdidas, la dispersión produce retraso entre los distintos modos de luz, lo que hace que se degenere la señal transmitida y se limite la velocidad de transmisión de datos, a esto se le llama dispersión modal ¹.

Absorción.

Es debida a impurezas tales como iónes metálicos , etc., que absorben la luz y la convierten en calor. Como el  vidrio usado para fabricar las fibras ópticas es ultrapuro, estas pérdidas son muy pequeñas.

Microcurvatura.

Son causadas por imperfecciones microscópicas en la geometría de la fibra resultantes del proceso de fabricación, como la asimetría de rotación, cambios menores en el diámetro del núcleo, o límites desiguales entre el núcleo y el revestimiento. El estrés mecánico, la tensión, la presión o la torsión de la fibra también pueden causar microcurvaturas.

Macrocurvatura.

Se producen cuando se curva la fibra con un radio menor que el radio de curvatura mínimo establecido por el fabricante. Parte de la luz en los grupos de modos de orden superior ya no es reflejada y se pierde.

3.4.- Fuentes de luz para fibra óptica

LED (Light Emitting Diode)

Usado en fibra multimodo para velocidades de hasta 622 Mbps, produce una luz uniforme de salida que llena por completo el núcleo y utiliza todos sus modos de funcionamiento.

VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser)

Es una fuente de luz que soporta las velocidades de transmisión Gigabit en aplicaciones de redes ópticas en edificios a una longitud de onda de 850 nm.

A diferencia de un LED, la salida de luz de un VCSEL no es uniforme.  Como resultado, los láseres no utilizan todos los modos en fibra multimodo sino más bien un conjunto restringido de modos y además cada láser rellena un conjunto diferente de modos en la fibra y con diferentes valores de potencia en cada modo.

Laser Fabry-Perot

Láser anterior al VCSEL y más caro de fabricar, trabaja en longitudes de onda mayores ( 1300, 1310 y 1550 nm), tiene la ventaja emitir luz con un ancho de banda  más estrecho (menos modos de luz), se usa fundamentalmente en fibras monomodo o multimodo en 2ª ventana.

Fuentes de luz para fibra óptica

Figura 10. Fuentes de luz para fibra óptica

 

Glosario

Índice de refracción (n): es la proporción entre la velocidad de la luz en el vacío (c) y su velocidad en un medio específico (v).

F =  c / v

Para el vacío (espacio exterior) es 1, para el aire es 1,003 y para el agua es 1,333. Un valor más alto del índice de refracción  indica que la luz viaja más lenta en ese material.

El índice de refracción para el núcleo es normalmente  de 1,47,  mientras que para el revestimiento suele ser de 1,45.

Ventanas de transmisión de la fibra óptica: son las longitudes  de onda (λ), de los emisores de luz utilizados en fibra óptica, se miden en nanometros (nm) y las pérdidas son menores  en  ellas.

longitud de onda (λ)   = velocidad de la luz (c)  / Frecuencia (λ)   –>  λ = c  /  F

Ventanas de la fibra óptica
Figura 11. Ventanas de transmisión de la fibra óptica.

 

Dispersión modal: es una característica de la fibras multimodo que limita su ancho de banda debido al retraso que se produce en los diferentes modos de luz al ser conducidos por la fibra óptica.

dispersión modal
Figura 12. Dispersión modal

La solución a este problema es utilizar un núcleo que tenga un índice de refracción variable, a este tipo de fibra óptica se le llama de índice gradual o gradiente de índice.

Fibra óptica de indice gradual
Figura 13. Fibra óptica de índice gradual o gradiente de índice

 

4.- Conclusión

Trabajar con fibra óptica es el presente del técnico en telecomunicaciones, por tanto debemos manejar los conceptos y procedimientos de trabajo con fibra como manejamos los de trabajo con cable de cobre.

En España la Ley ICT de 2011 introduce la normativa de instalación de fibra en los edificios de nueva construcción, lo que llevará a que en pocos años todos los hogares estén conectados con fibra, esto abrirá el campo a muchas aplicaciones que hasta ahora están vetadas por la limitación de ancho de banda del cable de cobre.

Un Saludo.

leandrogg68

Loading

AUTORRADIO


Indice:

1.- El autorradio, ¿qué es?

2.- Videopráctica: Instalación de un Autorradio con una etapa de potencia.

3.- El autorradio, lo que también debes saber.

  • El conector ISO.
  • Fusibles.
  • Cables.
  • Altavoces.

4.- Conclusión

————– + ————-

1.- El autorradio, ¿qué es?

Un autorradio es la unidad principal en una instalación de sonido en un vehículo, se encargará de reproducir y amplificar el sonido enviado a los altavoces.

Su instalación, a nivel de alimentación, se realiza según el siguiente esquema:

instalación de autorradio
Figura 1: Conexión de alimentación del autorradio (conector ISO cuerpo A).

 

2.- Videopráctica: Instalación de un autorradio con una etapa de potencia.

Instalación sobre tablero de un autorradio JVC KD-R312, con filtros pasivos en las vías delanteras, una etapa de potencia doble en las traseras y un subwoofer en el maletero.
También se explica el funcionamiento de otra etapa de potencia adicional más simple.

3.- El Autorradio, lo que también debes saber.

3.1.-  ISO 10487

Actualmente casi todos los autorradios traen un conector estándar ISO 10487 (International Organization for Standardization).

conector ISO 10487
Figura 2: Conector ISO 10487, vista desde el conector hembra del autorradio o desde el lado de los cables del conector macho del vehículo.

El cuerpo A se utiliza para la alimentación, el B para los altavoces y el C para diferentes dispositivos externos asociados al autorradio.

Los autorradios más avanzados pueden traer el cuerpo D, que se utiliza para la conexión de sistemas de navegación GPS.

 

Conector A (Alimentación).
  • Pin 1. SVC (Speed Controlled Volume) – rojo/amarillo :  Entrada de señal de velocidad del vehículo para controlar el volumen. La señal se toma del sistema de control de crucero o del sensor de velocidad del vehículo.
  • Pin 2. Silenciado (mute) – marrón: Elimina el sonido al poner este terminal a masa. Se conecta al manos libres
  • Pin 3. NC (no conectado): Algunos fabricantes lo utilizan para funciones extra.
  • Pin 4. Entrada 12V permanentes – amarillo: Conexión directa, a través de fusible, a la batería para mantener los ajustes de la memoria del autorradio
  • Pin 5. Salida 12V (150 mA máx) conmutados (remote) – azul o azul/blanco: Cuando se enciende el autorradio, alimenta la antena electrónica o  activa el relé de alimentación de la etapa de potencia.
  • Pin 6. Entrada 12V de iluminación – naranja/blanco o amarillo/negro: Para iluminar la pantalla al encender las luces del vehículo
  • Pin 7. Entrada 12V conmutados – rojo: Alimentación tomada después de la llave de contacto.
  • Pin 8. Masa – negro o marrón: Se conecta al negativo de la batería (chasis del vehículo).

NOTAS:

  • Los pines 1 y 3 pueden estar intercambiados en algunas marcas de vehículos
  • Los pines 4 y 7 pueden estar intercambiados en algunas marcas de vehículos
  • Algunos vehículos  Volkswagen usan el pin 5 como 12 V permanentes (pin 4), por lo que hay que hacer la modificación para conectarlo al pin 4 del autorradio
Conector B (Altavoces)
  • Pin 1. – azul : trasero derecho  ( + )
  • Pin 2. – azul/negro:  trasero derecho ( – )
  • Pin 3. – gris: delantero derecho  ( + )
  • Pin 4. – gris/negro: delantero derecho( – )
  • Pin 5. – verde : delantero izquierdo  ( + )
  • Pin 6. – verde/negro:  delantero izquierdo ( – )
  • Pin 7. – marrón: trasero izquierdo  ( + )
  • Pin 8. – marrón/negro:  trasero izquierdo( – )
altavoces en ISO B
Figura 3: Altavoces en conector ISO B

 

Conector C1 ( salidas a amplificador o ecualizador )
  • Pin 1. – salida de línea izquierda trasera
  • Pin 2. – salida de línea derecha trasera
  • Pin 3. – masa de salidas de línea
  • Pin 4. – salida de línea izquierda delantera
  • Pin 5. – salida de línea derecha delantera
  • Pin 6. – salida 12 V conmutados (máx. 150 mA)
Conector C2 ( control remoto )
  • Pin 7. – recepción de datos
  • Pin 8. – transmisión de datos
  • Pin 9. – masa (chasis)
  • Pin 10. – salida 12 V conmutados (máx. 150 mA)
  • Pin 11. – entrada de control remoto
  • Pin 12. – masa de entrada de control remoto
Conector C3 ( cargador de CD )
  • Pin 13. – entrada de datos del bus
  • Pin 14. – salida de datos del bus
  • Pin 15. – salida de 12 V permanentes hacia el cargador de CD
  • Pin 16. – salida de 12 V conmutados hacia el cargador de CD (máx. 300 mA)
  • Pin 17. – masa de la señal de datos
  • Pin 18. – masa de la señal de audio de cargador de CD
  • Pin 19. – entrada de línea izquierda del cargador de CD
  • Pin 20. – entrada de línea derecha del cargador de CD

NOTAS:

  • Los pines 1 al 5 siempre tienen estas funciones asignadas
  • El pin 6 puede usarse como salida de subwoofer en algunos autorradios
  • Los demás pines pueden cambiar según el fabricante.
Conector D ( sistemas de navegación)

Este conector sólo está presente en los equipos con sistemas de navegación por GPS, los pines son asignados por el fabricante, por lo que hay que mirar obligatoriamente el manual del equipo.

