Las potencias conocidas como “analógicas” refieren a aquellos amplificadores con etapas en clase AB, las conocidas como digitales son las que tienen amplificadores clase D. A la hora de potenciar nuestros sistemas ¿Qué opción resulta más conveniente?

Para entender la diferencia, debemos antes comprender cómo funciona cada uno. Un amplificador clase AB lo que hace es amplificar la tensión de entrada, amplificando consecuentemente la corriente a entregarle al parlante a través de transistores. Estos transistores ajustan la tensión de la fuente a la tensión que debe llegar al parlante, para esto necesita consumir en calor la diferencia entre ambas cosas. Por ejemplo si la fuente está entregando 100W, solo 60W van al parlante y el resto (40W) se consumen en calor.

En el caso de un amplificador clase D, la señal de entrada se convierte en una señal digital. Esta se amplifica con un sistema de conmutación (similar a las fuentes switching) y luego se vuelve a reconstruir la señal ya amplificada a través de un filtro. Si bien en la etapa de conmutación se pierde potencia en calor, en este tipo de sistema la perdida es mucho mas baja. Siguiendo el ejemplo anterior, si la fuente entrega 100W, 90W van al parlante y solo 10W se pierden en calor. Esto significa que con amplificadores clase D, el rendimiento es mucho mayor y la cantidad de calor generada es mucho menor, como consecuencia tendremos menor tamaño de disipadores, y por ende menor tamaño de amplificador.

• Potencia en el parlante: 1000W
• Potencia de la fuente: 1667W
• Potencia disipada en calor: 667W

• Potencia en el parlante: 1000W
• Potencia de la fuente: 1111W
• Potencia disipada en calor: 111W

Para producir la misma potencia en un parlante, un amplificador clase AB necesita una fuente mucho más grande y esto genera mucho más calor que hay que evacuar con grandes disipadores y un recinto de mayor tamaño.

La única ventaja que tenían los amplificadores clase AB respecto a los clase D era la mejor calidad de sonido, ya que la recomposición de señal que hacían las clase D generaba cierta distorsión. Esto cambió a partir de que la frecuencia de trabajo de los clase D se fue elevando. Desde unos 80 a 100 Khz en sus principios hasta llegar a los 400 Khz al día de hoy.

Por citar un ejemplo, una comparación entre amplificadores Tecshow de la línea Concert C: (Clase AB / analógico) contra un amplificador de la línea TEX (Clase D o digital) no arroja diferencias.

¿Qué provocó esta mejora sustancial en las etapas de potencia Clase D actuales? Esto se logró gracias a las nuevas tecnologías en los Mosfets (transistores de efecto de campo) que utilizan las nuevas potencias clase D y en los nuevos circuitos integrados de control, que permiten elevar la frecuencia de trabajo y aun obtener rendimientos muy buenos.

d&b audiotechnik, una de las empresas líderes en sonido profesional en el mundo, dejó de utilizar los amplificadores clase AB (D6 y D12) y los reemplazó por amplificadores clase D (D20 y D80) obteniendo 4 canales en vez de 2 en tamaños similares, con mayor potencia y menor calor sin perder calidad sonora en sus sistemas.

Si alguna vez utilizaste equipos de microfonía wireless, es muy probable que hayas experimentado interferencias y cortes en la señal a pesar de tener baterías cargadas y todo el sistema bien configurado ¿Cuál es la razón? Esta problemática, común a todos los fabricantes y marcas, tiene una base histórica y técnica que ha ido evolucionando con los años.

Para entender un poco más sobre las distintas frecuencias, es importante saber que la microfonía inalámbrica, por cuestiones tecnológicas y de costos, solía funcionar en el rango VHF (Very High Frecuency). Fueron los avances tecnológicos y el abaratamiento de los sistemas UHF (Ultra High Frecuency) lo que permitió con el tiempo incorporar esta última tecnología a los equipos.

Los mics UHF tienen varias ventajas respecto a los VHF, la direccionalidad es una de ellas. Por cuestiones físicas, una emisión de señal más direccional puede enfocar mejor la energía hacia un lugar en particular y con esto lograr mejores resultados en términos de distancia.

Otro factor importante del UHF es poder aplicar frecuencias mucho más altas, lo que permite utilizar muchos canales diferentes, posibilitando su utilización en puestas profesionales, donde se necesitan gran cantidad de micrófonos en simultáneo.

La aparición de los celulares, y con ellos la interferencia.

El problema comenzó cuando los teléfonos celulares empezaron a utilizar las mismas bandas en la que funcionaban los micrófonos UHF.

Como todos sabemos, la cantidad de aparatos (y de antenas de las empresas de telefonía) se multiplicó enormemente y hoy es casi imposible pensar un evento sin que cientos o miles de teléfonos (y las correspondientes antenas de las compañías) estén transmitiendo en simultáneo ofreciendo su servicio en las mismas bandas que nuestros micrófonos UHF. Esto produce interferencia, cortes constantes en la señal y dificultad para configurar los sistemas por fuera del espectro.

¿Por qué entonces no cambiar la frecuencia y ya? Lamentablemente no existen muchas bandas libres, ya que los estados tienen definidas y estandarizadas las frecuencias para uso en aplicaciones de radio, televisión, militar, etc.

A partir de este dilema, la primer solución que buscaron las empresas fabricantes fue usar la banda de 2,4Ghz. Esto también funcionó por un tiempo, hasta que el WiFi apareció por todas partes, saturando esa banda y generando también el mismo inconveniente.

