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Términos técnicos

ALGUNAS NOCIONES BÁSICAS:

«Desde que puse el oído en el mundo de la alta fidelidad, he tenido que revisar, escuchando a especialistas de todo tipo, todas las nociones básicas que había adquirido tontamente en la escuela de electrónica. Todos esos datos simples de vatios, impedancia, resistencia, etc., se doblaban con tales nociones subjetivas, con tanto manejo de uso que, y lo he comprobado desde entonces, incluso los laboratorios oficiales empiezan a perderse.

Por eso he querido, solo para limpiar mis neuronas, revisar más de cerca todas esas nociones fundamentales y compartir con ustedes mis redescubrimientos.

En los libros de divulgación y en las tiendas, el desafortunado consumidor se encuentra a menudo frente a cantidades de datos contradictorios sobre la potencia de los sistemas. Retomemos, pues, los términos usuales utilizados en este ámbito y devolvámosles su justo lugar y, sobre todo, una justa realidad.»

Guy Le Cornec

SABER MÁS SOBRE...

La frecuencia, o pulsación por segundo, se expresa en hercios (Hz). La banda de frecuencias audible por un ser humano es, en teoría, de 20 a 20 000 Hz. La sensibilidad del oído, tanto en presión como en frecuencias, disminuye con la edad.

El dBspl es la unidad de medida de la presión sonora. Su nivel cero está establecido en el umbral de audibilidad del oído humano: 2·10^-5 Pascales. Es una unidad de progresión logarítmica, como toda escala en decibelios.

El dB(A) es una escala de medida en dBspl ponderada en función de la frecuencia.

Tabla comparativa de valores de niveles sonoros en dB(A)

PRESIÓN ACÚSTICA Pascal (Pa)	NIVEL DE PRESIÓN SONORA dB (A)	SENSACIÓN SONORA	NATURALEZA DE LOS RUIDOS
		IMPRESIÓN SUBJETIVA
< 2 · 10-5	< 0	Imperceptible	Cámara anecoica
0	Umbral de audibilidad	Test de audiometría
6,3 · 10-5	10	Silencioso	Estudio de grabación
2 · 10-4	20	Muy tranquilo	Velero, jardín, cueva
6,3 · 10-4	30	Tranquilo	Dormitorio, voz baja
2 · 10-3	40	Tranquilo	Oficina o apto. tranquilo, voz normal
6,3 · 10-3	50	Moderado	Oficina o apto. ruidoso, voz normal
2 · 10-2	60	Soportable	Apto. + TV, voz fuerte
6,3 · 10-2	70	Ruidoso, fuerte	Calle transitada
2 · 10-1	80	Fuerte, molesto	Estación, talleres
6,3 · 10-1	90	Lesiones si 8h/día	Mecánica, tejido
2	100	Muy intenso	Prensa, motos, torneado
6,3	110	Insoportable	Remachadora, martillo pilón
20	120	Ensordecedor	Imposible conversar, discoteca, concierto
63	130	Umbral de dolor,	Reactor
		trastornos, sordera

El rendimiento es la relación entre la energía aportada y la energía restituida. En nuestro caso, la relación entre la potencia eléctrica suministrada por el amplificador y la potencia acústica entregada por el altavoz. Pero hay que saber que nuestro oído no es sensible a la potencia acústica, sino a la presión. Sin embargo, a potencia acústica igual, la presión aumenta con la disminución del ángulo de radiación. Por tanto, es un dato difícil de cotejar con la percepción auditiva.

La sensibilidad es el nivel de presión acústica entregado por un altavoz en un punto dado del espacio, normalmente a 1m en el eje de radiación máxima, para una tensión de alimentación dada (normalmente 2,83Veff para un altavoz que entra en la categoría normalizada de impedancia de 8 ohmios). Esta medida se da normalmente para una radiación en semi-espacio (2pi estereorradianes, más visualmente: una semiesfera).

La respuesta en frecuencia es la representación gráfica de la sensibilidad del altavoz a todas las frecuencias. Normalmente se establece de 20 a 20 000 Hz, para una señal de 2,83V a 1m en el eje. Debe ser "lisa" y progresiva, no presentar huecos o picos estrechos, ni "escalones". Es una característica esencial de un altavoz.

La potencia: El término más manoseado en nuestro oficio... Hay dos cálculos de potencias que pueden interesarnos.