Si el autorradio o el vehículo no trae conector ISO se necesita un adaptador, en este link tenéis donde comprarlos. Si no lo encuentras en la página anterior, siempre tienes a San Google para estos menesteres :).

3.2.- Fusibles

A continuación vemos los fusibles que podremos encontrar en una instalación de un autorradio; los tres primeros, denominados fusibles de cuchilla,  estarán en la caja de fusibles o en el autorradio y los tres últimos , de mayor amperaje, se colocan cercanos a la batería. Uno de este último tipo, normalmente de lámina (ANL),  se usa para alimentar la etapa de potencia en caso de que esté instalada.

fusibles autorradio
Figura 4: Fusibles para autorradio

Otros tipos de fusibles que podemos encontrar en vehículos antiguos son: los tipo Bosh, los tipo Lucas y los tipo SAE de Cristal

fusible tipo bosh
Fusible tipo Bosch
fusible tipo Lucas
Fusible tipo Lucas
Fusible tipo SAE de cristal
Fusible tipo SAE

 

Notas:

  • A los fusibles MINI también se les llama MINI APT/APM y existe una versión del mismo
    Fusible APS
    Fusible APS

    llamada de perfil bajo, con las conexiones más cortas, denominado APS. Tienen el mismo código de color que los MINI y BLADE

  • A los fusibles BLADE también se les llama ATO/ATC/APR ( Los más usados)
  • A los fusibles MAXI también se les llama APX

 

3.3.- Cableado

Los cables usados en instalaciones de autorradio suele expresarse con el estándar americano AWG (American Wire Gauge), esta tabla da la equivalencia al sistema europeo, en  milímetros cuadrados.

equivalencias de cables AWG autorradio
Figura 5: Equivalencias de cables AWG a mm²

La elección del cable de alimentación en la instalación dependerá de la corriente que tenga que soportar el autorradio (o etapa de potencia).

Una buena forma de saber cuanto consume es comprobando el fusible que lleva el autorradio y en función de este dato entrar en la siguiente tabla por la columna «En tubo» y elegir la sección del cable.

Cables - Corriente maxima según sección
Figura 6: Sección del cable según la Corriente máxima

Para los altavoces, una sección de 1,5 mm²  está bien, normalmente las instalaciones de serie llevan 0,75 o 1 mm²

3.4.- Altavoces

Hay una gran variedad de altavoces para la instalación de un autorradio en un vehículo, pero todos pueden ser clasificados en alguno de los siguientes tipos.

Altavoz de vías separadas

El conjunto, habitualmente está compuesto por un tweeter, un altavoz de doble cono y un filtro pasivo de dos vías. Se suelen instalar para sonorizar la parte delantera del vehículo.

El tweeter se instala en la esquina salpicadero-puerta  y el de doble cono y el filtro en la puerta.

 

autorradio - altavoz de vías separadas

Altavoz de vías separadas
Altavoz de doble cono

Cubre muy bien gama de frecuencias medias

altavoz de doble cono

 Altavoz de doble cono
Altavoz de coaxial

Posee una respuesta en frecuencia más amplia que el de doble cono, puede ser elíptico y contener varias vías en un mismo altavoz, lo que amplía aún mas su respuesta en frecuencia.

autorradio - altavoz coaxial
Altavoz coaxial
Altavoz tweeter

Se utilizar para la reproducción de sonidos agudos

autorradio - altavoz tweeter
Altavoz tweeter

 

Altavoces subwoofer

Reproducen los sonidos más graves. Para mejorar su sonido se suelen instalar en una caja acústica llamada cajón de subwoofer, su ubicación típica es el maletero.

Autorradio - Altavoz subwoofer
Altavoz subwoofer

 

 

4.- Conclusión

Actualmente,  todos los vehículos traen una preinstalación de autorradio, por lo tanto instalar un autorradio es algo sencillo que cualquiera, aunque no sea un técnico electrónico, puede realizar.

En esta web podéis encontrar una amplia gama de equipamiento para la instalación de un autorradio o una etapa de potencia en un vehículo.

Espero que este post te sirva para instalar, modificar o reparar la instalación de tu autorradio.

Un Saludo.

leandrogg68

Loading

HOME CINEMA


Indice:

1.- Home Cinema, ¿qué es?

2.- Vídeo Práctica: Instalación de un Home Cinema 5.1

3.- Home Cinema, lo que también debes saber

4.- Conclusión

————– + ————-

1.- Home Cinema, ¿qué es?

Home Cinema se entiende como una combinación de equipos electrónicos que permiten recrear en el hogar la experiencia de ver una película en el cine.

Un Home Cinema consta de los siguientes equipos:

  • Un televisor de gran pantalla ( más de 32 pulgadas) o un proyector de vídeo
  • Un Descodificador Dolby Digital/DTS con amplificación multicanal y  sus altavoces correspondientes para generar el sonido envolvente¹
  • Un reproductor como un DVD, Blue Ray o sintonizador digital de TDT, Satélite o TV por cable.
home cinema integrado
Figura 1: Home cinema integrado. El reproductor, descodificador y amplificador están en el mismo equipo

 

 

Un descodificador Dolby Digital (DD) / DTS es un equipo que permite obtener varios canales de sonido a partir de una fuente que tenga codificado el sonido en Dolby Digital o DTS, llevando incorporada la amplificación de cada canal en la mayoría de los casos.

 

 

tx_sr307
Figura 2: Descodificador Dolby Digital / DTS  Onkyo TX-SR307 (usado en la vídeo práctica)

 

2.- Vídeo Práctica: Instalación de un Home Cinema 5.1

Vídeo práctica  en la que muestro como realizar la instalación de un Home Cimena 5.1, utilizando el amplificador multicanal Onkyo TX – SR307.

3.- Home Cinema, lo que también debes saber

Hay muchos formatos de sonido envolvente desarrollados por las empresas Dolby Laboratories y Digital Theater Systems (DTS), veamos los más comunes en home cinema.

Dolby Laboratories

  • Dolby Surround (1982)

    Primer sistema de codificación de audio digital que agrega un canal llamado «envolvente» a los dos canales utilizados en el sonido estéreo (frontales izquierdo y derecho), por lo tanto posee tres canales. Este  canal se envía a dos altavoces traseros (en mono)  y da una dimensión extra al sonido. Aún recuerdo cuanto me impresionó, cuando me lo enseño un amigo en el año 1984, era un descodificador- amplificador Yamaha, ver una peli en su casa  era alucinante :).

  • Dolby  Pro Logic (1987)

    Mejora de Dolby Surround agregando un cuarto canal central para reproducir las voces de los actores.

  • Dolby  Pro Logic II (2000)

    Reconstruye artificialmente un entorno acústico 5.1¹ a partir de una fuente estéreo (2.0) o Dolby Surround (3.0/4.0/4.1). Consigue un realismo bastante aceptable teniendo en cuenta que se inventa los sonidos de los diferentes canales.

  • Dolby  Pro Logic IIx (2003)

    Reconstruye artificialmente entornos de sonido 6.1 o 7.1 a partir de una fuente estéreo (y lo hace bastante bien). Ofrece diversas configuraciones:

    • Movie para reproducir películas,
    • Music para reproducir CD de audio,
    • Game para videojuegos.
  • Dolby Digital (1992)

    También llamado 5.1, es el más usado en sistemas home cinema, su gran impulso comercial se produjo en 1995 debido a que fué el formato de audio adoptado por el DVD. Posee 6 pistas de audio  independientes.

