Distorsión parte 7 final

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Mensaje  Euro-Audio el Jue 14 Mar 2019 - 15:38

Potencia

Oh sí, amamos la potencia. La potencia es la cantidad relativa de Trabajo que se puede completar dentro de un marco de tiempo específico. La salida de potencia en comparación con la entrada de alimentación proporciona una interfaz para medir la eficiencia efectiva de un dispositivo. La salida de potencia se encuentra con mayor frecuencia representada en una medida de unidad conocida como Vataje, un valor que es el producto de una fuerza electromotriz, llamada Voltaje, multiplicada por un sumidero neto de flujo de corriente, llamado Amperios. Cuando se aplica un voltaje a un medio resistivo, se produce una tasa controlada de flujo de electrones. La cantidad de carga y transferencia de energía se mide en relación con el tiempo, como coulombs por segundo. El voltaje multiplicado por los amperios proporciona la información sobre el trabajo que se realiza como vatios. El voltaje y el trabajo actual al unísono, y uno sin el otro, se vuelven irrelevantes, ya que ningún trabajo se puede hacer por sí solo. De esta manera son en gran medida inseparables.

Hay dos clasificaciones de potencia fundamentales empleadas dentro del amplio alcance de la electrónica de audio: mediciones de potencia máxima. que representan la capacidad máxima de trabajo y, finalmente, la potencia de audio dinámica (DAP), que concluye las clasificaciones de potencia. Ambas cuantificaciones son importantes y transmiten información sobre el dispositivo bajo prueba. En el caso de un amplificador, pueden proporcionar un conocimiento de lo que es capaz de ofrecer, con un conocimiento adicional de la metodología de diseño.

"Los amplificadores de audiófilos y de cine en casa no están regulados y los fabricantes no están obligados a cumplir con los estándares de potencia continuos".
En las pruebas controladas, la potencia máxima se cuantifica con una señal continua de ruido, que se extiende desde poco más de DC hasta varios cientos de kilohercios. El ruido blanco es más exigente que un solo tono, y los números finales representan la potencia máxima del amplificador. Dependiendo de las intenciones del fabricante, la prueba puede durar de cinco segundos a varios días, sin interrupción.

Donde la reproducción de audio en el hogar rara vez ve las necesidades de una reproducción continua de alta potencia, estas pruebas suelen ser breves. Sin embargo, no deben ser tan cortas como para proporcionar números engañosos. Una prueba útil debe durar más que el tiempo requerido para que el banco de filtros de la fuente de alimentación se cargue continuamente desde los devanados secundarios de los transformadores de potencia para proporcionar información relevante.

Las aplicaciones que requieren un amplificador especializado para funcionar en ciclos de trabajo pesado se probarán por períodos prolongados. Estos son típicamente amplificadores de potencia para control de ruido y uso profesional, y esta condición desafiante simula una situación mucho más exigente que el uso de audio. En circunstancias de prueba, el amplificador se posiciona tal como está diseñado para ser utilizado y alimentado por un voltaje de línea que representa un valor nominal en el mundo real. El amplificador se opera justo debajo del recorte y la potencia de salida se reduce progresivamente hasta que la temperatura del amplificador se estabiliza, por lo que deja de amenazar la destrucción térmica de las horas extras inminentes. El valor final refleja la potencia de salida constante, junto con un margen de seguridad.

La segunda calificación, Dynamic Audio Power, es ocasionalmente objeto de confusión semántica con Maximum Power. DAP es en realidad la medida de la potencia del amplificador durante la reproducción simultánea de cualquier número de frecuencias, mientras está conectado a una impedancia de carga cambiante. Menos productos proporcionan esta información, ya que son incapaces de tener un espacio importante digno de mención. Dynamic Audio Power no se puede mantener y depende del almacenamiento de energía del banco de filtros para soportar los picos. Los amplificadores de potencia modernos que son capaces de espacio dinámico generalmente muestran rasgos de recuperación rápida, como resultado de un transformador de potencia bien hecho junto con una baja impedancia de salida.

