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02/01/2014

ALTA FIDELIDAD VALVULAR

Características que deben tener los amplificadores para lograrla:

Que significa Higt Fidelity - Hi Fi (Alta fidelidad)

Un sistema de sonido esta formado por una cadena de equipos, que van desde la captación del sonido en vivo, (micrófonos) amplificación ecualizada, mezcla, grabación de master (Analógico o digital) grabación de las copias, modulación y transmisión en el caso de la radio, y luego la reproducción de lo grabado: sintonía y demodulacion en radio. Lectura de la señal mecánica desde un surco de vinilo o magnética desde una cinta, reproducción del soporte tanto analógico como digital (vinilo, cinta magnética o medio digital), amplificación y ecualización y por ultimo conversión de la señal eléctrica en mecánica (parlantes – bafles)

Este es en mas o en menos el camino que recorre un sonido desde que fue captado en vivo hasta que llega nuevamente a nuestros oídos. Como es fácil imaginar, en cada paso de los mencionados se va perdiendo calidad, ya que ningún aparato es perfecto, todo sistema tiene algo de perdida de calidad, por bueno que sea.

Llamamos entonces ¨fidelidad¨ a la cualidad de no deformar el sonido y que este sea lo mas parecido (¨fiel¨) posible al original.

Hoy nosotros nos enfocaremos solamente en el sistema de amplificación, ecualización y reproducción electroacustica de un sistema valvular.

Cuales son los parámetros a tener en cuenta para saber si podemos definir como Hi Fi a determinado equipo?

Los siguientes:

Potencia de salida:

Rango dinámico:

Montaje Ultra Lineal:

Respuesta en frecuencia:

Distorsión armónica:

Distorsión por intermodulacion:

Montaje Estereofónico:

Relación señal ruido:

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Media alta

Elevado

Si

Ancha y plana

Baja

Baja

Si

Alta

 Veamos entonces que son estos items en detalle.

POTENCIA DE SALIDA:

En primer lugar una aclaración importante: Muchas personas, al elegir la potencia de su amplificador piensan que "con una potencia alta molestare a los vecinos", ó, " para que quiero tanta potencia si escucho bajito en mi habitación". Aquí va la explicación que demuele estos conceptos.

Como ya sabemos, la distorsión promedio de un amplificador aumenta con la potencia de salida, es decir cuanto mas rosca le damos al pote de volumen tendremos mas potencia y mayor distorsión, además esta el tema de la reserva de potencia para reproducir los picos de sonido sin distorsión y con holgura.

Por ej. si tenemos un amplificador de 5 W y lo usamos al palo, no tendremos un solo watt mas de reserva para los picos y los "molto vivacce", y en esos casos el amplificador satura, distorsiona y no despega los sonidos fuertes de los suaves, y al diablo con la inversión que se hizo en HI FI. Por eso es importante contar con reserva aun si se lo usa al 20 ó 30% de su volumen total. Además a esos niveles para un amplificador potente la distorsión se mantiene muy baja y el equipo "despega mas" los "pianisimos de los molto"

Otro punto importantisimo es la respuesta de graves, para tirar graves fuertes, profundos, con cuerpo y sin distorsión hace falta potencia, los sonidos graves requieren de potencia para mover masa de aire y parlantes de gran diámetro, digamos mínimo 10" (Los bafles sub woffer tipo Home theater con parlantitos de 4" y un agujero en el medio es otra cosa, funcionan bajo otro principio que esta tan lejano de la HI FI como el día de la noche).

Ahora a medida que aumenta la frecuencia las necesidades de potencia se reducen, por eso los parlantes de agudos son pequeños y se construyen con bobinitas chicas.

Resumiendo: Una cualidad importante para ser HI FI es contar con potencia, en los amplificador valvulares es recomendable no bajar de 50 + 50 Watt. Con 25 + 25 Watt te podes defender pero menos de eso ya se hace difícil una reproducción de buen rango dinámico. Hay que tener en cuenta que los precios de las válvulas no varían demasiado entre un par para 10 W que uno para 50 W, solo aumentara un poco el costo de los transformadores, todo lo demás te cuesta lo mismo.

RANGO DINÁMICO:

El rango dinámico en el sonido es la diferencia de energía entre el sonido de nivel más bajo y el sonido de nivel más alto, es decir entre mayor sea esta diferencia más grande será el rango dinámico, esto nos lleva a lo dicho en el párrafo anterior sobre la potencia de salida de un amplificador.