    En equipos domésticos, se basa en la compresión de datos digitales mediante un algoritmo denominado AC3 (Audio Coding 3) que puede comprimir los flujos de audio en un factor de 10 a 12, con un índice de muestreo de 16 bits a 48 kHz y una velocidad binaria global de 384 kbit/s. Al Dolby Digital también se le denomina Dolby AC3.

    El formato Dolby Digital permite restituir el sonido en el espacio gracias a seis canales de audio independientes:

    • Un altavoz central colocado generalmente encima de la pantalla, para reproducir diálogos.
    • Dos pistas de audio para los altavoces frontales, para acentuar el contexto de sonido que proviene del altavoz central.
    • Dos canales para los altavoces posteriores, utilizados para reproducir el ruido y el sonido ambiente a fin de crear ambientación sonora.
    • Un canal para un altavoz de graves subwoofer ¹ ), para amplificar los efectos especiales como explosiones.

 

home cinema 5.1 - altavoces
Figura 3: Disposición de altavoces en Home Cinema 5.1

 

  • Dolby Digital EX

    Añade un canal al 5.1 (6.1) que se coloca entre los dos traseros, a fin de rellenar de sonido el espacio que existe detrás del oyente.  Un  descodificador Dolby Digital 5.1 lo consigue leer aunque se pierda la información de un canal.

  • Dolby Headphone (2001)

    Proporciona sonido envolvente en auriculares normales a partir de una fuente estéreo (aplicando la tecnología Dolby Prologic II), o una fuente multicanal.

    Realmente lo que hace es procesar el sonido que se envía a los auriculares, de forma que se asemeje al campo sonoro que se generaría en una sala, teniendo en cuenta todas las ondas directas emitidas por los diferentes altavoces y las reflejadas por paredes, suelo, techo y muebles.

  • Dolby Surround 7.1 (2010)

    Añade dos nuevos canales de efectos traseros al 5.1

 

home cinema 7.1 - instalación
Figura 4: Disposición de altavoces en Home Cinema 7.1

DTS

Es un estándar de codificación de sonido digital creado por Digital Theater Systems. Comparado con el Dolby Digital estándar, DTS utiliza cuatro veces menos compresión y digitaliza el sonido en 20 bits en lugar de hacerlo en 16. Por lo tanto, la calidad del sonido DTS es más alta, pero también pesa más.

Existen cuatro categorías:

  • DTS 6

    Equivalente al Dolby Digital, puede codificar, al igual que este, seis canales de sonido (estándar 5.1) pero con menor compresión, por lo que la calidad es superior, aunque poco apreciable en la práctica.

  • DTS ES

    Equivalente al Dolby Digital EX (estándar 6.1),  con menor compresión. Hay dos variantes: DTS ES Matrixposee un séptimo canal interpolado con los canales principales (canal virtualizado) y DTS ES Discrete que posee un séptimo canal independiente.

  • DTS 24/96

    Para música en alta definición (24 bits a 96 kHz) tanto en estéreo como en 5.1. Este formato se utiliza principalmente en los DVD de audio, o en las pistas de audio que acompañan los DVD de video. El equipo que he utilizado en la vídeo práctica (Onkyo TX – SR307) lo incorpora.

  •  DTS neo 6

    Equivalente al Dolby Prologic II, permite restituir el sonido envolvente desde una fuente de sonido estéreo.

     

    Aclaraciones

    Sonido envolvente: Sonido generado por 5 o 7 altavoces ubicados en diferentes puntos de la sala de reproducción que proporcionan un sonido que da la sensación al espectador de  estar en el centro de la escena que se está visualizando en la televisión.

    Entorno acústico 5.1: Los números 5.1 indican que se utilizarán 5 canales normales mas 1  de baja frecuencia que se conectará a un altavoz de subwoofer. Si fuera, por ejemplo, 2.0 estaríamos hablando de un entorno estereo normal, sin subwoofer.

    Subwoofer: Es un altavoz autoamplificado que refuerza los sonidos de baja frecuencia (graves). Posee un control de nivel en el propio altavoz y algunos además permiten ajustar su frecuencia de corte. Su ubicación no es crítica ya que su sonido es omnidireccional pero se aconseja colocarlo en una esquina o entre el altavoz central y uno de los laterales (a veces la decisión la toma nuestra esposa 🙂 )

    subwoofer audioengine s8

    subwoofer
    Figura 5: Subwoofer de sistema Home Cinema

     

    4.- Conclusión

    Lo mejor para disfrutar del Home Cinema es disponer de un amplificador descodificador que incorpore los códices de Dolby Digital y DTS.

    Tanto en Dolby Digital como en DTS vamos a tener perfiles de alta calidad muy similares, por ejemplo el AC3 640 (640 kbps) y de DTS 1.5M (1599kbps), tienen una calidad similar pesando la mitad el AC3 640.

    AC3 es más compatible. Si tu reproductor es un poco antiguo es más fácil que sea capaz de reproducir AC3.

    AC3 y DTS son formatos con compresión y por tanto  con pérdidas, hay formatos avanzados de cada uno sin pérdidas como el TrueHD y DTS-HD respectivamente. El más extendido el DTS-HD.

    Si el presupuesto no da para un amplificador-descodificador  como el de la vídeo práctica que os he presentado, siempre se puede utilizar un sistema home cinema integrado como el de la figura 1, que saldría a la mitad o a 1/3 del precio del anterior. También se puede hacer con una tarjeta 5.1 conectada al PC mediante USB, ahorrándote el reproductor, pero necesitarás comprar el kit de altavoces, no obstante esta opción también es más económica.

    Bueno, que disfrutes de tus pelis en tu Home Cinema.

    Un Saludo.

    leandrogg68

 

Loading

ECUALIZACIÓN


Ecualización
Indice:

1.- Ecualización, ¿qué es?

2.- Vídeo Práctica: Ecualización de una Sala

3.- Ecualización de una Sala, lo que también debes saber

4.- Conclusión

————– + ————-

1.- Ecualización, ¿qué es?

La ecualización consiste en modificar la amplitud de la señal de sonido en determinadas frecuencias para conseguir que el sonido sea más real o se adapte a las preferencias del oyente.

La ecualización  se realiza tras la instalación de cualquier sistema de sonido en una ubicación : auditorios, salas de conciertos, discotecas, pub, cines, etc; es necesaria debido a que cuando sonorizamos un recinto, se produce un campo sonoro¹ ligado a las características constructivas del mismo y se generan realces y atenuaciones de determinadas bandas de frecuencia que modifican el sonido original.

campo sonoro en auditorio
Figura 1: Campo sonoro de un Auditorio

La ecualización  compensa las  variaciones de nivel en determinadas frecuencias que aparecen al crearse el campo sonoro y se puede hacer de dos formas:

1ª.- Mediante colocación de los elementos físicos:

  • Colocación de materiales porosos  como yesos, lanas de vidrio, lanas de roca, fieltros, etc; su absorción acústica varía con la frecuencia del sonido teniendo mayor coeficiente de absorción¹ en las frecuencias agudas. Si el material es más poroso y mas grueso aumenta el coeficiente de absorción en  frecuencias más bajas, no obstante su campo de utilización es en la absorción de sonidos medios y agudos (> 700 Hz)
materiales porosos
Figura 2: Coeficiente de absorción de materiales porosos
espumas material poroso
Figura 3: Esponja piramidal (como la instalada en el plató de TV de nuestro centro educativo)

 

  • Colocación de placas vibrantes. Suelen ser paneles de madera (contrachapada), apoyados sobre bastidores a una determinada distancia de la pared. El mayor problema que presenta este sistema es su selectividad en las frecuencias (entre 200 y 700 Hz).
placas vibrantes
Figura 4: Placas vibrantes colgadas de techo y fijadas a pared
  • Colocando paneles resonadores (resonadores de Helmholtz) con los que se realiza una absorción selectiva. Consisten  en un receptáculo en forma de celda, que separa el aire del resto a través de un pequeño cuello. Las frecuencias para las que se suele utilizar están en el rango de unos 200 a 4000 Hz.
paneles resonadores
Figura 5: Panel resonador

 

2ª.- Mediante equipos electrónicos:  Ecualizador gráfico (lo más usual), ecualizador paramétrico¹ (complementa al ecualizador gráfico) y ecualizador paragráfico (mezcla de gráfico y paramétrico)

2.- Vídeo Práctica: Ecualización de una Sala

En este video realizo la ecualización del plató de televisión de mi centro educativo. Utilizo un  sistema de sonido triamplificado con un ecualizador Behringer Ultragraph pro FBQ 3102, un filtro activo Behringer CX 3400 y etapas de potencia DAS E2,E4 y E8.