La densidad de potencia a menudo se representa mediante lo que conocemos como la raíz cuadrada media, abreviado como RMS la raíz cuadrática media es un nombre inapropiado para la potencia promedio a la que se puede hacer referencia en comparación con un valor de corriente continua equivalente. Power es simplemente el producto de los voltios RMS y los amplificadores RMS, y la cifra resultante es Power in Watts. El término Root Mean Squared solo se puede aplicar a estos dos factores principales y no a Power, en sí mismo. El poder máximo sería invariablemente igual al valor de RMS por la naturaleza de las matemáticas sobre las cuales se basan. La situación se basa en el hecho de que Root Mean Squared implica que si la magnitud de la forma de onda sinusoidal acumulativa se sumara en ondas cuadradas simétricas, que casualmente caen a .707 en magnitud relativa, y luego se rectifiquen, el resultado Ser una corriente continua que proporcione la misma disipación térmica en BTU. Aunque parecen diferentes, tienen la misma densidad de potencia, medida en julios. La calificación que conocemos como RMS Power es, además, un producto de años anteriores en audio y solo implica que la señal se basa en valores RMS. Tenga en cuenta que si se establece que la Potencia máxima de un producto es mayor que el valor RMS, uno de los valores se ha falsificado.

Los problemas destacados y subyacentes con las clasificaciones de potencia no se pueden encontrar dentro de la progresión de la regulación, sino más bien la estasis en la que prácticamente no se aplica ninguna. Los amplificadores de audiófilos y sistemas de cine en casa no están regulados y no se exige a los fabricantes que cumplan con los estándares de potencia continuos. En una variedad de casos, muchos amplificadores de audiófilos muy costosos se han apagado en el banco en segundos a menos de la mitad de su salida nominal; olvídese de las pruebas de baja impedancia. En contraste, algunos receptores confiados y amplificadores de potencia japoneses han sido capaces de cumplir sus especificaciones nominales sin incidentes. La adhesión a cualquier método de prueba establecido es opcional, y con frecuencia la verificación de pruebas a través de terceros puede ser cara. Como tales, los resultados varían exponencialmente, y no es objetivo comparar los amplificadores de audio del hogar por sus niveles de potencia. En vista de esto, varios fabricantes creíbles se han tomado el tiempo para proporcionar los resultados aprobados por entidades reconocidas para sus productos. Si la clasificación de potencia proporcionada cumple con los estándares de IHF, entonces la potencia de RMS indicada debe interpretarse como la calificación de potencia máxima. Los productos con calificaciones obtenidas a través de este método pueden ser examinados en este contexto único.

El propósito de un amplificador es servir como una fuente de voltaje casi perfecta, dentro de límites razonables. Una fuente de voltaje perfecta debe poder mantener una forma de onda de voltaje perfecta, independientemente de la carga. Sin embargo, la realidad de la situación es que para soportar el voltaje de señal bajo carga, el amplificador también debe proporcionar corriente cuando la carga así lo requiera. La mayoría de las cargas no solo son resistivas, sino también reactivas. A niveles de potencia más altos, si el amplificador no proporciona suficiente corriente en las frecuencias donde los altavoces lo requieren, puede provocar una caída de voltaje. La declinación en la magnitud del voltaje se manifiesta como la reducción de la amplitud aparente o degradación sónica. Para mantenerse a la vanguardia de la demanda, el amplificador tradicional se debe construir principalmente sobre una fuente de alimentación y un diseño de etapa de salida adecuados.

Alta corriente y potencia en cargas de baja impedancia

Cuando el voltaje de la señal de audio y la resistencia de la carga permanecen como factores constantes, el flujo de corriente también se mantendrá constante y sin cambios. Esta es la base fundamental para el concepto y la aplicación de la Ley de Ohm, y es inquebrantable. Sin embargo, la mayoría de los altavoces electrodinámicos y electrostáticos no son puramente resistivos. Naturalmente, solo son resistivos en una región y, a veces, se introducen dos o tres porciones adicionales de la banda de audio con picos de resonancia, que se producen como componentes y cajas asociadas. A medida que se varía la frecuencia de la señal alterna, la oposición al flujo de corriente disminuye y aumenta a diferentes frecuencias. Esta condición surge cuando la corriente es propensa a la latencia y se retrasará con respecto a la forma de onda del voltaje, o el voltaje será conducido por un ángulo de fase Theta. Esto se debe a los parámetros generadores de carga y descarga inductivos y capacitivos de la carga. Esta oposición y atracción al flujo de corriente se conoce como Impedancia.