– La potencia eficaz (o RMS) entregada por un amplificador. Los amplificadores de audio son generadores de tensión, por lo que la potencia se calcula en función de la carga en la que disipan: cuanto menor es la impedancia, más potente es el amplificador, ya que entrega más corriente (P = U x I). Esto ocurre hasta que la tensión de alimentación cae o los componentes de la etapa de salida piden tregua ante la corriente que los atraviesa.

– La potencia eléctrica admisible de un altavoz en vatios AES. No es más que la expresión de la capacidad de un altavoz para absorber una potencia eléctrica sin ser destruido: ya sea por despegue del hilo del soporte de la bobina o por combustión del barniz aislante de dicho hilo. En la práctica, es un límite térmico. Un altavoz potente no es de mejor calidad, es simplemente más sólido... un neumático de camión inflado a 8,2 bares no se agarra mejor a la carretera que uno de moto inflado a 2 bares. Esta potencia se expresa en vatios AES, porque las condiciones de medición están muy precisamente establecidas en una norma, actualmente la norma AES2-1984 (r2003).

Todas las unidades de potencia: cresta, impulsiva, musical, media, Peak Music Power... no tienen significado. Las normas DIN e IEC ya no se utilizan.

El nivel sonoro máximo, o dBspl Max, está únicamente ligado al volumen de aire desplazado a una frecuencia dada. Este volumen se deduce de la superficie de la membrana (Sd) y del recorrido posible (Xmax) del altavoz. Un altavoz de banda ancha de 21cm con un recorrido de 2mm entregará más presión, y por tanto "sonará" más fuerte, que uno de graves de 13cm con 5mm de desplazamiento.

El desplazamiento máximo (Xmax) es la excursión positiva o negativa, idealmente simétrica, que puede recorrer la bobina en el entrehierro antes de que la distorsión generada por la pérdida de fuerza (Bl) supere el 10%. Los trabajos del Dr. Klippel han demostrado que esto corresponde a una caída del factor Bl del 18%. Nuestros valores de Xmax corresponden a este criterio, por eso Xmax puede superar al X físico, que es una simple sustracción de la longitud del bobinado respecto a la altura del entrehierro.

La distorsión de un altavoz es causada por las numerosas no linealidades en su interior: la fuerza del motor (Bl), la inductancia de la bobina (Le) y la flexibilidad de la suspensión (Cms) no son lineales y a veces son asimétricas según la intensidad de la corriente (i) que atraviesa la bobina y su posición (x) en el entrehierro. Todo esto requiere un estudio atento de cada elemento constitutivo de un altavoz.

Ceteris paribus, la distorsión es más elevada cuando el recorrido aumenta. Por supuesto, a recorrido igual, un altavoz bien diseñado ve su distorsión reducida.

El concepto de banda ancha.

La mayoría de los altavoces del mercado utilizan una configuración multivía, separando las frecuencias entre diferentes altavoces especializados mediante filtros pasivos. Dichos filtros ya tienen, en teoría, múltiples defectos, acentuados en la práctica por las carencias de los componentes electrónicos que los constituyen.

Históricamente, el primer altavoz se utilizaba en "banda ancha": sin filtro, aunque su respuesta no era de banda ancha sino más bien de medios, solo servía para escuchar la voz.

A medida que la radiodifusión evolucionaba, los altavoces se refinaron en su reproducción y ampliaron su banda pasante.

Fue solo más tarde, cuando aumentaron los niveles acústicos demandados, cuando los altavoces se especializaron. Las restricciones técnicas impuestas para la reproducción de un espectro amplio no son compatibles con un uso en un concierto del Hellfest.

En el uso doméstico, un altavoz de banda ancha de calidad sabe aprovechar la ausencia de filtro.

Es un saber hacer que Supravox ha sabido conservar, transmitir y perpetuar.

Los conos totalmente de papel.

En Supravox, las membranas de nuestros altavoces de banda ancha son íntegramente de papel, desde el encolado de la bobina hasta la suspensión. Así ha sido desde la concepción del primer altavoz electrodinámico.

