En tu próximo proyecto tri-amplificado, hay varios aspectos que no debes dejar a la ligera. Aquí explicamos uno de ellos.
Ya que últimamente los amantes del SPL y el Open Show han estado robando mucho espacio en los eventos, competencias y todo lo demás, me pareció que ya era hora de dirigirles la mirada a aquellos pocos que todavía se interesan por la verdadera Calidad de Audio, la búsqueda inagotable de la máxima reproducción musical posible.
En fin, en esta ocasión nos enfocaremos en un sistema de Calidad de Sonido 100% activo, es decir, un sistema en donde todos los filtros o crossovers son del tipo activo.
Sistema activo tri-amplificado
Se le llama crossover o punto de crossover a la interacción de dos filtros, uno pasa altas y otro pasa bajas, típicamente cortando a la misma frecuencia o a frecuencias muy cercanas. Deben de saber que estos filtros pueden ser activos o pasivos. Los activos van antes de la amplificación y los pasivos van después de la amplificación. Se le llama circuito activo a todo aquel que necesita una fuente de energía para operar, como la batería del auto o la toma domiciliaria, por lo que los crossovers activos van conectados al sistema eléctrico del auto. Existen crossovers pasivos que van antes de la amplificación, pero no son muy comunes. Los crossovers pasivos, que van después de la amplificación están constituidos por capacitores, bobinas o inductancias y resistencias. Los activos, por elementos electrónicos como amplificadores operacionales, pequeños capacitores, resistencias, etcétera.
Estamos muy acostumbrados a realizar un corte activo entre los woofers y los sistemas de componentes. Usamos un amplificador para los bajos con su propio filtro pasa bajas electrónico integrado y un segundo amplificador para los medios y agudos, con su filtro pasa altas integrado. A esto se le llama también bi-amplificar, ya que se están usando dos amplificadores distintos para cubrir el rango de frecuencias audibles. Son muchas las ventajas de realizar este corte a bajas frecuencias de forma activa, razón por la cual tal práctica es casi universal. Lo que no es tan común es tri-amplificar, es decir, olvidarnos de la cajita de crossover pasivo que acompaña a los sistemas de altavoces tipo componente, encargada de dividir las frecuencias entre el tweeter y el medio-bajo típicamente a algo así como 3000 Hertz, y sustituirla por un crossover externo activo y un tercer amplificador, uno para el subwoofer, otro para el medio-bajo y otro más para el tweeter.
Ya habíamos mencionado que las ventajas de un crossover activo sobre uno pasivo son innumerables. De hecho, se puede afirmar que un crossover activo es superior a uno pasivo en todos los aspectos, quizás exceptuando uno: el costo. Específicamente el corte entre el tweeter y el medio-bajo puede realizarse de forma pasiva con una inversión que empieza desde unos treinta pesos mexicanos, mientras que no creo que se puedan invertir menos de cinco mil siguiendo el camino activo; gastos derivados de la adquisición del crossover electrónico externo y el tercer amplificador. Entre otras razones justamente por esta insignificante disparidad económica es que tales crossovers pasivos siguen siendo tan utilizados.
Bueno, pues supongamos que queremos “echar la casa por la ventana”, buscar la máxima perfección acústica posible e instalar un sistema totalmente activo tri-amplificado. Decía un amigo que si tú crees que algo es fácil, seguramente es porque no tienes ni la menor idea de lo que se trata. Así sucede también en este caso, donde estamos pretendiendo desechar el crossover de fábrica de nuestro costoso sistema de altavoces, crossover que quizá requirió 100 horas de ingeniería para ser desarrollado. Por supuesto que no es tan sencillo como simplemente adquirir un crossover electrónico de tres vías, seleccionar algunos cortes, alimentar con ellos a los amplificadores necesarios y disfrutar los resultados, ¡no tan rápido! Son varios los asuntos que antes habría que solucionar. En esta ocasión explicaremos uno de ellos, relacionado con la factibilidad de sobre vivencia del tweeter, más allá de la segunda canción.
Tan sencillo como…
Resulta que todo crossover pasivo pasa altas (para un tweeter), lleva un capacitor en serie. Una de las características de un capacitor es que no conduce electricidad en presencia de corriente directa. Pero, ¿cuál corriente directa, si la señal de audio que sale de los amplificadores es corriente alterna? Pues la corriente directa que tiene lugar al momento en que se distorsiona la señal por recorte de onda, es decir, por incrementar demasiado el volumen y/o pretender reproducir una señal más allá del límite superior del voltaje de operación de cada uno de los aparatos. Esta distorsión por recorte de onda puede originarse en cualquiera o todos los aparatos, desde el mismo estéreo, y es precisamente lo que se trata de evitar y controlar al realizar un ajuste profesional de la estructura de ganancias, empleando un osciloscopio o la Cajita Feliz. Bueno, pues en un sistema normal con tweeters cortados pasivamente, al momento en que se recorta la señal y se manda momentáneamente corriente directa, tal energía es efectivamente suprimida por el capacitor en serie con tal tweeter.
En un sistema 100% activo, este lapso de corriente directa se transmite íntegra al tweeter, acabando rápidamente con su vida, en situaciones que en sistemas pasivos pasarían desapercibidas. Vale la pena recalcar que el tweeter es mucho más frágil al fenómeno de recorte de onda que cualquier otro altavoz, ya que su manejo de potencia es muy inferior, por su delicada y pequeña bobina. ¿Cómo se soluciona? Muy simple. Si el problema es la falta del capacitor protector por tratarse de un sistema activo, simplemente ¡pongámoselo! Tan sencillo como eso. Obviamente no tan rápido. Ya que el objetivo era un elegante corte electrónico, quizá a 3500 Hertz de tercer orden, por decir algo, calculemos el valor de un capacitor para un corte de primer orden quizá a 500 Hertz, es decir, a una frecuencia totalmente fuera del rango de interés y distinta a la frecuencia de resonancia del tweeter, para que en nada afecte nuestro comportamiento activo, a no ser por la protección contra recorte de onda que produce.
Pues ya lo sabes, un pequeño truco que marca la diferencia entre la vida o la muerte de tus valiosos tweeters. Por supuesto, este no es el único problema que se nos presenta al cambiarnos a un sistema completamente activo, pero sí quizá el primero que deberías tomar en cuenta.
Artículo obra del Ing. Juan Castillo Ortiz publicado en la Revista AudioCar #194
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