Siempre que se disponga de una frecuencia de referencia, la impedancia se puede sustituir en cualquier expresión matemática basada o transpuesta de la Ley de Ohm. La impedancia puede ser el resultado de una carga en serie que aumenta la oposición aparente al flujo de corriente, o una carga en paralelo paralela equivalente que reduce la oposición. En cualquier escenario, la impedancia está sujeta a cambios con la frecuencia. Si la reactancia se produce como un valor de derivación dependiente de la frecuencia, el flujo de corriente aumenta en proporción directa a la reducción de la carga de impedancia. El valor de impedancia acumulativa representa la porción resistiva de la carga, incluido el efecto importante producido por la reactancia.

Alta corriente es en realidad un nombre inapropiado para una alta retroalimentación. Esto se debe a que, antes de que cualquier amplificador pueda duplicar su corriente de salida en una impedancia de carga a la mitad, requiere una impedancia de salida baja satisfactoria para permitir que la corriente atraviese los dispositivos de salida.
Dependiendo de la impedancia al flujo de corriente desde la línea de servicio, la red de suministro de energía del amplificador, los dispositivos de salida, el cableado y todo el camino hasta el ensamblaje del motor del altavoz, habrá pérdidas. Esto ocurre cuando la corriente fluye a través de un medio conductor con resistencia. De esta manera, un mayor flujo de corriente da como resultado una menor eficiencia y la pérdida y se calcula como una caída de línea. La caída de línea hace que la magnitud del voltaje disminuya, lo que a su vez introduce tanto el dominio lineal como la distorsión no lineal. Estos efectos corresponden a una notable pérdida de amplitud en las frecuencias que corresponden a una región con una impedancia más baja. Otra es la dureza, o la pérdida de la calidad de sonido percibida y los detalles a medida que se oscurece por la deformación de la forma de onda.

La impedancia está entre los temas más incomprendidos más comunes, pero no es una distinción trivial ni pedante. En cambio, al comprender la diferencia entre la impedancia y la resistencia, es necesario avanzar hacia una comprensión real de la operación electrónica. Como se mencionó, es la acumulación del elemento resistivo de una carga y la porción reactiva. La reactancia puede ser capacitiva o inductiva, de las cuales ambas están representadas con los símbolos Xc y Xl. El valor neto se modifica cambiando la frecuencia de una corriente alterna. La próxima vez que vea esos símbolos, tendrán una mejor idea de lo que significan. La Impedancia total para una frecuencia dada se puede indicar como Z, y se calcula comúnmente como el producto de la {raíz cuadrada de [R * 2 + [Xl-Xc] * 2]}. Si bien debemos hacer todo lo posible para evitar las expresiones algebraicas aquí, hay una importancia en esta ecuación simple pero de suma importancia.

La inductancia no es resistencia y, más bien, es la oposición dinámica dependiente de la frecuencia para cambiar el flujo de corriente o un cambio en la magnitud del voltaje a través de un medio conductor. A medida que aumenta el flujo de corriente, la inductancia intenta oponerse a este cambio. A medida que disminuye la corriente, la inductancia intenta mantener el flujo de corriente en su magnitud anterior. La capacitancia es la oposición a cualquier cambio en el voltaje, y puede definirse como la capacidad de un dispositivo eléctrico para almacenar y liberar energía en un campo electrostático en un circuito cerrado. En el caso de un altavoz, la reactancia capacitiva o inductiva se produce cuando el plano de movimiento de un conductor y su bobina conectada se mueven a una velocidad diferente a la corriente de la señal musical, y se genera una carga y se retroalimenta en la etapa de salida y potencia de el amplificador

Dado que la forma de onda de voltaje de un dispositivo funciona con la intención principal de permanecer sin cambios independientemente de la carga, es la corriente la que debe cambiar. Si un altavoz muestra una disminución en el valor de impedancia numérica, se incrementa el flujo actual. Si la carga de un altavoz es muy reactiva y disminuye de 7 a 3.5 ohmios, el doble de corriente intentará atravesar el circuito de carga. Un amplificador de potencia de audio que duplica su corriente (y la potencia de salida neta subsiguiente) en una carga de impedancia a la mitad puede proporcionar un umbral de saturación uniforme en todo el rango de transferencia de frecuencia y puede ofrecer una buena integridad de la señal en todas las frecuencias. Esto a menudo se considera casualmente como alta corriente. Sin embargo, esto no siempre es un requisito previo para una reproducción de audio satisfactoria, ya que depende del nivel y la carga. De hecho, si un amplificador no logra duplicar su potencia de salida, la diferencia principal será una reducción de tres decibeles en la amplitud máxima antes del inicio del recorte. Puede distorsionar más dependiendo del diseño de su circuito, o puede que no. Esto depende de la topologia del diseño.