El papel, por su estructura homogénea pero aleatoria en la distribución y orientación de las fibras, aporta un comportamiento de rigidez/amortiguación interna homogéneo en toda la banda pasante. El diseño preciso de una membrana, su perfil y su grosor definirán su respuesta: extendida y sin accidentes. La formulación de la pasta de papel aportará la "transparencia" sonora al altavoz. El tratamiento específico de la suspensión externa de papel nos permite controlar la respuesta en frecuencia y el sonido del altavoz.

Utilizamos las mismas membranas exponenciales, procedentes de los mismos moldes, con el mismo papel desde los desarrollos del Sr. Liebert en los altavoces de banda ancha en los años 40.

Nuestros altavoces están asociados a veces a un domo o un bicono. Un domo muy rígido, tratado para tal efecto y pegado directamente sobre el soporte de la bobina, permitirá extender la respuesta de un altavoz más allá de los 12-15 kHz.

El bicono, que por su forma y superficie actúa como un segundo altavoz más pequeño, aportará mucha energía a partir de los 4 kHz.

La elección se hace durante el diseño y la puesta a punto minuciosa de cada altavoz.

¿Qué imanes?

Un imán, sea cual sea su tecnología, es ante todo una fuente permanente de energía magnética. Sin embargo, como todo elemento terrestre, nada es perfecto. Todo imán se caracteriza por cuatro comportamientos principales:

– Su remanencia, o su capacidad para conservar un campo permanente más o menos elevado.
– Su coercitividad, que es su capacidad para resistir los campos exteriores opuestos que tienden a desimantarlo.
– Su temperatura máxima de uso.
– Su coeficiente de temperatura, que indica su pérdida de campo reversible con el aumento de la temperatura de uso.

Desafortunadamente, ningún imán es excelente en todos los puntos, y a esto hay que añadir su precio de coste.

El imán de ferrita es el más barato, su remanencia es buena, su coercitividad elevada y tiene una temperatura de uso cómoda de 225°C, pero tiene el peor coeficiente de temperatura de todos.

El neodimio es caro, con una remanencia y una coercitividad muy elevadas y un coeficiente de temperatura correcto, pero una temperatura de uso baja de 80°C para los grados estándar.

El Alnico, una de las aleaciones más antiguas junto con el Ticonal, ofrece una remanencia elevada, un coeficiente de temperatura casi perfecto y una temperatura de uso muy elevada de 450°C, pero una coercitividad baja para los grados antiguos y usuales. Es un muy buen imán, muy caro, que requiere un poco de atención en el diseño del motor para estabilizarlo.

Una última fuente de campo magnético es la bobina de excitación. En este montaje, el imán se reemplaza por una bobina que, bajo la acción de la corriente que la atraviesa, genera un campo magnético proporcional: la inducción. Si la alimentación de la bobina está controlada en corriente, entonces el campo en el entrehierro es invariablemente estable.

Nivel de escucha, rendimiento y potencia.

Hemos visto que el nivel sonoro de escucha solo está ligado al desplazamiento del altavoz multiplicado por su superficie. También hemos notado que un altavoz de mayor rendimiento requiere menos potencia para el mismo nivel sonoro.

Sin embargo, la potencia disipada en la bobina aumenta su resistencia proporcionalmente al aumento de su temperatura, lo que disminuye el rendimiento del altavoz mediante la caída de la corriente que atraviesa la bobina (i=U/Re, alimentado por el amplificador en tensión). A esto lo llamamos compresión térmica.

Por otro lado, quien dice más potencia, dice más componentes en el circuito electrónico, más disipación en ellos, más no linealidades térmicas y eléctricas y, por tanto, más distorsiones. Si podemos conformarnos con poca potencia, podemos orientarnos hacia circuitos simples y eficaces, o incluso en Clase A, más lineales, de distorsión reducida y musicalidad reconocida.

Vemos claramente que un altavoz de alta sensibilidad induce indirectamente menos distorsiones en su uso, incluso en los componentes electrónicos asociados.

CONCLUSIONES

De este discurso, usted debe retener tres nociones primordiales en cuanto a la elección de sus altavoces:
– La potencia admisible de un altavoz no revela nada sobre sus cualidades.
– Las cualidades subjetivas de un banda ancha están íntimamente ligadas al papel y al perfil de la membrana utilizada. Es un saber hacer raro y precioso.
– Un altavoz de alta sensibilidad autoriza el uso de amplificadores de pequeña potencia, ya sean de transistores o de válvulas, intrínsecamente más lineales y, por lo tanto, más musicales.