Guía básica sobre sonido, altavoces, potencia, impedancia, THD y SNR [V2.0]

Potencia PMPO

Estoy seguro de que ya han visto en el mercado algo como “Mini System 3600W PMPO”, o sólo el “3600W” sin ninguna especificación, además de los más variados tipos de números que sólo sirven para confundir a la hora de elegir su aparato y que también no dicen absolutamente nada sobre la potencia real o el volumen máximo alcanzado por el aparato.

En el caso de la “PMPO” es una medida creada por los fabricantes para llenar los ojos del consumidor con números inflados, al principio se referían a la potencia de pico, con el paso del tiempo se estaban desarrollando nuevas maneras de medir la “PMPO” lo que acabó resultando en una medida completamente imprecisa, pues cada fabricante podrá tener su modo de medir los “Watts PMPO”

En otras palabras, la potencia PMPO no significa nada y tampoco es un parámetro de comparación entre sistemas.

Potencia RMS

Esta sí es la verdadera potencia de su aparato, a veces es un número pequeño, que rara vez llega o sobrepasa los 100W pero es aceptada mundialmente como estándar al medir la potencia de amplificadores, receptores y derivados.

Se obtiene con una señal de una sola frecuencia (60hz para subwoofers y 1khz como estándar internacional), en la misma amplitud al ser reproducida, lo que vale aquí son los valores obtenidos antes del amplificador distorsionar (“clip”).

Se hace de la siguiente manera, se conecta un resistor con la impedancia (ohmios) deseada (de 2 a 16ohms en general), cuanto mayor sea la impedancia, menor será la potencia RMS, después de conectar el resistor, se coloca el amplificador reproduciendo la amplificación frecuencia de prueba en onda senoidal y se mide la tensión en la resistencia, con un multímetro True RMS. la fórmula es la siguiente:

Pot = V² / R
V = tensión medida en el voltímetro
R = resistencia utilizada

Ejemplo de calculos de valor RMS

Tensión medida en el multímetro = 20 voltios, con un altavoz de 8 ohmios.
P = (20² / 8)
P = (400/8)
P = 50 W RMS

¿Cómo saber si estoy exagerando en la potencia aplicada en mi altavoz?

Hay algunas formas, una de ellas es percibir si el altavoz está “golpeando la bobina”, o sea la bobina está golpeando en el fondo del altavoz. Podría citar también el momento cuando el sonido comienza a distorsionar, pero eso no siempre es culpa del altavoz, muchas veces es el amplificador que está entrando en la región de distorsión

Ahora que ya sabes los conceptos de RMS vamos a la parte práctica del asunto

Sensibilidad

Cada altavoz tiene un parámetro que se llama “Sensibilidad” que por defecto se mide a 1W y 1 metros de distancia, la sensibilidad es la presión sonora (SPL, en otras palabras, volumen) en dB obtenido a 1m de distancia que el altavoz puede generar cuánto recibe una señal de 1W RMS

Por ejemplo: Un altavoz con sensibilidad de 86dB puede generar 86 dB de volumen a 1 metro de distancia con 1 W RMS

Impedancia

La impedancia es otro parámetro importante de los altavoces, cambia de acuerdo con la frecuencia pero aquí abordaremos la nominal de las cajas de sonido para una mejor comprensión, que varía de 2 a 16 ohmios en general, debe coincidir con la impedancia de su receptor / amplificador, cajas de 2 ohmios conectadas en un amplificador que soporta al menos 4 ohmios tiene grandes posibilidades de quemarse, tanto las cajas y los amplificadores, por otro lado no hay problema en tener cajas con impedancia nominal mayor que la mínima del amplificador, pero las cajas recibirán menos potencia, por ejemplo:

  • Cajas de 8 ohmios nominales
  • Receptor 4 ohmios, 100 W RMS

Al conectar este parlante en este receptor, en el máximo, recibirá 50W de potencia RMS

Es importante recordar que no siempre la potencia se dobla al disminuir la impedancia a la mitad, eso depende del diseño del amplificador.

Potencia RMS vs Volumen

Como sabemos, los altavoces tienen un parámetro llamado sensibilidad, pero estos valores no son lineales, o sea, el doble de vatios RMS no significa el doble de volumen reproducido por el altavoz, en realidad cuando doblamos la potencia, tenemos que añadir sólo 3dB al altavoz, siendo así:

  • Altavoz con 86dB sensibilidad al recibir 1W reproducir 86dB de SPL
  • Altavoz con 86dB sensibilidad al recibir 2W reproducir 89dB de SPL
  • Altavoz con 86dB sensibilidad al recibir 4W reproducir 92dB de SPL
  • Altavoz con 86dB sensibilidad al recibir 8W reproducir 95dB de SPL

Y por ahí va, ahora vamos a comparar altavoces de sensibilidades diferentes:

  • Altavoz con 86dB sensibilidad al recibir 8W reproducir 95dB de SPL
  • Altavoz con 89dB sensibilidad al recibir 4W reproduce 95dB de SPL

Concluimos que al añadir 3dB más en la sensibilidad, el segundo altavoz reproduce sonidos con la misma intensidad sonora que el primero y con la mitad de la potencia, eso es muy importante para sistemas que no poseen mucha potencia pues al estar equipados con altavoces de alta  sensibilidad pueden alcanzar los mismos niveles

Pero ¿cuánto de presión sonora significan un valor X de decibeles (dB)?