La alta corriente ha sido un tema común entre los entusiastas del audio durante varios años. Alta corriente es en realidad un nombre inapropiado para una alta retroalimentación. Esto se debe a que, antes de que cualquier amplificador pueda duplicar su corriente de salida en una impedancia de carga a la mitad, se requiere una impedancia de salida baja satisfactoria para permitir que la corriente atraviese los dispositivos de salida.

El diseño de salida comienza con la decisión sobre qué tipos de cargas debe manejar el amplificador y qué potencia debería tener disponible para esas cargas. Luego, los dispositivos de salida se eligen para que tengan una clasificación más alta que la corriente a la impedancia más baja, y esto garantiza una larga vida útil. Estos dispositivos tienen una baja impedancia de "encendido", pero no lo suficientemente baja. El aumento de las instancias de dispositivos de salida puede reducir la impedancia de salida, pero solo por un pequeño margen. El medio para llegar a una impedancia de salida baja, que podría duplicar la corriente en cargas de 2 y 1 ohmios, es aplicar un grado juicioso de retroalimentación alrededor de la etapa de salida. Con la impedancia de salida lo suficientemente reducida como práctica, el amplificador está listo y confiado en su fuente de alimentación asociada para hacer el resto.

Existen diferentes enfoques para proporcionar mayores corrientes bajo demanda a los dispositivos de salida, incluidos, entre otros, los bancos de mayor capacidad de filtro convencionales, los transformadores VA más altos e incluso los transformadores en paralelo. Cada enfoque del diseño de la fuente de alimentación es diferente y ofrece sus propios desafíos y beneficios, y antes que llegue este documento en ese punto, se arrojará alguna luz sobre el tema. Los núcleos electrónicos tienen la impedancia de salida más baja y la capacidad de corriente más alta, pero a menudo introducen un ruido más alto. También pueden ser propensos a la vibración mecánica, ya que, cuando están lo suficientemente aislados, son suficientes como medios primarios para la corriente alta. Para reducir la distorsión, los anillos de Faraday se pueden implementar en su diseño. Los núcleos R tienen la impedancia de salida más alta, pero pueden ofrecer un ruido armónico extremadamente bajo y una inductancia parásita, el resultado es un transformador sustancialmente grande y costoso que ofrece una onda sinusoidal en gran medida libre de distorsión. Los núcleos R cuidadosamente enrollados y protegidos ofrecen menos ruido que los bloques rectificadores. Un equilibrio de coste y rendimiento que ha sido común durante muchos años es el transformador toroidal, que reside entre los tipos de núcleo E y R. Es importante que el transformador sea adecuado para el diseño previsto y las expectativas de potencia en varias cargas.

Cuando un transformador funciona al convertir un alto voltaje de la linea de voltaje domestica a un voltaje más bajo utilizable, funciona según el principio de corriente alterna, abreviado como amplificadores de CA y otros componentes electrónicos que funcionan con corrientes directas, CC, y por lo tanto el voltaje debe ser rectificado . Un rectificador puede ser tan simple como un dispositivo monolítico con cuatro electrodos que sobresalen de su encapsulado, o puede estar comprendido entre dos y ocho dispositivos diódicos discretos. El rectificador de un componente de audio tiene un trabajo muy importante y es imperativo que pueda conducir con poco ruido, mientras soporta el estrés térmico inducido por el flujo de electrones de entrada durante la secuencia de encendido y los altos niveles de potencia para los que está diseñado el amplificador.

La forma de onda de corriente continua rectificada retiene la geometría de la forma de onda sinusoidal original suministrada por nuestra compañia electrica, pero cada medio ciclo ahora ocurre en la misma dirección. Entre los picos hay valles que deben ser alisados ​​y "rellenados" en un intento por crear una nueva corriente  continua. Hay varias maneras de llegar a tal conclusión, una es el uso de un banco de filtros de capacitancia pasiva y la segunda es un banco de filtros en conjunto con los circuitos del regulador activo.

