La instalación de sistemas de sonido o música ambiental en restaurantes, tiendas, oficinas y otros lugares, puede ser una buena fuente de ingresos para el técnico electrónico que ve decrecer el mercado de reparaciones día a día. Sin embargo, para instalar sonido ambiente no basta con entender un poco de electrónica. El técnico también debe tener unas nociones específicas del tipo de trabajo que debe realizar y sobre todo saber solucionar el principal problema que se presenta: la adaptación de impedancias. En este artículo hablamos un poco sobre la instalación de sonido ambiente con importantes consejos para los lectores que pretenden adentrarse en este campo de actividad.
EL PROBLEMA DE LA LONGITUD DE LÍNEA
No basta con tener un buen amplificador y conectar a su salida tantos altavoces como queramos para conseguir un sonido uniforme en un entorno.
Lo que ocurre es que la salida de la mayoría de los equipos de sonido que se pueden utilizar en este tipo de instalaciones es de baja impedancia y esto hace que la propia longitud del hilo que se utiliza para conectar los altavoces, con una resistencia no despreciable, pueda provocar atenuación. sensible a la señal.
Así, como se muestra en la figura 1, tendremos la desagradable sorpresa de comprobar que a lo largo de una línea en la que tenemos altavoces comunes en una transmisión de baja impedancia, la intensidad del sonido no permanece uniforme.
La intensidad del sonido se vuelve desigual y el último altavoz del sistema tendrá un volumen mucho más bajo. La solución a este problema pasa por transmitir la señal en alta impedancia o alta tensión, utilizando transformadores junto a cada altavoz.
De esta forma, la resistencia del hilo utilizado en la conexión al último parlante del sistema se vuelve despreciable en relación a la impedancia del primario del transformador, y con ello las pérdidas también. El resultado de este procedimiento es que tendremos el mismo nivel de señal en todos los altavoces del sistema, como se muestra en la figura 2.
Tenga en cuenta que un transformador troncal que eleva la impedancia de la señal a transmitir hasta el valor planificado para el sistema. Sin embargo, para que se adopte este sistema, hay algunos puntos importantes a considerar, como la impedancia o la tensión que se debe adoptar para que los transformadores utilizados sean de un tipo estandarizado y por lo tanto se puedan encontrar fácilmente en el comercio especializado.
Sin embargo, cambiar la impedancia de modo que se eludan las pérdidas debidas a la longitud del hilo conduce a otro tipo de problema que veremos en el siguiente punto.
EL PROBLEMA DE LA IMPEDANCIA
Si un amplificador tiene una impedancia de salida de 4 ohms, quiere decir que el equipo de sonido que conectemos a la salida de ese amplificador, es decir, los altavoces, en su conjunto no deben presentar una impedancia inferior a este valor. Si el conjunto tiene 4 ohms tendremos máxima transferencia de potencia y el sistema podrá funcionar a su máxima potencia. Si la impedancia de los altavoces es superior a 4 ohms, el sistema seguirá funcionando pero su rendimiento será inferior al máximo, es decir, el sistema de sonido no podrá entregar la máxima potencia de sonido a los altavoces.
Pero, el principal problema se produce si intentamos utilizar un conjunto de altavoces que tengan una impedancia inferior a la salida del sistema de sonido utilizado. En este caso, como se muestra en la figura 3, tendremos una sobrecarga del amplificador y los componentes del equipo pueden dañarse.
Vea entonces, en la figura, que si la salida del sistema es de 4 ohms, no se debe hacer la conexión de altavoces de 4 ohms en paralelo, ya que tendremos una impedancia mucho menor.
Por otro lado, la conexión en serie tiene el inconveniente de requerir que todos los altavoces estén siempre reproduciendo la señal, impidiendo la configuración individual de cada uno y elevando la impedancia total que pasa a ser la suma de las impedancias de los altavoces utilizados, como se muestra en la figura. 4.
El uso de transformadores facilita hacer coincidir las impedancias de los altavoces utilizados en cuanto a su cantidad con la salida del amplificador.