Tras realizar esta práctica mis alumnos de 2º de Sistemas de Telecomunicaciones e Informáticos, en la asignatura de Sistemas de Producción Audiovisual, destaco el buen trabajo realizado por este grupo:  Curso 17 18

 

3.- Ecualización de una sala, lo que también debes saber

Tras aplicar ruido rosa¹ a una sala, y mediante un analizador de espectro de sonido, se puede obtener la curva de respuesta en frecuencia  (color negro en la figura 6); se aprecia que hay una serie de ondulaciones (picos y valles) que aparecen debido al campo sonoro creado en la sala.

ecualización - ecualizador paragráfico
Figura 6: Modificación de curva de respuesta en frecuencia con un ecualizador

Lo que se pretende  es contrarestar esta variaciones, de forma que podamos obtener una curva como la de color púrpura (curva corregida) lo más plana posible.

Es este ejemplo se ha utilizado un ecualizador paragráfico que nos permite ajustar la frecuencia central del cada uno de los cortes dentro de un rango (potenciómetro ubicado bajo cada corte) no obstante lo habitual es usar un ecualizador gráfico de 1/3 de octava y en la mayoría de las veces es suficiente; de no ser así, se añade un ecualizador paramétrico que permite hacer las correcciones con más precisión.

No debemos obsesionarnos con lo plana que quede la curva, una variación de ±2dB no es apreciable y si lo que estamos ecualizando es una sala donde sólo se reproducirá voz una variación de ±5dB en el rango de 100 Hz a 10.000 Hz tampoco será apreciable.

Para conseguir una buena ecualización, primero se debe reducir el tiempo de reverberación¹ de la sala, es decir, reducir las reflexiones al máximo, esto se consigue con la colocación de materiales absorbentes del sonido.

Los ecualizadores, por tanto, se utilizan para retocar los desajustes en el campo sonoro que no puedan realizarse con elementos absorbentes y conseguir finalmente una respuesta en frecuencia lo más plana posible.

A nivel doméstico,  puedes realizar la ecualización de tu habitación o estudio, sólo necesitarías un ecualizador, un micrófono, un teléfono móvil y un ordenador:

1º.- Descargas una pista de ruido rosa y lo guardas el móvil; mejor que sea en formato .wav, ya que el .mp3 pierde calidad.

2º.- Instalas un analizador de spectro de audio en tu pc, hay muchos gratuitos en internet,los llaman visualizadores de música (son las típicas barritas que suben y bajan con el audio).

3º.- Conectas un micro, que tenga la respuesta en frecuencia lo mas plana posible, a la entrada de micro (o USB) de tu PC y compruebas que al hablar suben y bajas las barritas del analizador de espectro.

4º.- Conectas tu móvil en la entrada del ecualizador y la salida de éste, al  amplificador (o altavoces autoamplificados) que tengas para reproducir la música.

5º.- Reproduces el ruido rosa de tu móvil y visualizas los niveles en el analizador del PC.

6º.- Modificas los cortes del ecualizador para que la curva de respuesta en el analizador quede los más plana posible.

7º.- Listo, ya lo tienes, sólo debes conectar el reproductor de música  (móvil, mp3, pc) a la entrada del ecualizador.

Si vas a reproducir siempre con el PC, puedes ahorrarte el ecualizador, usando uno tipo software, todo el proceso sería igual con las únicas diferencias:

  • La salida de audio del PC iría conectada al amplificador o altavoces autoamplificados
  • El móvil ya no hace falta para nada, se reproduce el ruido rosa con el PC
  • Para el analizador de espectro es mejor que utilices otro PC ( un portátil por ejemplo) ya que puedes tener problemas al reproducir el ruido rosa y visualizar los niveles captados por el micro en el mismo PC, si lo consigues hacer, pues perfecto, con un solo PC te apañas :).

 

Aclaraciones

Campo sonoro: es la composición de sonidos que se crea en una sala tras   las reflexiones en paredes, techo, suelo y objetos de la misma. Dependiendo de si la sala es más o menos absorbente del sonido tendrá una componente mayor de campo directo ( más ondas directas)  o de campo reverberante (más ondas reflejadas).

Coeficiente de absorción: es un número entre 0 y 1 que indica en qué porcentaje un material absorbe el sonido ( 1 sería  el 100%).  Se obtiene con el cociente entre la Energia  absorbida y la incidente.

coeficiente de absorción
Figura 7 :Distribución de energía sonora incidente (Ei) en un material

 

Ecualizador paramétrico: es un equipo que permite ajustar el nivel (volumen) de un rango de frecuencias (banda) determinado. Posee tres ajustes principales:

  • Frecuencia: para seleccionar la frecuencia central de la banda.
  • Q (factor Q): que permite ajustar el ancho de la banda (selectividad) a modificar. Un valor más alto indica más selectividad (menor ancho de banda).
  • Nivel: realza o atenúa la banda seleccionada.
ecualizador paramétrico
Figura 8: Ecualizador paramétrico

Ruido rosa: es un sonido que contiene todas las frecuencias de espectro audible desde 20 a 20.000Hz y el nivel de potencia por octava ( o tercio de octava ) es el mismo. Como la mayoría de los analizadores de espectro realizan la medida de nivel por octava (o tercio de octava), la curva de respuesta en frecuencia del ruido rosa aparece plana.

No debemos confundir este sonido con el Ruido Blanco que contiene también todo el espectro de audible pero el nivel potencia de cada uno de los tonos (frecuencias) es el mismo.

ruidos rosa y blanco
Figura 9 : Ruido rosa (izquierda) y ruido blanco (derecha)

Tiempo de reverberación: Es el tiempo que tarda en disminuir el sonido 60 dB tras dejar ser emitido por la fuente.

Tiempo-de-reverberación-t60
Figura 10 : Tiempo de reverberación

 

4.- Conclusión

Saber ecualizar una sala es fundamental para cualquier técnico de sonido; toda instalación profesional de sonido  finaliza con una ecualización. La calidad del sonido que se obtiene tras la ecualización es muy superior a cuando no se ha realizado.

Un Saludo.

leandrogg68

GuardarGuardar

GuardarGuardar

Loading

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.- Glosario.

5.- Conclusión.

————– + ————-

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 se muestran los modos de funcionamiento stereo, paralelo y puente mono. Además se indica como se puede conseguir el modo paralelo en una etapa de potencia DAS E2 sin microswitch  de configuración.

En el siguiente enlace se puede descargar la Ficha de Prácticas que utilizan mis alumnos de Formación Profesional de la rama de Telecomunicaciones. En ella, previo a la práctica, realizan los esquemas de montaje y la resolución de cuestiones preparatorias. Tras su revisión, proceden al montaje de la práctica y toma de medidas y/o datos.

Enlace a  Práctica  Etapas de potencia   

Video Informe destacable Curso 17 18

Video Informe destacable Curso 18 19

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

Veamos las características que debemos conocer en una etapa de potencia, tomaré como ejemplo la QSC USA 400 usada 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 es 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)¹en 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 una etapa de potencia como esta.

Respuesta en frecuencia: indica la variación de la amplificación respecto a la frecuencia. En la 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).

Fig. 5 : Influencia del cable en el factor de amortiguamiento y la perdida de potencia.

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, esto hace que el sonido sea más limpio, que queden espacios temporales libres de sonido. Un ejemplo de alto amortiguamiento es cuando estamos en un pub con la música alta, hablamos con otra persona y se nos entiende perfectamente.

Su valor está influenciado por la longitud y sección del cable utilizado, así como de la impedancia de la caja acústica conectada. Un valor por debajo de 20 no se debe permitir, se aconseja un valor por encima de 50.

Se puede permitir una pérdida de potencia de un 10% en el cable y no lo notaremos mucho, pero si el factor de amortiguamiento es menor de 20, la calidad del sonido se verá muy afectada, escucharemos un sonido muy aglutinado, con poca nitidez.

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.

Fig. : Relación S/N, Head room  y  Rango Dinámico en un preamplificador

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 al máximo.

El valor que nos da el fabricante en nuestro ejemplo es de 1,2V con un altavoz de 8 ohmios, si se le aplicaran más de 1,2V, saltarían las protecciones térmicas. Para que esto no suceda se instala un limitador en su entrada, este dispositivo puede venir de forma independiente o estar incluido en el equipo que proporciona  la señal a la etapa de potencia como puede ser un ecualizador o un filtro activo (crossover).

