UNIDAD I: INTRODUCCIÓN A LA ELECTROACÚSTICA.

LOS PREAMPLIFICADORES

Los preamplificadores tienen por misión controlar, amplificar, y corregir las señales que provienen de los transductores.La entrada de los preamplificadores requieren de diferentes características dependiendo de la fuente de señal o fonocaptor.

Los fonocaptores requieren de una altísima impedancia para no atenuar las bajas frecuencias

Micrófonos (entrada hacia el preamp., norma DIN 41254)a) “Z” alta(mayor a 1000KΩ, para tensión de o.2mV)b) “Z” media(5KΩ a 20KΩ, para tensión de o.3 a o.6

Mv)c) “Z” baja(menor a 5KΩ, para tensión mayor a

o.6mV)

. Micrófono (salida del preamp. Hacia el cable de conexión)

a) “Z” baja (50Ω a 250Ω, para tensión de 4mV)b) “Z” media (500Ω a 5000Ω, para tensión de 3mV)c) “Z” alta (10KΩ a 50KΩ, para tensión de 250mV)

Cabezas magnéticasSalida alta (250 mV), salida baja( 300uV a 500uVDependen de la velocidad de la cinta

. Fonocaptores de cristal(o.5MΩ a 1MΩ, 250mV) Fonocaptores magnéticos(50KΩ, 300mV)

Características de operación de algunos fonocaptores.

ECUALIZADORES

Es una red eléctrica que se intercala en el circuito de entrada de un amplificador para compensar las anomalías de los locales, de las cintas grabadas de audio, etcétera; ó en una línea telefónica para mejorar la audición.Podemos conocer los ecualizadores también con otros nombres como : controladores de tono, resaltando notas ya sean graves o agudas, se manejan en anchos de frecuencia en octavas, medias octavas ó un tercios de octavas

Si en lugar de un filtro utilizamos varios, con frecuencias diferentes cada uno de ellos, podemos manejar distintos intervalos de espectro de frecuencias a nuestro gusto, aumentando o disminuyendo el nivel de cada zona según nos interese y como se ve en la siguiente figura.

La distorsión de está debe ser muy pequeña de 0.01% tanto de intermodulación, como armónicas para los fabricantes.

Ecualizador grafico

La distorsión de estos ecualizadores es muy pequeña en intermodulación y armónicas.

Los equipos existentes en el mercado son estéreo; por lo tanto tienen los controles duplicados para actuar en cada canal por separado.

Ecualizador paramétrico

Es un tipo de ecualizador más completo, es más complicado en diseño y utilización, así como más costoso.Las características de un ecualizador paramétrico son:1.- Variación de la ganancia

2.- Variación de la frecuencia3.- Variación del ancho de banda.

Mediante un ecualizador es posible corregir las deficiencias de una sala de escucha.Las salas domesticas tienen ciertas frecuencias de resonancia.

Los ecualizadores se pueden conectar en etapas intermedias para corrección del sonido en salas.

Podemos manejar una ecualización de múltiples micrófonos.

Un ejemplo de mejorar la respuesta en frecuencia de una sala de escucha es como se ve en la siguiente grafica:

En las etapas finales se busca siempre obtener la máxima potencia de salida. Los circuitos siguientes se muestran como adaptadores de impedancia.

AMPLIFICADORES DE POTENCIALas etapas finales de los amplificadores de potencia consiste en el montaje de los transistores, ya que pueden ser etapas de potencia simples o montajes en PUSH-PULL.

Para aumentar la potencia de salida y mejorar el

rendimiento del circuito, se utilizan los montajes

simétricos o en contra fase o también llamados en

PUSH-PULL.

Se deben de cumplir dos condiciones ancho de banda

y distorsión. Esto se cumple empleando técnicas de

realimentación (Feed back).

Aunque reduce la ganancia y esto se puede remediar

incluyendo mayor cantidad de etapas de

amplificación.