Entonces, si queremos usar altavoces de 4 u 8 ohms en un amplificador que tiene salida de 4 u 8 ohms, en lugar de trabajar con estos valores que no son muy fáciles de igualar, trabajamos con valores altos en una banda mucho más amplia. amplio, que es proporcionado por los fabricantes de transformadores de sonido y que, además de todo, también contemplan la resolución de problemas de pérdidas.
LOS SISTEMAS EN LA PRÁCTICA
Para solucionar ambos problemas, la inclusión de transformadores es fundamental porque permite una distribución uniforme del sonido, configuración individual y un mínimo de pérdidas sin sobrecargar el sistema de sonido. En la práctica, se utilizan 4 sistemas de distribución de sonido.
a) Línea directa de 8 ohms
En la figura 5 mostramos un ejemplo de cómo se pueden utilizar transformadores de distribución en este sistema recomendado para distancias cortas (entre 30 y 40 metros).
En este sistema la señal se puede distribuir por una línea de 8 ohms que corresponde a la salida del amplificador.
Fíjese entonces que, para un sistema de 5 altavoces, utilizamos 5 transformadores cuya impedancia primaria es de 40 ohms y secundaria dependiendo del altavoz utilizado. Los 40 ohms de cada transformador corresponden a un valor mucho mayor que la resistencia del hilo utilizado en el sistema en la longitud limitada a 40 metros. Esto significa que las pérdidas que se producen en este caso son mínimas.
Sin embargo, con 5 puntos de resonancia o 5 transformadores de 40 ohms conectados en paralelo, tenemos exactamente la impedancia de 8 ohms que coincide con la salida del amplificador del sistema de sonido.
Por supuesto, como dijimos, no hay necesidad de hacer coincidir absolutamente el sistema con la salida de sonido, y los transformadores de 40 ohms con un sistema de 8 ohms no bloquean los altavoces o los puntos de sonido en 5. Así, para el transformador indicado de 40 ohms y la línea de 8 ohms del amplificador podemos alimentar de 4 a 7 altavoces sin problemas.
Para más altavoces se utilizan transformadores de impedancias más altas, y el siguiente valor utilizado que se puede encontrar en los tipos comerciales es de 80 ohms. Con una línea de 8 ohms y transformadores de 80 ohms, podemos alimentar de 8 a 12 altavoces o puntos de sonorización, como se muestra en la figura 6.
Para sondear de 13 a 17 puntos, los transformadores que se utilizan son los de primario de 120 ohms.
b) Línea de 70 V
Con una línea de 70 V es posible emitir sonido a cortas y medias distancias de hasta 80 metros.
En este caso lo que se hace es conectar un transformador a la salida del amplificador que modifica la impedancia de salida de 8 ohms de este amplificador a un valor que, sólo a efectos de cálculo, corresponde a una línea de 70 volts.
Entonces, lo que haces es conectar transformadores en la línea que reducen nuevamente los 70 volts a una impedancia de 8 ohms, sin importar la cantidad. El único cuidado es elegir el tipo de transformador adecuado y observar que la suma total de las potencias de estos transformadores no sea mayor que la potencia de audio disponible a la salida del amplificador.
En la figura 7 mostramos cómo se puede hacer esto, en el caso de un sistema donde usamos 4 altavoces o puntos de sonido.
Además de cuidar que la potencia total de los altavoces sea menor o igual a la del amplificador para que no se produzcan sobrecargas, hay otras precauciones importantes que se deben tomar. Una de ellas es que el transformador troncal debe poder manejar toda la potencia del sistema. Otro punto importante es el hecho de que la línea de distribución debe estar bien aislada porque al operar con una tensión algo alta puede causar choques al tocarla accidentalmente.
Un punto importante de este sistema es la posibilidad de conectar a la línea transformadores de diferentes potencias, según el nivel sonoro deseado en cada lugar, sin que esto genere problemas de funcionamiento ni dificulte los cálculos. Solo cabe recordar que la suma de las potencias siempre debe ser menor o igual a la salida del amplificador.