Es importante mencionar, que el rango dinámico también se ve afectado tanto por el medio de grabación, por el soporte de reproducción y el amplificador usado para la reproducción, es decir por los micrófonos usados en la grabación y la manera en que se hizo el master, en cinta magnética analógica o en equipos digitales o en que tamaño físico de parlante/gabinete se utiliza para reproducir.

Por ejemplo el Vinilo tiene mayor rango dinámico que las cintas magnéticas analógicas pero ambos tienen menor rango dinámico que el CD u otro medio digital, como los archivos sin compresión .WAV.

Como formatos de compresión sin perdidas tenemos: FLAC ALAC DST LA LPAC LTAC MLP Real Audio –Lossless, RKAU SHN Tta Wav Pack WMA Lossless.

Los formatos compimidos con perdida como el MP3 – AC3 – AAC –ATRAC – DTS – MP2 MPC OGG WMA TwinVQ VQF tienen bajo rango dinámico, y son incompatibles con HI FI.

SISTEMA ULTRALINEAL:

Un desarrollo muy exitoso en el mundo de la Hi-Fi a válvulas es la etapa de salida push pull con transformador ultralineal, inventado por David Hafler e I. Keroes en 1951.

Si se examinan las curvas características de los pentodos del push–pull, se obtiene la red de curvas convexas, características de estas válvulas. (producen armónicas impares).

Si se ha unido la pantalla a la placa, funcionara como tríodo. Como en todo tríodo las curvas características son cóncavas (producen armónicos pares).

El montaje en push–pull anula esta distorsión El razonamiento de David Hafler y Herb Keroes fue el siguiente: desplazando la toma de pantalla debe existir un punto intermedio de la toma de pantalla en el transformador de salida donde se obtengan, lógicamente, las curvas rectas.

Se diseño entonces un transformador con toma intermedia. Esta configuración que unía las cualidades del triodo y del pentodo, manteniendo alta sensibilidad de entrada, y una curva de transferencia mucho mas lineal.

Este tipo de montaje es el que se usa en HI FI valvular, y también puede usarse tambien en Single Ended.

RESPUESTA EN FRECUENCIA:

En audio, para que sea un equipo de HI FI debe cubrir al menos el margen de las audiofrecuencias (Frecuencias audibles que van de 20-20.000 c/s).

Por lo tanto, mas ancha sea la respuesta en frecuencia de un equipo, más calidad tendrá el sonido final.

La respuesta en frecuencia de cualquier sistema debe ser plana, lo que significa que trata igual a toda la banda pasante, y lo devuelve sin modificar.

En la práctica, la respuesta en toda la banda, normalmente no es la misma. Hecho que se nota más en unos equipos que en otros, lo que se verifica con el trazado de la curva de respuesta.

Si el amplificador enfatiza los agudos, el sonido será "chillón",

Si por el contrario, pierde agudos, todo lo que reproduzca tendrá un "matiz oscuro".

Si enfatiza los graves, el sonido resultante resulta "sonido barril",

Si pierde graves, todo lo que reproduzca tendrá un "sonido metálico".

Si se levantan las frecuencias medias se produce un sonido "nasal".

En la mayoría de equipos, en las especificaciones técnicas, además de indicar cuál es la respuesta en frecuencia típica, se indica también la variación en dB entre una y otra, en HI FI no debe ser mas de +/- 3 dB, y el valor promedio a 0 dB se toma a 1 Kc/s

Una estrecha respuesta en frecuencia no es lo peor que puede suceder, lo peor, es una respuesta despareja. Es decir, como a ciertas frecuencias sube, en otras baja, por lo que el sonido resultante sale distorsionado.

En este tema la calidad del transformador de audio es fundamental.

El espectro de audición del oído humano es de 18 c/s a 15 Kc/s , por eso con un margen de 20 a 20.000 c/s es mas que suficiente, no olvidemos que a los 30 Khz comienza la banda baja de radiofrecuencia. Algunos fabricantes publican rangos de frecuencia de hasta 100 Khz, lo cual suena a exageración.

(ver http://es.wikipedia.org/wiki/Baja_frecuencia)

 

Nota del Autor :

En el año 1930, la Comisión Electrotécnica Internacional y la comunidad científica dieron el nombre del físico alemán Heinrich Rudolf Hertz a la unidad de frecuencia radioeléctrica llamándola Hertz o Hercio, en homenaje a su trabajos en favor de las telecomunicaciones, que deben su existencia a este científico. Sin embargo este autor, por criterio personal, continua utilizando la unidad c/s (Ciclos por segundo) para el espectro audible y la electroacustica, ya que estas tienen origen en oscilaciones mecánicas.