¿Qué es ancho de banda en un amplificador?

Es la respuesta en frecuencia a -3 dB.El ancho de banda del oído es de 20Hz a 20KHz, con variaciones que no son notorias a -3 dB.

Algunas clases de amplificación más usada en audio son las siguientes:

Amplificador A

Amplificador B y AB

Distorsión del amplificador de potencia.

Al reproducir un sonido debe procurarse que este sea lo más fiel posible al sonido original. Siempre existe una diferencia entre el sonido reproducido y el original. Esta diferencia entre ambos es lo que se denomina distorsión.

Aunque la señal de salida posea la misma frecuencia que la de entrada (mismo tono) el timbre es diferente.

El contenido de los armónicos de la onda de salida es, en este caso, el motivo de la distorsión.

Los diversos tipos de distorsión en un amplificador son:

a) Distorsión de amplitud armónica o no lineal.b) Distorsión de frecuencia.c) Distorsión de fase.d) Distorsión de transitorios. e) Distorsión de intermodulación.

Condiciones que se deben pre-veer en un amplificador de potencia, para el diseño de la caja

acústica

La potencia en RMS o PMPO

La impedancia ( 2 ohms, 4 ohms, 8 ohms)

La potencia necesaria del amplificador por cada canal viene condicionada por el volumen de la sala y el tipo de cajas acústicas

Con un mismo amplificador podemos sacar varios canales con su respectiva caja acústica de baja media y alta impedancia y potencia para darnos diferentes o iguales niveles de sonido

Diferentes canales de salida en un amplificador de potencia

La tabla siguiente muestra algunos niveles de potencia del amplificador para ciertos recintos

acústicos en ciertas dimensiones

Potencia RMS en Watts por canal

V O L U M E N

54 m3 85m3 113m3

10 watts 97 dB 95 dB 93 dB

20 watts 100 dB 98 dB 96 dB

35 watts 102 dB 101 dB 98 dB

50 watts 104 dB 102 dB 100 dB

75 watts 105 dB 103 dB 101 dB

100 watts 107 dB 106 dB 103 dB

Forma de elegir los altavoces que se utilizarán en la caja acústica en base a las características del

amplificador Potencia del amplificadorPor canal en RMS y Zsal.

Woofer Potencia en RMS y Zw

Squaker Potencia en RMS y Zs

Tweeter Potencia en RMS y Zt

Wsal. = 100 watts

Ww= 100 watts por 1.5 = 150 w

Ws = 150 watts Entre 2 = 75 w

Wt = 75 wattsEntre 2 = 37 w

Zsal. = 8 ohms Zw = 8 ohms Zs = 8 ohms Zt = 8 ohms

Potencia del amplificadorPor canal en PMPO y Zsal.

Woofer Potencia en PMPO y Zw

Squaker Potencia en PMPO y Zs

Tweeter Potencia en PMPO y Zt

Wsal.= 100 watts Ww = 100 wattsPor 1.5 = 150 w

Ws = 150 wattsEntre 2 = 75 w

Wt = 75 wattsEntre 2 = 37 w

Zsal. = 8 ohms Zw = 8 ohms Zs = 8 ohms Zt = 8 ohms

O también

Ganancia en potencia, ganancia en voltaje, ganancia en corriente de un amplificador de Audio.

En los amplificadores se puede llamar amplificación

“A” a la relación de tensiones, corrientes y potencias

de salida a entrada y ganancia a su expresión en dB.

PROBLEMA 1

Para una potencia P1 y P2 tanto de entrada y salida respectivamente, en una relación de 2 a 1. Encuentre su valor en dB’s, considerando los mismos valores de voltaje V1 y V2 también encuentre su valor en dB’s

PROBLEMA 2 Del sistema de amplificadores en serie la GT= 80 dB a 1KHz, y para una relación de 1 mv de entrada y 10 v de salida. Encuentre las ganancias de inter etapas de amplificación.