Los bancos de filtros pasivos emplean condensadores de almacenamiento de energía relativamente grandes que se cargan cuando los pulsos de corriente continua rectificados están cerca de sus picos y se descargan durante el intervalo de tiempo que se encuentra entre ellos. Los bancos de filtros pueden estar compuestos por un solo condensador grande, a varios cientos de condensadores de valor más pequeño. Lo importante es que la resistencia de la serie equivalente sea lo suficientemente baja como para que también admita los cambios de reproducción de alta potencia del amplificador. Cuanto más grande sea la capacitancia, mayor será la cantidad de trabajo que puede hacer y menos zumbido de CA residual estará presente. El ciclo de carga depende de la capacidad del transformador de potencia.

La mayoría de las etapas de salida del amplificador de potencia son suministradas por rieles de voltaje pasivos y no regulados. Esto solo constituye un razonamiento parcial para que exista una capacidad de suministro de filtro adecuada fijada a los rieles de suministro desde la salida del transformador (es). Sin embargo, el tamaño de los transformadores y la capacitancia del filtro no son descriptores precisos de la integridad sónica del amplificador de potencia, ni de su salida acumulativa. Esto no solo se debe a que transmite cero información sobre los rasgos de distorsión del amplificador, sino también porque algunos dispositivos amplificadores duplicarán perfectamente su corriente de salida hasta que alcancen el límite de dicho margen de regulación. De esta manera, las clasificaciones de potencia máxima siguen siendo aplicables, pero cuando ese amplificador nunca se use cerca de sus máximos, puede funcionar sustancialmente mejor de lo que los números sugerirían.

Un amplificador de potencia que produce una salida medida de manera consistente, por ejemplo, de cuatrocientos vatios con un voltaje de suministro previsto de230 voltios, no producirá la misma salida si el suministro de línea se reduce a 220 voltios. Esto sigue siendo un verdadero factor de rendimiento, a menos que sea un diseño regulado. La regulación y el filtrado activos generalmente conllevan el uso de un transformador de potencia que proporciona un voltaje más alto que el requerido por el amplificador u otro dispositivo. El regulador induce una caída de voltaje al potencial deseado al mismo tiempo que hace referencia a su salida contra su entrada para anular la diferencia. Las primeras etapas preliminares de la amplificación deben regularse para mantener un voltaje constante, ya que si no lo son, la ganancia y el espacio libre podrían estar sujetos a cambios cada vez que el voltaje de servicio fluctuara. Cuando el objetivo de diseño es aplicable, las etapas de salida reguladas activamente son bastante expertas en su capacidad para duplicar su corriente de salida, según sea necesario. Pueden ofrecer niveles de ruido y zumbido ejemplares, sin embargo, el coste a menudo relega la regulación activa a las etapas preliminares del amplificador solo en productos de audio  para el consumidor.

Cuando el coste es un problema, los diseños regulados pueden llevarse a cabo de tal manera que dupliquen su potencia de salida en cargas de baja impedancia, proporcionando así una alta corriente a pedido, a un punto predeterminado. La efectividad es relativa a este coste y complejidad del circuito, y donde siempre hay un compromiso basado en los gastos monetarios, el regulador eventualmente se topa con una pared en términos de potencia de salida en cargas de baja impedancia. El amplificador incluso puede exhibir una disminución en la salida de potencia a la impedancia más baja. La importancia de esto depende del material del programa, los altavoces y los niveles de audición deseados para la distancia no especificada.

Un enfoque de ingeniería muy raro, caro y, además, complicado para evitar las características indeseables de la limitación de la pared  implica una combinación de regulación en un transformador central de alta energía, o dos en paralelo, y una utilización cuidadosa de una red de retroalimentación aislada. Juntos pueden proporcionar una duplicación virtualmente perfecta en cargas de impedancia reducidas a la mitad con la más alta fidelidad de señal de voltaje, sin colocar las limitaciones de la pared  por encima del regulador. Esta curva de potencia no lineal disminuye gradualmente y proporciona la delicadeza sónica de un amplificador mucho más grande dentro de su propio rango previsto. La carga del altavoz puede ser irrelevante hasta uno o dos ohmios, en lo que respecta a la gestión activa de la fuente de alimentación. Tampoco coloca barras en los máximos, por encima de los cuales apunta gradualmente a comportarse como un amplificador tradicional. Estos amplificadores miden lo mismo en las pruebas de clasificación de potencia IEC que los amplificadores convencionales y pueden parecer algo decepcionantes a primera vista, pero no se equivoquen, ya que ofrecen un rendimiento musical y medido que es mucho más impresionante por debajo de estas calificaciones. Hay un gran mérito en esto, porque esa es la región de potencia prevista donde el amplificador será el más utilizado por la mayor audiencia de clientes.