DISTORSIÓN ARMÓNICA:

La distorsión armónica se produce cuando la señal de salida de un sistema no equivale a la señal que entró en él. Esta falta de linealidad afecta a la forma de la onda, porque el equipo ha introducido armónicos que no estaban en la señal de entrada. Puesto que son armónicos, es decir múltiplos de la señal de entrada, esta distorsión no es tan disonante y es más difícil de detectar.

En todo sistema de audio siempre se produce una pequeña distorsión de la señal, dado que todos los equipos actuales introducen alguna no linealidad...

También algunos soportes, como ocurre con los discos de vinilos introducen distorsión armónica, sin embargo en éste y similares casos hay controversia y hay quienes sostienen que sin esta distorsión armónica, el sonido seria "demasiado puro o frío". Tal es el caso, que actualmente, no son pocos los músicos que, a pesar de procesar la señal por completo en sistemas digitales, graban sus trabajos en vinilo, para utilizar esa sonoridad tras remasterizarlos en la copia comercial final.

La distorsión armónica no siempre implica pérdida de calidad. De hecho, la distorsión se considera un efecto de sonido imprescindible para ciertos géneros musicales (básicamente rock) y así, se suele saturar artificialmente la señal básica producida por ciertos instrumentos (como guitarras eléctricas). En este sentido, la distorsión apareció en la música primero como consecuencia indeseada de la saturación de las etapas del sistema de amplificación (debido al uso de amplificadores de escasa potencia y pastillas humbuckers), y después se crearon unidades de efecto que producían artificialmente ese efecto, con independencia del equipo utilizado.

Al hablar de distorsión armónica, normalmente se hace referencia a la llamada distorsión armónica total, que es precisamente, la cantidad de armónicos que el equipo introduce y que no estaban en la señal original.

Para normalizar las medidas. La distorsión armónica total se mide introduciendo un tono de 1 kHz y midiendo la señal de salida. En los parámetros técnicos de los equipos, suele figurar la distorsión armónica total y se da en forma de porcentaje. Habitualmente, se indica con las siglas en inglés THD (Total Harmonic Distorsión). Por ejemplo, THD 0,3 @ 1 kHz.

La distorsión armónica total nunca debe estar por encima del 1%. De estarlo, en lugar de enriquecer la señal, la distorsión empieza a desvirtuarla y el sonido resultante empieza a dejar de parecerse al original,

Sobrepasar el nivel de distorsión aceptable por el sistema, supone modificar el sonido hasta el punto de que resulta diferente al original.

Dice el Ing. Bonello

"....la intención es terminar la discusión entre los amantes de los equipos de estado sólido (con chips e integrados de estado sólido) y los equipos de válvulas, explica Bonello: "La idea de que los equipos valvulares suenan mejor es porque si bien objetivamente distorsionan más que los de estado sólido, esa distorsión tiene un rango de frecuencia fácilmente enmascarable por el oído".

(El Ing. Oscar Bonello es Fundador y director de la firma Solidyne y profesor de la Universidad de Buenos Aires)

DISTORSIÓN POR INTERMODULACIÓN:

Cuando en presencia de dos o más tonos senoidales en la entrada se obtienen, a la salida, los tonos originales más otros tonos que resultan de la suma y la diferencia de sus frecuencias. Este efecto ocurre cuando las señales originales están en diferentes partes de la curva de transferencia del elemento amplificador, generalmente por ser de diferentes amplitudes. Un tono cae en una parte más lineal y el otro en una parte no lineal de la curva de transferencia.

DISTORSIÓN DOPPLER:

Cuando se utiliza un parlante de rango extendido, o cuando el bafle no tiene suficientes divisores del espectro de audio como para evitar este efecto, ocurre el siguiente fenómeno: Como los sonidos graves requieren más potencia del equipo que los sonidos agudos, no es raro que una señal que demanda 50 W RMS de un equipo de audio en bajas frecuencias requiera solamente 5 W en los agudos. El cono de un parlante que esté reproduciendo una nota baja actúa como un pistón y se desplaza hacia adelante y hacia atrás. Si simultáneamente se reproduce en el mismo parlante una nota bastante más aguda, será una parte menor del cono la que vibre y la oscilación mecánica es mucho menor. Al estar esta señal más aguda "montada" sobre un pistón que se desplaza hacia adelante y hacia atrás se producirá un efecto Doppler en el tono más agudo. El tono se elevará cuando el cono se acerque y será más bajo cuando se aleje del oyente.