Podemos manejar la formula para encontrar lo inverso voltaje de salida (Vs) ò voltaje de entrada (Ve).

PROBLEMA 3

Del sistema de amplificadores en serie se tiene una relación de 2 volts a 10 volts. Encuentre las etapas de amplificadores que se necesitan, para ganancias y atenuaciones de 20 dB y -6 dB.

Del problema anterior se calcula para comprobar, su voltaje de salida y su voltaje de entrada.

COMPACT DISC.

CD= Compact disc (digital audio system).

En 1980 resultado de una investigación conjunta entre Sony y Phillips.

Phillips-. Principio de operación y diseño el Hardware.

Sony-. El desarrollo del Software, incluyendo el método de procesamiento de señales.

Diametro=12cm, larga duración, más de 60 minutos por lado.Grabación digital directa mediante modulación por codificación de pulsos (PCM), así como sistemas de modulación y corrección de errores.

Se usa un sistema de lectura de señales sin contactos con un láser de semiconductor (Transductor láser).

Grosor = 1.2mm

Grabación Análoga-Digital (Tiempo de muestreo

44.1KHz).

Grabación digital S/R= log 65595 + 1.8= 98dB

T= 15 microseg PCM (Muestra de pulsos codificados).

Capacidad de almacenaje de unos 650 Mbytes

Rayo Laser.- Un semiconductor de germanio

(arsenioruro de galio GaAs), soporta 480°c, utiliza un

refrigerante de (-280°c).

El 50% de energía eléctrica aplicada se transforma en

radiación luminosa.

Laser Sanyo: Vs= 0.15V, Ws= 50mW, Zs= 0.5 ohms

Formato de señal (2 canales).

Cuantización lineal de 16 bits.

Velocidad de 200 a 300 Rev/min.

35% información; 65% control.

R.D 90 dB en bits.

DCC( CASSETTE COMPACTO DIGITAL).

Phillips inventó junto con matsushita.

Es la unión del cassette al sonido digital.

Utiliza las citas pregrabadas y las vírgenes

Codificación PASC (resolución de 8 bits).

Calcula y sigue la adaptación del umbral.

Presenta una corrección digital de errores.

Es el sucesor digital lógico del cassette.

Graba en los dos sentidos de avance.

Amplio rango de respuesta.

Esta adaptado a las características fisiológicas del oído humano. Ello significa que solo es necesario la grabación de los sonidos por ensima de dicho umbral.

PASC alcanza un registro a solo ¼ de velocidad (bits/seg.) del compact disc.

Grabación en 2 sentidos; La cinta lleva 2 informaciones analógicas y digitales.Maneja 2 cabezas.

Grabación de mensajes visuales fijos como titulo del álbum, lista de títulos, nombre del artista.

Tiempo de grabación 4X25 min (D70).

MINIDISCO (SONY A LA VANGUARDIA).

Pequeño disco de 64mm de diámetro.

Se asemeja a los disquetes de 3.5”, que es inmune a los

agentes externos nocivos como el polvo o la suciedad.

Tiempo, 74 minutos de sonido digital.

Se puede grabar tantas veces como se quiera (hasta 1

Millón).

Dispositivo anti golpes.

La presentación teórica del formato MD son idénticas al

CD.

Rel. Ruido señal (R/S) altísima, utiliza la versión

avanzada del CD denominada AC/RC.

Grabación de tipo magneto-óptico.

ATRAC- Codificación acústica por transformación

adaptativa.

Una aplicación de tipo móvil calidad irreprochable.

Incorpora una memoria de acceso aleatorio (DRAM)

de 1Mbit.

OTROS SISTEMAS

DAT, MIDI, DVD, MP3, MULTIEFECTOS,

AUDIOMETROS, MEZCLADORAS

Sistemas reductores de ruido (DNL, THX, DOLBY)