“Con solo algunos de estos aspectos explicados brevemente, muchas personas pueden ver cómo hay más en un amplificador que solo la reserva neta de corriente. Es la encarnación de cómo todos los demás aspectos del funcionamiento del dispositivo también son importantes ".
Si bien hay razones para que ciertos oyentes elijan amplificadores satisfactorios de alta potencia que dupliquen su potencia de salida a medida que la impedancia se reduce a la mitad, el hecho es que muy pocos altavoces tienen una impedancia de banda ancha que cae por debajo de los 3 ohmios. Además de esto, se considera una mala práctica de ingeniería fabricarlos.

En el caso de los electrostaticos, donde una impedancia más baja ha sido tradicionalmente más común, la magnitud de la impedancia más baja reside tradicionalmente en la región de frecuencia más alta donde hay la menor energía musical. Es común escuchar que los altavoces electrostáticos son difíciles de manejar y que requieren grandes amplificadores para sobrevivir a cargas de baja impedancia. Este mito es relativo y, para investigar más a fondo, se requiere una aplicación de la Ley de Ohm, la comprensión de la eficiencia y, finalmente, tener en cuenta la relación fundamental entre la impedancia y la potencia neta disponible.

Cubiertos hasta ahora, los amplificadores de potencia que se basan en semiconductores tienen la capacidad de duplicar aproximadamente su corriente de salida y potencia, cada vez que la impedancia de carga se reduce a la mitad. Dicho amplificador puede proporcionar cien vatios de potencia en ocho ohmios, doscientos vatios en cuatro ohmios y cuatrocientos vatios en dos ohmios. En caso de que el diseño abarque las disposiciones necesarias que lo sustentan, el amplificador puede incluso duplicarse en un Ohm. Sin embargo, todo esto no es para nada con un altavoz electrostático; el amplificador solo proporcionará cincuenta vatios en dieciséis ohmios, veinticinco vatios en treinta y dos ohmios y doce vatios y medio en sesenta y cuatro ohmios.

Los altavoces electrostáticos suelen ser varias veces más ineficientes que los altavoces electrodinámicos comparables, y por lo tanto requieren más potencia, es decir, voltaje y corriente, para niveles de reproducción similares. De manera opuesta, los altavoces electrostáticos demuestran una impedancia muy alta que normalmente reside en el punto de resonancia en los registros de bajos, o, dentro del rango medio si se está utilizando una red de filtro. Para varios diseños notables, la impedancia aumenta en función de la potencia de entrada al cuadrado. Perteneciente a varios altavoces electrostáticos, el factor Q en la resonancia disminuye a medida que aumenta la potencia, acentuando tanto la cobertura de frecuencia como la magnitud del módulo. En la resonancia, el altavoz es en gran parte no reactivo y en su mayoría resistivo. La baja eficiencia y la alta impedancia al flujo de corriente introducen un escenario en el que hay muy poca potencia disponible en este rango de frecuencia. El resultado es que el amplificador de potencia apenas alcanza un par de docenas de vatios de potencia de salida en estas frecuencias graves cuando los circuitos de protección y recorte se activan.

Aquí es donde los amplificadores de válvulas termiónicas específicas difieren de sus contrapartes de estado sólido. Un amplificador de potencia sin transformador de salida puede tener 100 vatios disponibles con una carga de ocho ohmios, 90 vatios en cuatro ohmios y 55 vatios en dos ohmios. No es muy impresionante en el lado de baja impedancia .Siempre que la impedancia de carga no caiga dentro de la banda audible, cualquier reducción en la magnitud de la transferencia se puede mitigar a regiones donde se considera en gran parte como inaudible. Esta es la ventaja del amplificador de válvula termoiónica sin transformador de salida: la potencia de salida es de 100 vatios en dieciséis ohmios, 97 vatios en treinta y dos ohmios y 95 vatios en sesenta y cuatro ohmios. Este tipo de amplificador se elige en función de la impedancia más baja que tendrá que conducir y está diseñado específicamente para él, mientras que su potencia disponible en cargas de impedancia más alta permanece muy constante.

