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Características de los amplificadores de audio

Technical characteristics of amplifiers

08 Ene Características de los amplificadores de audio

El elemento más importante en el tratamiento de las señales de un sistema de sonido es el amplificador, que aumenta el nivel de la señal que recibe sin alterarla para después darle salida hacia la siguiente etapa, generalmente un altavoz. En este artículo vamos a ver cuáles son las principales características técnicas de un amplificador de audio.

Los amplificadores de sonido se diferencian según la función para la que se destinen, que determinará la potencia de salida del amplificador, el tipo de entradas o los controles asociados para el sonido. Existen por ejemplo amplificadores estéreo, amplificadores para instrumentos musicales y para automóviles o amplificadores para megafonía.

En este último caso, en LDA Audio Tech diseñamos y fabricamos amplificadores para sistemas de megafonía y evacuación por voz, además de sistemas integrados como NEO o ONE que incluyen los amplificadores integrados en la propio unidad operativa todo-en-uno.

Veamos cuáles son las características técnicas de los amplificadores que son las que en definitiva marcan la calidad de estos dispositivos de audio. Las principales son:

  • La potencia de salida
  • La distorsión
  • La ganancia
  • La respuesta en frecuencia
  • La impedancia
  • La sensibilidad
  • La relación señal/ruido
  • La diafonía

Potencia de salida

La potencia de salida de un amplificador indica la potencia eléctrica que es capaz de suministrar a los altavoces sin distorsionar la señal ni causar daños en el equipo. Esta magnitud se representa por el símbolo Po.

Normalmente, la potencia nominal que se especifica en los equipos es la llamada potencia eficaz (RMS, Root Mean Square), que se mide usando sus corrientes eficaces y tensiones de salida. También se llama potencia continua, ya que es la que puede suministrar el amplificador continuamente sin superar un nivel de distorsión determinado sobre la impedancia nominal que especifica el fabricante.

La potencia de salida del amplificador varía según la impedancia de carga del altavoz que se conecte y está limitada por la distorsión, puesto que ésta aumenta junto con la potencia. Además también hay que considerar siempre si la potencia especificada para un amplificador estéreo se refiere a los dos canales o solo a uno de ellos.

En algunos casos el fabricante no solo facilita la potencia nominal de salida sino la potencia de pico que llega a soportar el amplificador.

Distorsión

La distorsión mide el nivel de señales no deseadas que aparecen a la salida de un amplificador con respecto a la señal de entrada. De manera ideal el amplificador aumenta la señal de entrada para que a la salida sea igual pero con magnitudes superiores.

Sin embargo, en la práctica un amplificador siempre introduce señales no deseadas, por lo que el fabricante debe indicar qué tipos de distorsión se producen:

  • Distorsión armónica total (THD, Total Harmonic Distortion), que aparece cuando el amplificador introduce armónicos a la señal de salida. Este valor suele estar por debajo del 0,1% y se indica para una frecuencia de prueba o para toda la banda.
  • Distorsión de intermodulación (IMD, Intermodulation Distortion), que se produce cuando hay señales de distinta frecuencia en la entrada del amplificador y se producen interferencias a la salida provocada por elementos activos como los transistores o los diodos.

Ganancia

Es la relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada de la señal. Se mide en decibelos (dB).

Respuesta en frecuencia

Con la respuesta en frecuencia sabemos la relación entre los niveles de señal de entrada y de salida para el conjunto de frecuencias en las que trabaja el amplificador. La calidad del mismo será mayor cuando más plana sea esta respuesta en frecuencia dentro de la banda audible.

Se puede indicar mediante un gráfico y también con una cifra que indique el margen de frecuencias en el trabaja el amplificador, que suele estar en la franja del espectro audible (entre 20 y 20.000 Hz).

Existe una distorsión lineal que se produce cuando la frecuencia del amplificador no es lineal y la ganancia varía, con lo que se da una distorsión de amplitud.

Impedancia

Puede ser de entrada y de salida. La impedancia de entrada tiene que ser alta para que haya una correcta adaptación de tensión entre la fuente del sonido y el propio amplificador.

Normalmente, los amplificadores cuentan con varias entradas que ofrecen distinta impedancia para adaptarse a diferentes fuentes de audio, y mientras mayor sea mejor.

En general, los rangos suelen moverse para las entradas de línea y auxiliares entre los 47 kΩ y los 200 kΩ.

Sensibilidad

La sensibilidad de un amplificador nos dice qué nivel mínimo de señal en la entrada puede generar la máxima potencia de salida sobre la carga que el fabricante ha especificado.

Cuando el nivel que nos indica la sensibilidad es superado se genera una saturación en la señal de salida, y esto hace que la señal reproducida se distorsione demasiado.

La sensibilidad es mayor cuanto menor sea el valor especificado, y dependerá en todo caso del tipo de entrada (la sensibilidad es más baja, por ejemplo, para entradas de micro que de línea).

Relación señal/ruido

La relación señal/ruido es la diferencia entre el nivel de la señal de salida y el de ruido, medida en dB. Si este parámetro es alto, la cantidad de ruido que introduce el amplificador será muy baja y la calidad del sonido, por tanto, aumentará.

Esta magnitud se calcula mediante la diferencia entre el nivel de señal del equipo trabajando a su potencia nominal y el nivel de ruido cuando no hay señal de entrada. Suele especificarse para una frecuencia de 1 kHz.

Diafonía

Los equipos que amplifican más de un canal de audio (por ejemplo, los estéreo) son los únicos que pueden presentar diafonía, ya que en la práctica los canales de sonido no son totalmente independientes y la señal de uno afecta a la salida del resto.

El fabricante manda una señal de prueba por uno de los canales mientras deja el otro sin señal, y mide la diferencia de niveles de salida entre ambos. Esta cantidad, en dB, da la medida final de diafonía del amplificador.

En LDA Audio Tech somos especialistas en audio profesional, por lo que todos nuestros equipos están diseñados para ofrecer las características técnicas mejor adaptadas a cada proyecto. Consúltanos y resolveremos cualquier duda sobre nuestros productos.