Ahora imagine cajas con 92 dB de sensibilidad, compare con el gráfico arriba y perciba el tanto de “ruido” que 1W puede hacer.

Ahora que ya sabes qué potencia no lo es todo, y que el doble de potencia no significa realmente el doble de volumen, vamos a aprender sobre la calidad del sonido.

Respuesta de frecuencia

La audición humana puede percibir sonidos que varían de 20 a 20.000Hz, por lo que un buen altavoz podría reproducir toda esta banda de frecuencia, pero eso es la teoría, en la práctica es muy difícil para sólo 1 altavoz reproducir todas estas frecuencias con la perfección, los llamados “fullrange” se propone hacer tal trabajo, pero son raros los casos que ellos logran.

Por eso hay varios tipos de altavoces especializados en bandas de frecuencia, podemos decir que existen aquellos para los graves, los medios y los agudos.

Tenemos entonces las siguientes categorías, Subwoofer (graves), woofer (medios), tweeters (agudos). Me gustaría recordar que estoy generalizando pues hay varias otras subcategorías como por ejemplo sub-graves, medios-agudos y etc, que forman parte de la transición de un tono a otro.

Tweeters

En el caso de los Tweeters, los Tweeters son hablantes en general pequeños y se mueven poco, así como mueven poco aire también, son responsables por las frecuencias agudas (altas) y por eso se mueven muy rápido y en un espacio pequeño, en general, van de 5.000 Hz hasta los 20.000 Hz.

En la banda de los agudos las ondas sonoras son bastante direccionales, se recomienda que el tweeter esté a la altura del oído de quien está oyendo el sonido, para un mejor aprovechamiento.

Woofers

En los medios tenemos los woofers, van de 80 o 120hz hasta los 5khz (5.000Hz), responsables de la mayor parte de la información sonora y también son aquellos que reproducen nuestro habla, con tamaño mayor que los Tweeters, ellos suelen mover más aire, pero son menores que los subwoofers y producen ondas menos direccionales que los tweeters pero aún direccionales.

Subwoofers

En los graves, de 80hz abajo tenemos los subwoofers, con un tamaño avanzado de 8 pulgadas hasta algunos modelos de 18 o más, que mueven grandes cantidades de aire y requieren altavoces mucho más grandes que los demás hablantes, son ellos quienes dan esa impresión de que se ha convertido en una de las más grandes de la historia de la música.

Uniendo estos 3 tipos de altavoces es posible crear una caja que reproduzca todo nuestro espectro audible, teniendo cuidado sólo para que ciertas frecuencias no queden más altas que otras, pues eso podría dar impresión de sonido sofocante o estridente por ejemplo. Estas cajas son comúnmente llamadas de 3 way.Imagen relacionada

Hay también las cajas 2 way, más comunes y más baratas, pueden alcanzar excelente calidad sonora pero en general, sacrificarán los graves más bajos.

Resultado de imagen para cajas 2 way
Lo ideal es que la caja de sonido tenga una respuesta plana sin grandes variaciones de presión sonora de 20hz a 20khz.

En el caso de que el subwoofer requiera mucho más potencia que los woofers y tweeters, es muy común encontrar sistemas 2 way en estéreo y más uno que contiene sólo el subwoofer, esto es hecho para ahorrar espacio y porque el subwoofer requiere mucho más potencia que los woofers y tweeters.

Distorsión armónica (THD)

La distorsión armónica total (THD) se mide en porcentaje, y el ideal es que esté bajo del 1%, cuanto menos mejor, la distorsión hace por ejemplo, la señal senoidal quedar achatada, perdiendo así su calidad, equipos con THD menor que 1 % se consideran Hi-Fi (alta fidelidad)

Por lo tanto es siempre mejor un amplificador que te entregue por ejemplo 100W a 4ohms con 1% THD que otro que entrega 100W a 4 ohmios con 10% THD, sin hablar de que la distorsión es uno de los principales motivos para la quema de los altavoces.

Es importante resaltar que el 1% de distorsión es el límite máximo aceptado por la mayoría de las personas, muchas veces las empresas divulgan la potencia con un 10% de distorsión, que es un número altísimo y que seguramente le incomodará.

Signal-to-Noise ratio (SNR)

Este es un parámetro a veces ignorado o eliminado pero que también es muy importante, mide cuánto de ruido, es decir, interferencia el sistema tiene. Y es responsable del chirrido que se oye cuando el sistema está encendido, pero no está reproduciendo nada. Y cuanto menor, mejor, ya que este ruido se amplifica cuando se aumenta el volumen. (recuerde que generalmente ese número es negativo en la escala db).

También se denomina relación señal-ruido y abreviado como S / N o SNR.

Espero haber abordado algo que sea útil para su conocimiento y cualquier duda o corrección, me pueden notificar en la caja de comentarios.

pioboss Autor

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