Los limitadores se ajustan mediante un potenciómetro que muestra el nivel de la limitación en dBu, por lo que hay que hacer la conversión del nivel en voltios de la sensibilidad de entrada a dBu, esto se haría así:

dBu  =  20 log V  / 0,775

Siendo V la tensión en voltios de la sensibilidad de entrada de la etapa de potencia.

Hagámolos para una sensibilidad de entrada de 1,2 V:

dBu  =  20 log 1,2  / 0,775  = 3,79

Ajustaríamos, por tanto el potenciómetro del limitador a 3,5 dBu (un poco menos).

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 6: 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).

4. Glosario.

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 buscan 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 continua, se utiliza para compararla con otros amplificadores. Algunos fabricantes, intentan confundir al comprador aportando valores de potencia máximos o de pico, superiores al RMS que no sirven para comparar potencias entre equipos de diferentes marcas.

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 una etapa de potencia. 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=1000Hz 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.

5.- 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 en 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

GuardarGuardar

Loading

RADIO FM


Indice:

1.-Radio FM, ¿qué es?

2.- Vídeo Práctica: Emisión y recepción en radio FM.

3.- Radio FM, lo que también debes saber.

4.- Conclusión.

————– + ————-

1.- Radio FM, ¿qué es?

Un receptor de radio FM o Frecuencia Modulada es un equipo electrónico que permite sintonizar canales de radiofrecuencia (RF) para posteriormente obtener la información contenida en los mismos (proceso de demodulación¹). El sonido o señal moduladora¹, hace que varíe en frecuencia una señal  llamada  portadora¹, a esta señal portadora que varía en frecuencia al son de la señal moduladora, se le llama señal modulada¹ y es la que se transmite y recibe por la antena.

modulacion fm
Figura 1: Modulación en Frecuencia.

Se puede observar en la figura 1 las diferencias entre una señal Modulada en Amplitud (AM) y otra Modulada en Frecuencia (FM), en esta última la amplitud de la portadora se mantiene constante y lo que varía es su frecuencia (ensanchamiento y estrechamiento de la onda).

Al aumentar la amplitud (volumen) de la señal moduladora (sonido), aumenta la frecuencia de la señal portadora. Como la información transmitida (sonido) no depende de la amplitud de la portadora hace que este tipo de modulación sea inmune al ruido electromagnético.

En la figura 2 podemos ver el ancho de banda de tres canales en una emisión de FM comercial¹. La portadora está centrada en el dial de la emisora correspondiente, aumentado y disminuyendo su frecuencia 75 KHz respecto a la frecuencia central 91,9 MHz.

Se dejan 25 KHz a ambos lados de la banda como guarda para no invadir el canal adyacente.

Ancho de banda radio FM
Figura 2: Ancho de banda de un canal de radio FM comercial.

 

2.- Vídeo Práctica: Emisión y recepción en radio FM

VideoPráctica en la que se utilizan dos emisores de FM: un generador de RF PROMAX AM/FM -213B y un emisor portátil Belkin Tune Cast 3. La señal es captada por un receptor de FM doméstico y un dispositivo de Radio Definida por Software (SDR) conectado al ordenador que nos permite analizar con precisión el espectro de la señal modulada en FM

Mediante un medidor de campo TELEVES H45 se completa el estudio de la señal emitida.

En el siguiente enlace se puede descargar la Ficha de Prácticas que utilizan mis alumnos de Formación Profesional de la rama de Telecomunicaciones.

Enlace a  Práctica  Modulación en Frecuencia (FM)  «.

3.-  Radio FM, lo que también debes saber.

El esquema de bloques básico de una radio FM dependerá de si es tipo homodino o superheterodino, estas estructuras  se explicaron en este artículo : Receptor AM

Todo lo explicado en el artículo anterior es aplicable a la radio FM con la salvedad de que el funcionamiento del detector es distinto, pues se debe obtener la información de los cambios de frecuencia de la portadora y no de los cambios de amplitud como en AM.

Si quieres profundizar un poco más, en el siguiente vídeo (minuto 5′ 17″), utilizo un medidor de espectro basado en un dispositivo SDR muy económico para analizar la señal modulada en FM emitida por un micrófono inalámbrico profesional.

La modulación en FM tiene el inconveniente frente a la de AM de que consume mucho ancho de banda en su transmisión. Como podemos observar en la siguiente figura si la moduladora es  una onda senoidal de frecuencia fm  y  la portadora  tiene la frecuencia  fc , aparecen infinitas portadoras a ambos lados de la principal ( fc ), cuyo valor de tensión va en decremento conforme se alejan. Estas portadoras serán bandas laterales en el caso de que la moduladora sea un banda de frecuencia, que será lo habitual.

Fig.3 : Espectro de una señal de FM (www.coimbraweb.com)

 

La amplitud de las portadoras Jn(x) depende del índice de modulación1 aplicado y puede conocerse en base a las funciones de Bessel  (fig. 4). Por ejemplo la curva correspondiente a Jrepresenta como varía la amplitud de la portadora central con el índice de modulación. Podemos observar como los dos primeros nulos los tiene para los índices de modulación de 2,4 y 5,5.

 

Fig.4 : Funciones de Bessel.

Debido a que las bandas laterales que aparecen son infinitas, se pone un límite a este ancho de banda aplicando la regla de CARSON :

B = 2 (Δf + fm)

B: ancho de banda

Δf: desviación máxima de frecuencia de la portadora

fm: frecuencia máxima de la moduladora

Como ejemplo, para un canal de FM comercial  B= 2(75 khz + 15 khz) = 180 khz. Esto sería para transmitir un 98 % de la potencia generada en la modulación, prácticamente en FM comercial se prefiere limitar el ancho de banda un poco, a 150 khz, para así dejar unas bandas de guarda un poco mayores entre canales, de 25 khz.

En la fig. 5  se exponen  todos los parámetros que intervienen en la formulación de la ecuación de la onda modulada en FM.

Fig. 5: Ecuación de la señal de FM (www.coimbraweb.com)

 

En España, en torno al  año 2000  se apostó por la emisión de radio digital DAB¹, pero no se ha conseguido implantar masivamente, actualmente son pocas las comunidades autónomas  que están emitiendo en DAB.

El problema es que los receptores de radio digital no han bajado de precio frente a los de FM analógica; un receptor DAB portátil cuesta en torno a 50 euros, lo que ha llevado a que el consumidor se siga decantando por la radio FM analógica. En España tampoco se ha establecido fecha de apagón para la radio FM, por lo que seguirá estando presente durante bastantes años más.

Glosario

Banda de FM Comercial: es la denominada banda II ( de VHF), cubre  desde 87,5 a 108 MHz y es utilizada para emisoras de radio FM analógica.

Señal moduladora: Es el sonido o información que queremos transmitir. Su frecuencia es baja, de 20 a 20000 Hz.

Señal Portadora: Es una onda de forma senoidal (sinusoide) de frecuencia elevada usada para   variar su frecuencia al son de la señal moduladora.

Señal modulada:  Resultado de la mezcla de la señal moduladora y la señal portadora. Es lo que emite y recibe la antena, contiene por tanto la señal portadora modulada en frecuencia por la señal moduladora.

Demodulador: Circuito electrónico encargado de extraer la información (señal moduladora) de la portadora.

DAB:  Son las siglas de Digital Audio Broadcasting, en definitiva una radio digital creada con la intención de sustituir a la radio FM. En España se emite en banda III (VHF) desde 195 a 223 MHz y en banda L (UHF) desde 1450 a 1468 MHz, con canales de 1,536 Mhz, utiliza modulación QPSK (modulación digital en fase) y usa el sistema de transmisión COFDM (sistema multiportadora), el mismo que para TDT.

Sus ventajas principales frente a la emisión radio FM son:

  • Transmisión de más canales en el mismo ancho de banda.
  • Transmisión de datos adicionales (como en el RDS actual de radio FM).
  • Sintonizar una emisora y poder viajar por todo el país sin cambiar de sintonía.
  • Menos pérdidas de señal que en la radio FM: con solo 9 dB de relación señal/ruido ya se sintoniza ( en radio FM se necesitan del orden de 50 para que se escuche con calidad). Esto es debido a la robustez de la modulación QPSK con sistema multiportadora COFDM.