Con solo algunos de estos aspectos explicados brevemente, muchas personas pueden ver cómo hay más en un amplificador que solo la reserva neta de corriente. Es la conjuncion de cómo todos los demás aspectos del funcionamiento del dispositivo también son importantes. Volviendo al tema de la potencia y la corriente alta, un amplificador que duplica su corriente en una carga de impedancia a la mitad proporcionará el doble de la potencia de salida máxima. Es la relación integral entre voltaje y corriente lo que proporciona la potencia lo que determina la cantidad de trabajo que se puede hacer. Si bien es particularmente importante con los altavoces electrodinámicos de baja impedancia y baja eficiencia, la corriente alta es a menudo de mérito reducido con la mayor parte de la electrostática.

Para concluir esta parte, un amplificador que no duplique su corriente de salida aparente en una impedancia a la mitad solo tendrá tres decibelios menos de potencia en las frecuencias correspondientes. La decisión final sobre el tipo de amplificador de potencia y sus capacidades se basa en los niveles de reproducción deseados y los componentes asociados que se utilizarán. Cada componente no solo debe funcionar de manera lineal por derecho propio, sino como un sistema. Con toda la razón alrededor del suministro de corriente, es una buena práctica tener en cuenta que si el primer controlador de voltaje reinante y las etapas sucesivas se han visto comprometidas por prácticas de diseño incorrectas, ninguna cantidad de la capacidad de suministro de corriente corregirá la distorsión introducida durante esos pasos en amplificación.

Factor de amortiguamiento


Factor de amortiguación es una expresión numérica que describe la relación entre una impedancia de carga y la impedancia de salida de un dispositivo. Se deriva dividiendo una carga especificada por la impedancia medida de la fuente, y el resultado representa la impedancia al flujo de electrones actual entre la carga y la tierra. Un alto factor de amortiguación indica una baja impedancia de salida para una entrega de corriente flexible, y la capacidad de derivar una fuerza electromotriz extraña cuando la señal cambia o cesa.

La amortiguación se ha convertido en un punto de interés para los entusiastas del audio y, en el contexto de ciertas cargas, tiene cierta importancia limitada. Un controlador de altavoz tiene cuatro mecanismos fundamentales para el control de movimiento. Incluyen la amortiguación de materiales y la arquitectura geomática, en segundo lugar; los aspectos acústicos de la carga de masa de aire en las superficies delanteras y traseras del diafragma del conductor en combinación con cualquier compresión dentro del funcionamiento del conductor, en tercer lugar; El aspecto mecánico de la suspensión y su cumplimiento, y finalmente; la cuarta es la finalización del circuito eléctrico proporcionado por el amplificador de potencia. La masa en movimiento del conjunto radiante de un conductor acumula energía cinética en forma de inercia mientras se acelera, lo que hace que el conjunto se salga y continúe en una dirección. Hace esto solo hasta que la fuerza opuesta sea lo suficientemente grande como para causar que desacelere a una velocidad suficiente y cambie de dirección.

Todos los controladores, ya sean cintas, planos, electrostáticos y conjuntos de cono móvil, tienen masa. La materia, en sí misma, es una propiedad de la estructura de masas. El resultado de la masa inherente, la forma y el grado físico de movimiento es que todos exhiben comportamientos de almacenamiento de energía en diferentes grados y en diferentes frecuencias. El exceso de energía durante la reproducción de audio puede ocurrir incluso si la forma de onda de voltaje del amplificador de potencia requiere que el conductor vuelva a un movimiento en la dirección opuesta. Durante el momento del rebasamiento, la bobina de voz dentro del espacio magnético actúa como un micrófono y genera una fuerza electromotriz, una que no está relacionada con la señal de audio. Esto se conoce como fuerza contraelectromotriz o EMF inversa. Se diferencia del cambio de fase provocado por los conductores no lineales, ya que la EMF inversa se produce en los puntos de resonancia donde el aspecto eléctrico es resistivo.