¿Entonces qué bandas son las disponibles? O las menos conflictivas…

Hoy en día quedan algunos huecos dentro de las bandas UHF, generalmente en los 400Mhz y 600Mhz, y suelen ser esos los micrófonos -los que operan en esas bandas- los que esquivan mejor problemas de interferencia.

Las bandas que utilizan los teléfonos celulares son:

B2 – 1900 MHz
B4 – 1700 MHz AWS (Fundamental)
B7 – 2600 MHz
B8 – 900 MHz (Solo Personal, espectro Nextel)
B28 – 700 MHz APT (Otras de 700 MHz como la B17 no sirven)

Podemos ver que la banda de 700-900Mhz es la que tiene mayor uso. Solía ser muy común que la gente usara estas bandas (como por ejemplo los micrófonos Mipro en la frecuencia 8A u 8B) sin problema alguno. Hoy de esta misma marca se están vendiendo en frecuencias distintas (400Mhz y 600Mhz) ya que con las mencionadas se generan interferencias.

Esta problemática, aún vigente, provocó retomar el uso de microfonía vía VHF, una banda que funciona muy bien, pero con las limitaciones clásicas en cuanto a cantidad de canales y falta de antenas direccionadoras.

Seguro que si leíste especificaciones técnicas en productos de audio te encontraste con esta sigla muchas veces en tu vida, alguna vez te preguntaste exactamente ¿Qué indica este valor?

El sonido es variación de presión del aire que llega a nuestro oído y como tal, podría medirse como una simple presión por ejemplo en Pascales (Pa). Pero esto sería poco útil ya que la respuesta del oído es muy alineal.

Para poner un ejemplo, los sonidos más débiles que podemos escuchar están en el orden de los 0,00002 Pa, escuchar la televisión esta en el orden de los 0,02 Pa o sea 1000 veces más y el sonido de los motores de carrera esta en el orden de los 20 Pa, o sea 1 millón de veces más que el sonido mínimo que percibimos. A esto hay que sumarle el hecho de que no podemos escuchar toda variación de presión sino solo las que van de los 20 a 20.000Hz.

Asi nació el SPL que significa Sound Pressure Level o nivel de presión sonora, esta medida es la cantidad de presión audible que existe en un punto cualquiera.

Para mejorar el manejo de los niveles se utilizo como unidad el decibel, que es una medida relativa y referida al umbral de escucha. El SPL significa preguntarnos ¿Cuántas veces más grande es un sonido que el mínimo sonido que logro escuchar? Su escala es logarítmica.

El SPL parte del umbral de escucha del ser humano y toma esto como 0 dB, el nivel de presión de una escucha de televisión esta en 60 dB, y aplicándole también esta formula a la presión de escucha de los motores de los autos en una carrera nos da unos 120 dB. Claramente estos son valores que se manejan mucho mas fácilmente.

Aplicándolo lo que conocemos podemos ahora hablar de los que significa la sensibilidad SPL de los parlantes, es típico ver “sensibilidad SPL 95 dB”. Esta medición de sensibilidad de los parlantes es algo que ya esta estandarizado, y corresponde a medir la presión sonora a 1 metro del parlante aplicándole una potencia de 1 watt (en un lugar donde no haya otros sonidos y que no tenga ningún rebote en paredes), por eso a veces aclaran 1watt 1 metro.

Esta medición nos dice qué tan eficiente es el parlante, ya que si dos parlantes tienen sensibilidades distintas significará que uno de ellos, con igual potencia y a igual distancia, genera más sonido que el otro. En el caso de los subwoofers, es usual ver sensibilidades de 95 o 97db. E equipo que indica 97db genera 2 decibeles más de sonido estando ambos a 1 metro y alimentados con 1 watt de potencia.

Aquí surge uno de los grandes interrogantes: que un parlante tenga más potencia ¿Siempre significa que logra mayor sonido?, y la respuesta es: no siempre.

Para poder ver esto con un ejemplo primero debemos aprender a calcular el SPL máximo de un parlante (a veces es un dato del fabricante) en función de su sensibilidad.

Para este caso utilizaremos como ejemplo un parlante del cual conocemos los datos, como es el subwoofer doble de 18” de D.A.S. LX-218C. Este parlante tiene una sensibilidad SPL de 103 db y una potencia pico máxima de 8000W, entonces aplicando la formula obtendríamos:

SPL _max = SPL _{1W 1mt} + 10 x log (P_max/1Watt)

SPL _max = 103 dB + 10 x log (8000)

SPL _max = 103 dB + 39 dB = 142 dB (que como vemos coincide con el dato proporcionado por DAS)

Si bien este calculo incluye logaritmos en base 10 esto de todas formas se puede calcular fácilmente.

Aquí vemos como claramente lo que creíamos a modo intuitivo no se cumple. Por supuesto que hay otros factores importantes a la hora de elegir una caja, tales como respuesta en frecuencia, distorsión, planitud de la respuesta, pero esos factores no son el objetivo de esta nota por lo que no los tenemos en cuenta para explicar niveles de sonido.

Como conclusión vemos que cuando hablamos de niveles de sonido es importante hablar en decibeles, que es la forma de saber cuánto sonido realmente existe. Los watts tanto del amplificador como del parlante dependen del rendimiento del mismo y por eso no dan una clara idea del SPL que tendremos.