ESTEREOFONÍA:

Definición:

"Técnica de captación, amplificación, transmisión, reproducción y registro acústico del sonido por medio de dos o mas canales simultáneamente, dando al oyente una sensación de distribución espacial, de relieve del sonido."

Se llama sonido estereofónico o estéreo al grabado y reproducido en dos canales (hoy disposición 2.0). Los discos de vinilo, los CD audio, las estaciones de radio FM, casetes y canales de TV y televisión vía satélite, transmiten señales de audio estéreo. El propósito de grabar en sonido estereofónico es el de recrear una experiencia más natural al escucharlo, y donde, al menos en parte, se reproducen las direcciones izquierda y derecha de las que proviene cada fuente de sonido grabada.

Aunque el sonido estéreo tiene dos canales monaurales independientes, habitualmente la señal en un canal está relacionada con la señal del otro canal. Así al escuchar una reproducción estéreo se tiene la sensación de que aparece un tercer canal en el centro de ambos canales, entonces se escuchará como un sonido tridimensional cuando fuese reproducido tanto en altavoces como en auriculares. Es decir, el sonido parece provenir de la izquierda, la derecha y el punto medio entre los dos altavoces.

La grabación en estéreo se introdujo en la musica comercial durante el otoño de 1954 para substituir a la grabación monoaural de canal único.

En los discos de vinilo los canales I y D se graban en desplazamientos perpendiculares que forman 45 grados con respecto a la vertical.

En la reproducción de grabaciones estéreo se usan cápsulas con una construcción de dos bobinitas a 90º una de otra que separan los desplazamientos horizontal y vertical para obtener las señales I y D.

El sonido estereofónico es una característica esencial de la HI FI, ya que esto contribuye a crear una imagen tridimensional del sonido, como si se estuviera realmente frente a los músicos en vivo. En Mono esto no ocurre. Nosotros tememos dos oídos y a partir de eso ya escuchamos en 3D por decirlo de alguna manera, lo que nos permite entre otras cosas poder identificar la dirección de donde proviene el sonido, por lo tanto los sistemas de audio deben mantener esta condición a través de la cadena de grabacion-reproduccion.

Por otro lado, si a una grabacion estereo tomamos las salidas I y D uniendolas en solo una para exitar un amplificador mono se produce un efecto no deseado, que es la suma y resta de ambas señales produciendose asi alteraciones en la calidad del sonido, asi desaparecen muchos detalles, se pierden graves, etc o sea se destruye el sonido original.

RELACIÓN SEÑAL RUIDO:

Relación Señal Ruido (Singnal Noise Rate): Suele identificarse como S/N o SNR, y es la diferencia entre la señal y el ruido de fondo. Cuando el dispositivo está trabajando con el Nivel Nominal, es la diferencia entre dicho nivel y el ruido de fondo. Por lo tanto en HI Fi obviamente los equipos deben tener un muy bajo nivel de ruido propio (Humm de fuente, cableado, soplido de válvulas, acoplamientos parásitos electrostáticos y magnéticos, etc.)

FACTOR DE AMORTIGUACIÓN:

El factor de amortiguamiento de un amplificador está relacionado con la impedancia de salida de éste y puede explicarse como la capacidad del amplificador de controlar el movimiento inercial del cono de un altavoz. Para una carga dada de altavoces, el factor de amortiguamiento de un sistema de altavoces viene, en la práctica, dado en su mayor medida por la impedancia del cable, por lo que no debe darse demasiada importancia a este parámetro del amplificador. Para mantener un factor de amortiguamiento alto, utilice siempre el cable del grosor adecuado.

El uso de procesos digitales o analógicos de modificación del sonido original tipo reverb, falang, mix, delay, surround, etc, etc, etc., son artificios incompatibles con HI FI, ya que como salta a la vista estos no respetan el sonido original, modificándolo. Esto puede sonar muy bonito y ser muy útil para determinadas composiciones pero no es Hi Fi. Sonido HI FI y sonido "espectacular" son dos cosas distintas. Pero si este fuera el sonido original, así tal cual deberá ser reproducido por el amplificador. Se entiende no?

Cuanto mayor sea la calidad del equipo, mas costoso resulta, pero bien vale la pena...!

Edu Navas Baccino

 

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