Adaptado del curso "Fundamentos de equipos de son, amplificación e adaptación das etapas de saída" de Xosé Manoel Gómez García.
El amplificador
Como ya hemos visto, el amplificador logra que a su salida se tenga más tensión o intensidad (o ambas) que a la entrada. Un amplificador no debe variar nunca la frecuencia de entrada. La primera etapa (preamplificador) siempre es una amplificación en tensión debido a que las señales son débiles y vienen mezcladas con ruido. La segunda etapa (etapa de potencia) es fundamentalmente en intensidad, ya que las bobinas sufren desplazamiento proporcional a la intensidad que las atraviesa.
La "clase" de un amplificador está relacionada con su rendimiento: η = Psonido / Pconsumida
Clase A: máxima calidad, pero rendimiento del 25%.
Clase B: rendimiento del 80% pero tienen distorsión de cruce por cero.
Clase AB: sin distorsión de cruce y rendimiento del 50%.
Las clases C, E, F, G y H no valen para audio o no están normalizadas.
La clase D tiene un elevado rendimiento (90%) (poco consumo eléctrico, menos calor, menos peso y volumen). Los transistores trabajan como interruptores en vez de como resistencias.
Amplificador extra (etapa de potencia)
Cuando la amplificación de la unidad central no es suficiente, se recurre a un amplificador auxiliar, una etapa de potencia, para suministrar la potencia necesaria a los altavoces.
Características:
Consume una intensidad considerable, por lo que necesita una alimentación independiente de la unidad central.
Produce bastante calor, por lo que debe situarse en un lugar con suficiente ventilación (maletero, debajo de asientos...). La carcasa metálica actúa de disipador de calor.
Tipos:
Monofónico: amplifica una única señal o canal. En función de su respuesta en frecuencia puede ser usado como ampli de subgraves o para amplificar cada uno de los dos canales en un sistema estéreo.
Estereofónico: Puede funcionar en estéreo, amplificando el canal izquierdo por un canal y el derecho por el otro.
Además de estar previsto para este uso, puede funcionar en modo bridge, que sirve para aplicar a un solo altavoz la suma de la potencia de ambos canales. Cuando se usa en puente, el altavoz tiene que tener impedancia doble. Este uso suele ser para amplificar subgraves.
Algunos amplificadores estéreo que permiten conexión en puente, también permiten conexión trimodo, que consiste en que los medios y agudos se reproduzcan en estéreo y los graves y subgraves en mono, realizando una conexión en puente. En esta conexión cada altavoz deberá tener el filtro correspondiente:
Ecualizador
Un ecualizador consta de una serie de filtros activos (necesitan alimentación externa de cc) de diferentes frecuencias fijas que sirve para aumentar o disminuir el nivel de sonido a esas frecuencias.
Adaptan el tono a las preferencias del oyente. También permiten compensar la mala respuesta de los equipos o mala acústica del local.
Cada filtro actúa sobre una octava. Recuerda que el espectro audible está dividido en 10 octavas. Un ecualizador de 2 octavas tendrá 5 bandas, uno de una octava tendrá 10, uno de 1/2 octava tendrá 20, etc.
Filtros activos
Un filtro activo efectúa la separación de frecuencias antes de la amplificación auxiliar o extra.
Tiene mayor pendiente que un filtro pasivo.
Necesita alimentación y además un amplificador por cada una de las salidas.
Ejercicios
Montaje trimode. Tenemos una etapa e potencia estéreo de 500W/canal a 8Ω. Realiza el conexionado de dos tweeters y un sufwoofer escogiendo adecuadamente las impedancias. Ponle bobinas y condensadores donde proceda. Calcula la potencia de cada altavoz.
Calcula la tensión continua de una fuente de alimentación simétrica para un amplificador que va a conseguir 700WRMS con impedancia de salida de 8Ω. Considera que se le conecta un altavoz perfectamente adaptado y que se le hace emitir un tono puro a potencia máxima. Calcula la tensión de alimentación simétrica (±Vcc) que debe recibir el amplificador para ser capaz de tratar esa potencia sin saturar. Haz redondeo en múltiplo de 10.
Tenemos un amplificador estéreo con una Zout=4Ω por canal. Si deseamos realizar una conexión en puente de un único altavoz, ¿qué impedancia mínima deberá tener dicho altavoz? Dibújalo.
Dibuja un filtro de dos vías con una frecuencia de cruce de 1kHz y un rechazo de 18dB/octava. Calcula el valor de cada uno de sus componentes para altavoces de 4Ω.
Tenemos un amplificador estéreo con una Zout=2Ω por canal. Los tweeters tienen una Zt=4Ω y el woofer Zw=8Ω.
a. Dibuja el esquema resultante y calcula los elementos necesarios para filtro de 1er orden con fc=100Hz.
b. Calcula la impedancia resultante y explica la aproximación que tienes que hacer.
Tenemos un amplificador con salida de 2Ω a 145W. Conecta adecuadamente una bocina de 16Ω (50W), dos altavoces de 8Ω (25W) y tres altavoces 4Ω (15W). Comprueba que la distribución de potencia en cada altavoz no exceda la indicada por el fabricante.
Conecta en el siguiente equipo antena, batería, fusibles y los siguientes altavoces y filtros de cruce:
Dos altavoces frontales sin amplificación adicional.
Dos tweeters frontales de fc=100Hz (6dB/oct) (potencia).
Un subwoofer con fc=200Hz para el maletero (6dB/oct) (bridge pot).
Ten en cuenta que Zout=2Ω (etapa de potencia) y Zout=4Ω (unidad central).
Calcula las potencias que deben tener los altavoces si la potencia de la unidad central es de 25W por canal y la de la etapa es de 500W por canal.