Indice de modulación máximo en FM o relación de desviación:

índice de modulación max  =  desviación max frecuencia de  portadora  /  frecuencia max de moduladora

Cuando es menor de π / 2 se dice que la modulación es de banda angosta o estrecha y cuando es mayor de este valor se dice que es una modulación de banda ancha.

Por ejemplo, en FM comercial tenemos un desviación de la portadora de 75 kHz y un frecuencia máxima de la moduladora de 15 kHz.

Índice de modulación  =  75 / 15  = 5  como es mayor que π / 2, este tipo de modulación es FM de banda ancha, por tanto cuando el índice de modulación sea 5 para una emisión en radio FM comercial se dice que el porcentaje de modulación es del 100%, si el índice de modulación fuera menor, se puede calcular el porcentaje de modulación con una simple regla de tres.

4.- Conclusión

Todas las transmisiones que radio  que requieran calidad utilizarán modulación en FM, un ejemplo lo tenemos en los micrófonos inalámbricos los cuales usan actualmente frecuencias en la banda de UHF, con anchos de banda relativamente estrechos (unos 40 KHz), pensad que el ancho de banda que se usa actualmente en una en una transmisión de FM comercial es de 150 KHz.

Desde la ley de ICT 2003, se instala en todos los edificios una antena para FM y otra para DAB con su correspondiente electrónica de amplificación, aunque la verdad es que la instalación de DAB no se está utilizando casi en ningún sitio.

Por último, decir que la modulación en FM genera infinitas bandas laterales equidistantes a ambos lados de la frecuencia de la portadora que van disminuyendo de amplitud según se alejan de esta, lo que obliga a colocar un filtro paso banda a la señal que se envía a la antena para evitar la interferencia en canales adyacentes.

Bueno, este tema da para un libro, me he intentado hacerlo accesible a nivel básico a cualquier persona, espero haberlo conseguido :).

Un Saludo.

leandrogg68

Loading

RADIO AM


 

Indice:

1.-Radio AM, ¿qué es?

2.- Vídeo Práctica: Emisión y recepción en radio AM.

3.- Radio AM, lo que también debes saber.

4.- Conclusión.

————– + ————-

1.- Radio AM, ¿qué es?

Un receptor de radio AM o Amplitud Modulada es un equipo electrónico que permite sintonizar canales de radiofrecuencia (RF) para posteriormente obtener la información contenida en los mismos (proceso de demodulación¹). El sonido o señal moduladora¹, hace que varíe en amplitud una señal de más frecuencia llamada señal portadora¹, a esta señal portadora con amplitud variable se le llama señal modulada¹ y es la que se transmite y recibe por la antena.

Radio Galena
Figura 1: Radio AM de galena.

El dibujo anterior muestra cómo construir una radio  AM  muy básica, radio a galena. Veamos su funcionamiento:

  • La señal captada por la antena es introducida en un circuito formado por una bobina y un condensador en paralelo llamado circuito tanque¹.
  • El circuito tanque está sintonizado a una frecuencia que puede ser ajustada con un condensador variable. Esta frecuencia será la del canal de la emisora que deseamos recibir.
  • La señal sintonizada es aplicada a un diodo realizado con una piedra de galena (cristal semiconductor de sulfuro de plomo), esta puede ser sustituida por un diodo semiconductor de germanio como el 1N34A. En esta etapa se elimina media onda de la señal recibida y se obtiene la envolvente de la misma que corresponde al sonido transmitido.
  • Conectamos unos auriculares que tengan una impedancia superior a 2000 ohmios. Como esto es difícil de encontrar, lo que se puede hacer es conectar un transformador pequeño de los de 220 voltios a 9 ó 12 voltios. Su primario (el devanado de 220 v) irá al circuito y su secundario ( devanado de 9 ó 12 v) irá a unos auriculares normales (de baja impedancia).

2.- Vídeo Práctica: Emisión y recepción en radio AM.

VideoPráctica donde se monta una sencilla emisora de radio AM mediante un generador de RF TRIO SG-402 con entrada de modulación de AM. La señal modulada se recibe en un receptor de AM doméstico y en un dispositivo USB SDR conectado a un ordenador en el que se analiza el espectro de dicha señal.

En el siguiente enlace se puede descargar la Ficha de Prácticas que utilizan mis alumnos de Formación Profesional de la rama de Telecomunicaciones.

Enlace a  Práctica Modulación en Amplitud (AM) “. 

3.-  Radio AM, lo que también debes saber.

Según su constitución interna, hay dos tipos de receptores de radio:

  • Receptor de amplificación directa u homodino.
  • Receptor con Frecuencia Intermedia o heterodino.

Esta clasificación es válida tanto para radio AM como para radio FM.

Receptor Homodino.

También se le conoce como receptor sintonizado en radiofrecuencia (RF).

Un ejemplo de este tipo de receptor es el de Galena de la figura 1, sólo que este no está equipado con etapa amplificadora ni filtro, por lo que el nivel de la señal recibida por la antena debe ser alto (del orden de 0,5 voltios).

receptor homodino
Figura 2: Receptor de radio  tipo homodino.

Este tipo de receptor es poco usado debido a los siguientes inconvenientes:

  • Se necesita amplificar la señal recibida de la antena desde unos pocos microvoltios hasta el orden de 0,5 voltios (ganancia de casi un millón), por lo que se deben utilizar  varias etapas amplificadoras con su correspondiente filtro sintonizado a la frecuencia de la señal portadora. Es complejo sintonizar todas estas etapas amplificadoras simultáneamente, lo que los hace poco selectivos (dificultad a la hora de sintonizar una emisora).
  • Al requerirse amplificar en tan alto grado la señal de radio frecuencia, hace que el receptor sea propenso a la «oscilación» y se vuelve inestable (pérdida de emisoras sintonizadas).
Receptor Supeheterodino.

Es más complejo que el homodino pero es el más utilizado debido a sus ventajas:

  • El filtrado y amplificación de la señal se hace a una frecuencia más baja que la de recepción, denominada frecuencia intermedia¹, con lo que se consigue más sensibilidad y estabilidad.
  • Los filtros están sintonizados a la frecuencia intermedia que se mantiene constante independientemente del canal sintonizado, esto hace que el receptor sea muy selectivo (facilidad para sintonizar emisoras).

En la figura 3 se puede observar el esquema de bloques de un receptor superheterodino.

La señal de antena atraviesa un filtro paso banda ajustado al canal que deseamos recibir y se introduce en un amplificador para mezclarse posteriormente con un tono puro (onda senoidal) generado en un oscilador local.

Tras el mezclador se obtienen 4 señales, dejando pasar, mediante un filtro, únicamente la correspondiente a la frecuencia intermedia (FI o IF) que es amplificada para ser aplicada a un circuito demodulador¹ obteniéndose a la salida de este la señal de audio o en Banda Base1 (BB) que se amplifica para llevarla a un altavoz.

receptor superheterodino
Figura 3: Receptor de radio tipo superheterodino con filtro de rechazo a la banda de frecuencia imagen.

En la figura 4 se observa como se obtiene la señal de frecuencia intermedia (FI), restando  la  señal generada en un oscilador local (OL) a la señal de radio frecuencia sintonizada (RF).

banda imagen
Figura 4: Obtención de la banda de frecuencia intermedia.

Si la antena captara señales de otra emisora de frecuencia igual a OL – FI, estas serían tratadas como la verdadera FI, por lo que en la salida tendríamos doble audio, el original del canal que deseamos y el de la otra emisora no deseada.

Para solucionar el problema de la banda imagen se instala un filtro paso banda más selectivo tras la antena, como se muestra en la figura 5. Este filtro va cambiando de frecuencia central de forma solidaria al cambio en la frecuencia del oscilador local (OL).

banda imagen filtrada
Figura 5: Filtro para eliminar las frecuencias de la banda imagen.

Glosario.

Circuito tanque: También llamado «circuito resonante paralelo», es una conexión en paralelo de una bobina y un condensador. Tiene la propiedad de que al ser alimentado, entra en resonancia, es decir, genera un señal senoidal de una frecuencia fija. Esta frecuencia (o banda de frecuencia) a la que oscila es la que se hace coincidir con la del canal que deseamos sintonizar.

Se cumple que para la frecuencia de resonancia la impedancia que ofrece dicho circuito es máxima, disminuyendo por encima y por debajo de esta frecuencia. Este es el motivo por el que se comporta como un filtro de tipo pasa banda, que elimina las frecuencias alejadas de la de resonancia y deja pasar las próximas a esta.