Un amplificador con una impedancia de salida más baja tiene la capacidad de desviar efectivamente este potencial de voltaje y puede reducir cualquier energía no deseada. Sin embargo, la importancia de los criterios de factor de amortiguación por encima de cien puede ser nula en la mayoría de los sistemas de audio. La efectividad de esta atenuación y de sobredimensionamiento depende de los conductores, a lo largo de cualquier elemento resistivo en serie con la carga. La longitud del cableado puede reducir la impedancia del amplificador y relegar la amortiguación efectiva final a valores de un solo dígito. Además de esto, los altavoces que utilizan cruces pasivos invasivos comunes aumentarán la resistencia en serie, lo que reducirá aún más la amortiguación efectiva del amplificador. Esto, por supuesto, niega el beneficio previsto del control de movimiento de baja frecuencia cerca de la resonancia.

Aun así, es una buena práctica mantener el tendido del cable a distancias cortas adecuadas y usar el calibre adecuado del cable para evitar la pérdida de alta frecuencia. Cualquier amortiguación adicional es una ventaja adicional y no cuesta nada extra. Sobre este tema, también hay un viejo mito de audiófilos que dice que si un oyente inserta una resistencia en serie con el altavoz de graves de un sistema de altavoces, reducirá la amortiguación y aumentará la Qts para reducir la articulación de baja frecuencia, controlar la excursión y proporcionar un sonido más cercano. a la de un diseño de válvula termoiónica. Desgraciadamente, esta historia se basa en la incomprensión de los principios electromecánicos de la operación del conductor. Esto se demuestra fácilmente, ya que cualquier ganancia teórica obtenida por un factor Q de resonancia total del sistema más alto se produce a expensas de la pérdida de inserción y un aumento del cumplimiento eléctrico. La adición de un medio resistivo en serie conduce a un aumento del Q mecánico a través de un aumento no deseado en la medición del cumplimiento eléctrico, en lugar de un aumento del cumplimiento mecánico solo, negando así la intención de origen.

Cuando un amplificador proporciona mejor información de baja frecuencia y, por coincidencia, tiene un alto factor de amortiguación, la mayoría de las mejoras se remonta al uso de la retroalimentación, lo que proporciona una mejor linealidad de la forma de onda. La resistencia equivalente a la derivación de un amplificador es del orden de varias magnitudes inferiores y las capacidades de amortiguación más altas entre los diseños de estado sólido que los diseños de tubos de vacío. Si bien puede mejorarse aún más en amplificadores facilitados con etapas de salida en paralelo, tal vez nunca deba confiarse únicamente en el posible amortiguamiento de una baja impedancia de salida como medio de compensación, por lo que debería haber sido una consideración primordial durante las etapas de diseño de los altavoces.

Conclusion resumen

En conclusión, diseñar equipos de audio de alto rendimiento realmente se parece mucho a cualquier esfuerzo científico: hay tanta trigonometría, álgebra y cálculos compuestos por tantas variables involucradas durante el diseño de un sistema de audio de calidad como el envío de un misil.

Espero que los lectores hayan disfrutado y que quizás hayan tomado algo útil de entre los muchos puntos valiosos que se han compartido aquí hoy. Tal vez ayudó a aclarar algo sobre el amplificador en el que está trabajando, o genera una idea nueva y creativa para un proyecto. Tal vez incluso ayudará con la próxima compra de componentes de audio. En cualquier caso, espero que esta nota informal no solo ayude, sino que también estimule un mayor progreso y creatividad entre los lectores. Les deseo a todos y cada uno muchas horas felices disfrutando de su música favorita.

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Mensaje  Celsius el Vie 15 Mar 2019 - 16:16

Muchas veces nos encontramos con amplificadores con valores de distorsión armónica muy bajas 0.0xxx pero cuando llega el momento de la verdad el pianoforte suena a clave, ayer sin ir mas lejos probando unos cables de señal de plata me encontré con la sorpresa que las cuerdas de la guitarra tornaban a metálicas, dando por bueno que no son sensaciones psico-acusticas, entiendo por todo lo leído que hay otros factores mas allá de la distorsión armónica que modifica claramente el timbre de señal fundamental, he tratado de entender en tu texto que parámetro es afecta o marca esta diferencia de timbre pero no creas que me ha quedado claro, quizás por decir algo, puede que la culpable sea la distorsión de intermodulación transitoria.

Si pudieses aclarar este tema, te lo agradezco. En los amplificadores de válvulas siempre trabajamos para mantener la distorsión armónica en especial del tercer armónico lo mas baja posible dentro de la tolerancia que permite cada válvula. Pero los factores que afectan al timbre es algo que siempre me ya llamado la atención.



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