Frecuencia Intermedia:  es una frecuencia más baja que la recibida por la antena y se obtiene al mezclar la señal recibida por la antena  con la generada en el oscilador local. Esta mezcla genera cuatro señales:

  1. Señal  de RF: será eliminada
  2. Señal  del oscilador local: será eliminada
  3. Señal  de  RF + oscilador local: será eliminada
  4. Señal  de RF – oscilador local: frecuencia intermedia

Como ejemplo, la Frecuencia Intermedia de la radio AM comercial es de 455 KHz y la de la FM comercial es de 10,7 MHz.

Señal moduladora: Es el sonido o información que queremos transmitir. Su frecuencia es baja, en radio es de 20 a 20000 Hz.

Señal Portadora: Es una onda de forma senoidal (sinusoide) de frecuencia elevada usada para   variar su amplitud al son de la moduladora.

Señal modulada:  Es el resultado de la mezcla de la señal moduladora y la señal portadora. Es lo que emite y recibe la antena, contiene por tanto la señal portadora modulada en amplitud.

Fig. 6: Modulación AM en el dominio del tiempo y ecuaciones. Así se vería en un osciloscopio. www.coimbraweb.com.
Fig. 7: Bandas laterales obtenidas tras modular una portadora de 1000 Khz con una moduladora con ancho de banda de 300 a 3400 Hz.

 

En la fig. 7,  la ecuación para obtener la potencia de cada banda lateral es:

               PL = Pc  * m²  /4

Siendo:

Pla potencia de la banda lateral.

Pc la potencia de la portadora.

m el índice de modulación.

Oscilador Local: Es un circuito electrónico que genera un tono puro (onda senoidal) cuya frecuencia es algo menor  (o a veces mayor) que la frecuencia de la portadora del canal que se recibe por la antena (que sintonizamos).

Mezclador: Es el circuito encargado de mezclar el tono generado por el oscilador local con la señal procedente de la antena (señal de Radio Frecuencia o RF), con el fin de obtener la señal de frecuencia intermedia.

Demodulador: Circuito electrónico encargado de extraer la información (señal moduladora) de la portadora. En receptores de AM suele ser un diodo de germanio.

Banda Base : Es la señal que se utiliza como moduladora, en radio sería el audio. Esta señal tiene baja frecuencia, en el caso del audio va desde 20 – 20.000 Hz, en Televisión va desde 0 a 5 Mhz.

Banda de Frecuencia Imagen: Son frecuencias no deseables que pueden ser captadas por la antena y crean interferencias a la señal original.

Frecuencia Imagen     Frecuencia Oscilador Local      Frecuencia Intermedia

Se persigue, mediante un filtro instalado tras la antena, que no entren en el receptor.

Indice de modulación:

Cuando lo que se conoce son las amplitudes de la señal portadora (Ac) y la de la señal moduladora (Am), el índice de modulación (m) será:

m = Am / Ac

Si lo que se conoce es la señal modulada, vista en un osciloscopio, entonces:

m  =  Amax – A min / A max + A min

indice-de-modulacion
                            Figura 8 – Indice de modulación

Varía de 0 a 1, un 1 sería 100% de modulación y 0 un 0%, lo ideal es que fuera del 100% ya que de esta forma se obtiene la máxima potencia en la transmisión, pero en la práctica se reduce para asegurar el que no se produzca sobremodulación.

4.- Conclusión

Aunque la calidad de la emisión en AM no es la de FM, se sigue utilizando con regularidad debido a:

  1. Los equipos de emisión/recepción son más simples que los de FM y más baratos.
  2. El ancho de banda utilizado por canal es más estrecho.
  3. Se optimiza más la potencia, por ejemplo en emisión AM de banda lateral superior (USB), la potencia necesaria en la emisión es 1/4 de la usada en AM standard. Esto se consigue gracias a que no se transmite la portadora (50% de la potencia) ni la banda lateral inferior (25% de la potencia). Estos receptores se utilizan en radioafición y son más complejos que los de AM de la banda comercial (desde 535 a 1605 kHz).

Hay que tener en cuenta que en radio AM la información va codificada en la amplitud de la señal portadora, por lo que un rayo, una chispa de un motor eléctrico o de una bujía, etc, van a modificar la amplitud de esta señal y por tanto introducirán un ruido,  esto no sucede en radio FM.

Por tanto, queda claro que donde busquemos calidad de sonido no se va a usar la modulación AM, pero sí en otras muchas aplicaciones que no sean tan críticas ante los ruidos.

Un Saludo.

leandrogg68

Loading

FILTRO PASIVO


Indice:

1.- Filtro Pasivo, ¿qué es?

2.- Vídeo Práctica: Funcionamiento de un Filtro Pasivo.

3.- Filtro Pasivo, lo que también debes saber.

4.- Conclusión.

————– + ————-

1.- Filtro Pasivo, ¿qué es?

Un filtro pasivo es un circuito electrónico compuesto de resistencias, bobinas y condensadores (componentes electrónicos pasivos) cuya misión es dividir el sonido en varias bandas de frecuencia, como graves, medios y agudos para después aplicarlas a sus correspondientes altavoces.

Viene  en el interior de la caja acústica, o externo si es para instalaciones de sonido en vehículos.

Filtro pasivo en caja acústica reducido
Figura 1: Filtro pasivo interno en la tapa de una caja acústica.

2.- Vídeo Práctica: Funcionamiento de un  Filtro Pasivo.

Vídeo sobre el montaje de dos filtros pasivos, uno de 2 vías y otro de 3. Se visualiza la curva de respuesta en frecuencia de cada vía en un analizador de espectro de audio (RTA) Behringer  Ultracurve DSP 8024.

En el siguiente enlace se puede descargar una Ficha de Prácticas más elaborada que utilizan mis alumnos de Formación Profesional de la rama de Telecomunicaciones. En ella, previo a la práctica, realizan los esquemas de montaje y la resolución de cuestiones preparatorias. Tras su revisión, proceden al montaje de la práctica y toma de medidas y/o datos.

Enlace a  Práctica «Cajas acústicas y filtros pasivos«

Vídeo Informe destacable Curso 18 19

3.-  Filtro Pasivo, lo que también debes saber

Un filtro pasivo recibe la señal de la Etapa de potencia, por lo que ya está amplificada, al contrario de lo que sucede con un filtro activo el cual recibe una señal de bajo nivel (nivel de línea¹) de la mesa de mezclas. La entrada del filtro siempre va conectada al +1 y -1 del conector speakon, por tanto los terminales +2 y -2 de dicho conector quedan sin conectar.

Filtro pasivo pf115 cenital-reducida
Figura 2: Filtro pasivo de caja acústica DAS PF 115.

¡ Ojo !  tanto las entradas, como las salidas (vías) del filtro pasivo tienen polaridad (positivo y negativo) que se debe respetar al conectar  los altavoces o el conector speakon.

Algunos filtros pasivos, como el mostrado en la figura 2 llevan unas lámparas de 12 voltios, como las que se colocan para iluminar las matrículas de los coches, que hacen de fusible, fundiéndose antes que la bobina de los altavoces. Es normal que cuando se aplique la potencia nominal a la caja acústica se enciendan.

Filtro pasivo de 3 vias - reducido
Figura 3: Filtro pasivo de tres vías.

En un filtro pasivo de tres vías como el de la figura 3, dispondremos de tres filtros básicos:

  • Filtro paso bajo para la vía de graves
  • Filtro paso banda para la vía de medios
  • Filtro paso alto para la vía de agudos

Este tipo de filtro pasivo, como los de las figuras 1, 2 y 3  son de primer orden¹. Uno de  segundo orden llevaría más componentes electrónicos. Cuando deseamos un filtro de 2º orden o superior, se suele recurrir a un filtro activo.

Si  eres de los que busca nota y quieres ver como se monta un filtro pasivo de dos vías en una instalación de sonido en vehículo aquí tienes el vídeo donde lo explico (minuto 0′:50»), si sólo buscas el aprobado, ya sabes 🙂

Si no te has aburrido con el video anterior y quieres ver como va conectado un filtro pasivo en el interior de una caja acústica DAS DS 108, en este otro vídeo la destripo para enseñártelo (minuto 9′:52»).

Aclaraciones

Nivel de línea: una señal se considera que tiene un nivel de línea cuando ronda los 0 dBu que son 0,775 voltios de tensión eficaz. Equipos que entregan nivel de línea son: todo tipo de reproductores, mesas de mezclas, TV, móvil, etc, es decir todos aquellos que no sean un tocadiscos, un micrófono o una etapa de potencia.

Orden de un filtro: es la atenuación  en la salida del filtro a partir de la frecuencia de corte. Se mide en dB/octava. Un filtro de primer orden será de 6 dB/octava, uno de segundo orden: 12 dB/octava, uno de tercer orden: 18 dB/octava y así sucesivamente (saltos de 6 dB).

Orden de un filtro pasivo paso bajo
Figura 4: Orden de un filtro paso bajo

Vemos en la figura 4 como la pendiente de caída del filtro aumenta con el número de orden. Un orden superior es más deseable, pero el filtro será mas caro.

4.- Conclusión

En sonido profesional los filtros pasivos los encontraremos en el interior de las cajas acústicas  y si las vamos a utilizar en sistemas multiamplificados debemos anularlos para acceder directamente desde el conector speakon a los altavoces interiores.

Si eres un  friki del audio en vehículos también tendrás que poner filtros para que tu sonido tenga la calidad que buscas. Si tienes money pondrás un filtro activo y si no, pues varios pasivos que cuestan menos y también hacen su función. Piensa que cuando se pone un filtro activo, luego hay que amplificar cada una de las vías, por lo tanto necesitas más etapas de potencia.

Un Saludo.

leandrogg68

Loading

FILTRO ACTIVO


Indice:

1.- Filtro Activo, ¿qué es?

2.- Vídeo Práctica: Funcionamiento de un Filtro Activo.

3.- Filtro Activo, lo que también debes saber.

4.- Conclusión.

————– + ————-

1.- Filtro Activo o crossover, ¿qué es?

Un Filtro activo o crossover es un equipo de sonido que permite dividir el espectro de frecuencias audibles (de 20 Hz a 20.000 Hz) en varias bandas llamadas vías. Permite ajustar  la frecuencia inicial y final de cada vía, así como el nivel (volumen) de las mismas.

filtro activo behringer cx 3400
Figura 1: Filtro activo Behringer CX 3400.

 

2.- Vídeo Práctica: Funcionamiento de un  Filtro Activo o crossover.

Vídeo Práctica donde se pone en funcionamiento un filtro activo ECLER FAP 2-4 en modo tres vías .

Se visualizan las bandas de frecuencia de bajos, medios y agudos en la pantalla de un Analizador de Señales de Sonido (RTA Behringer Ultracurve DSP 8024) y se escuchan en tres cajas acústicas autoamplificadas DAS DS 108A.

 

En el siguiente enlace se puede descargar una Ficha de Prácticas más elaborada que utilizan mis alumnos de Formación Profesional de la rama de Telecomunicaciones. En ella, previo a la práctica, realizan los esquemas de montaje y la resolución de cuestiones preparatorias. Tras su revisión, proceden al montaje de la práctica y toma de medidas y/o datos.

Enlace a  Práctica « Filtro activo«

Video Informe destacable Curso 15 16

3.-  Filtro activo o crossover, lo que también debes saber

En cualquier instalación para concierto, discoteca, auditorio, etc, vamos a encontrar un Filtro activo. Este equipo se conecta a la salida principal de la mesa de mezclas (salida master) y tras dividir la señal entrante en varias bandas de frecuencia (vías) se aplica a las etapas amplificadoras  (etapas de potencia).
conexión filtro activo
Figura 2: Conexión de un Filtro Activo.

 ¡Ojo!, cuando compramos una caja acústica lleva un filtro pasivo en su interior, si la vamos a usar en una instalación como la mostrada, debemos eliminar dicho filtro, conectando  el cable del altavoz de graves al +1 y -1 del conector speakon hembra de la caja acústica y el cable del altavoz de agudos al +2 y -2 del mismo conector.

Con un filtro activo tenemos el control de muchos parámetros, veamos algunos importantes tomando como ejemplo el filtro Behringer CX 3400 mostrado en la figura 1:

INPUT: Potenciómetro que controla el nivel de entrada de señal, intentaremos que ronde los 0 dB.

LOW CUT: Botón que activa un Filtro  paso alto (corte de graves), eliminando todas las frecuencias por debajo de 25 Hz.  Si nuestras cajas acústicas no son capaces de reproducir estas frecuencias ¿para qué queremos amplificarlas?, pues las eliminamos y ahorramos potencia en la etapa de potencia de graves.

XOVER FREQ: Potenciómetros que ajustan la frecuencia de cruce¹.

DELAY: Potenciómetro que aplica un retraso a la señal de hasta 2 milisegundos. Esto se utiliza cuando las dos cajas acústicas no están a la misma distancia del oyente. Al canal que se conecta la caja más cercana al oyente, se le aplica un retraso para que el sonido las dos cajas acústicas llegue en el mismo instante al oyente. En condiciones normales estará a 0 milisegundos.

GAIN: Potenciómetros de control de nivel (volumen) de cada vía. Normalmente estarán a 0 dB  que significa que el nivel de salida ni se atenúa ni se amplifica.

MUTE: Botón para silenciar la vía (graves, medios o agudos).

INV: Botón para invertir la fase de la señal¹ de una vía.  Cuando a un altavoz se le aplica una señal de audio positiva (semiciclo positivo), empuja el aire hacia fuera, si por algún motivo esto no fuera así, hay una inversión de fase que hace que el sonido pierda calidad, pulsando el botón INV se soluciona este problema.

LIMITER: Botón para activar el limitador¹.

THRESHOLD: Potenciómetro de ajuste del nivel de salida para el limitador

LOW SUM: Botón que convierte en mono las dos vías de graves. Lo normal es activarlo, ya que de esta forma obtenemos unos graves más contundentes.

En el siguiente video se puede ver en funcionamiento el filtro activo Behringer CX3400 (minuto 12:30).

 

Aclaraciones:

Frecuencia de corte : Aparece como una característica de los filtros. Si tomamos como ejemplo un filtro paso bajo, la frecuencia de corte será  aquella a partir de la cual el filtro no deja pasar la señal. Como esto no ocurre de una forma tajante, se considera frecuencia de corte aquella en la que el nivel de señal disminuye 3 dB (sobre un 30 %) respecto del nivel de las frecuencias anteriores. La cantidad de frecuencias de corte en un filtro depende del tipo de filtro: los filtros paso bajo y paso alto, tienen sólo una frecuencia de corte y los paso banda y rechaza banda poseen dos.

filtro activo - frecuencia de corte
Figura 3: Frecuencia de corte de un filtro paso bajo.

Frecuencia de cruce: Es una característica de los filtros con varias vías. Es la frecuencia  límite de una vía del filtro  y comienzo de la siguiente, por lo tanto el número de frecuencias de cruce en un filtro activo será el número del vías menos uno.

Fase de la señal: Los altavoces tienen polaridad, si con una pila de 1,5 V aplicamos el positivo al positivo del altavoz y el negativo al negativo del altavoz, veremos como la membrana se mueve hacia fuera. Si se da el caso de que el altavoz de un canal no está en fase con el del otro, por una equivocación en la conexión del altavoz o de los cables que se han utilizado en el resto de la instalación, se produce una pérdida de presión acústica. Este efecto es muy notable en los graves, que suenan como huecos, sin fuerza. En los medios y agudos no es apreciable.

Limitador: Dispositivo electrónico al que se le establece un nivel de salida (volumen) y no permite que la señal saliente supere dicho nivel, independientemente del nivel aplicado a la entrada. Muy útil para proteger a las etapas de potencia, ya que no permitiremos que el crossover entregue más nivel del que acepte la etapa de potencia (normalmente de 0,7  a 1,1 voltios). Los limitadores establecen su ajuste en dBu mientras que las etapas de potencia indican su sensibilidad de entrada (nivel al que entregan su máxima potencia) en voltios, la conversión se realiza con la siguiente fórmula:

dBu = 20 log V / 0,775

siendo V la tensión en voltios de la sensibilidad de entrada de la etapa de potencia.

4.- Conclusión

Si la instalación es de sonido profesional ( nada de HiFi ni doméstico) y se busca calidad y  control en la ecualización, el filtro activo o crossover es un elemento fundamental. Saber manejarlo asegurará el no tener fallas en las etapas de potencia y poder afinar mucho la ecualización ya que vamos a poder ajustar las frecuencias de cruce, el nivel de sonido en cada vía, delays y fase de la señal.

Si eres de los que estás pensando en montarte un home studio sencillito para hacer tus grabaciones domésticas, puedes prescindir del filtro activo, te ahorrarás bastante dinero, no solo por el precio de este, sino porque sólo necesitarás una etapa de potencia.

Un Saludo.

leandrogg68

Loading