Keletron dispone de una amplia línea de transformadores, tanto troncales con potencias desde 50 hasta 300 watts como transformadores de distribución desde 4 hasta 50 watts de potencia.
c) Línea 200 V
Este sistema es adecuado para medias y largas distancias, ya que el uso de altas tensiones (alta impedancia) en la línea de distribución reduce las pérdidas a niveles muy bajos incluso con hilos muy largos. Se pueden cubrir distancias de hasta cientos de metros sin pérdidas considerables.
Del mismo modo que en el caso de la 70 V lo que se hace es utilizar un transformador troncal que modifica las características de las señales de tal forma que, a efectos de los cálculos, se pueden considerar como si fueran en una línea de distribución de energía de 200 V, como se muestra en la figura 8.
Así, es suficiente acoplar transformadores apropiados en los distintos puntos de sondeo que reduzcan la señal de tal manera que aparezca con la impedancia del parlante. El principal cuidado que hay que tener con este sistema es que la suma de las potencias de los puntos de sondeo, dada por las características de los transformadores utilizados, no supere la potencia de salida del amplificador.
Una característica importante de este sistema es que en el mercado se pueden conseguir transformadores (como los de la línea Keletron), los cuales tienen derivaciones que permiten duplicar el número de puntos de sondeo. Al igual que con la línea de 70V , la línea de 200V debe estar bien aislada ya que puede provocar descargas.
También hay que destacar la importante característica de este sistema, que es la de permitir la conexión de altavoces de distintas potencias en el sistema, como es el caso de la línea de 70 V.
d) Línea de 500 ohm
Para este tipo de sistema de medio y largo alcance se utilizan dos tipos de transformadores, como en los tipos anteriores. El sistema puede cubrir distancias de cientos de metros sin pérdidas apreciables. Lo que se hace en este caso es utilizar un transformador troncal que eleva la impedancia de salida del amplificador, transmitiendo la señal a 500 ohms. Los transformadores de línea se conectan en cada punto de sondeo para bajar la impedancia de línea al valor requerido por el altavoz, como se muestra en la figura 9.
La determinación de los transformadores a utilizar en este sistema es simple y requiere pocos cálculos. Simplemente multiplique el número de altavoces que desea utilizar por 500 (que es la impedancia de línea). Entonces, si vamos a usar 4 altavoces en el sistema, tendremos 4 x 500 = 2 000 ohms. Entonces debemos utilizar altavoces de 2000 ohms de impedancia.
Como este es un valor máximo, los transformadores de 2000 ohms se pueden usar para sistemas de 2 a 4 altavoces. Para sistemas de 5 a 12 altavoces, se pueden usar transformadores de 5kohms. Del mismo modo, para sistemas de 13 a 24 altavoces, la impedancia del transformador recomendada será de 10k ohms y para sistemas de 25 a 40 altavoces, se deben utilizar altavoces primarios de 20k ohms.
Estos valores, 2k, 5k, 10k y 20k ohms están estandarizados y en la línea de transformadores de distribución de audio Keletron se pueden encontrar con especificaciones para varias potencias.
DIVISIÓN DE POTENCIA
Es importante señalar que en todos los sistemas, en función de las impedancias de cada transformador utilizado y en función de su cantidad, tenemos la distribución de la potencia del amplificador.
Por tanto, este hecho debe tenerse en cuenta a la hora de elegir el transformador para cada punto de sonorización. Así, además de las impedancias, hay que tener en cuenta las potencias, según la cantidad de sonido que se espera obtener en cada punto.
Por ejemplo, si tenemos un amplificador de 40 watts y 4 puntos de sonido de iguales características, sabemos que lo máximo que podemos sacar de cada uno son 10 watts. Esto significa que el transformador utilizado en cada punto, además de las características de impedancia indicadas, también debe tener una característica de potencia dentro de los límites esperados.
Una posibilidad interesante para sistemas en los que se quiere tener una distribución de sonido con diferentes niveles es la inclusión de una configuración. Esta configuración consta de un potenciómetro de alambre de 30 ohms
CONCLUSIÓN
Saber dónde colocar los altavoces, cómo pasar los hilos no es todo para que el técnico se convierta en un experto en sonido ambiente. Elegir el sistema adecuado, el cálculo correcto y finalmente comprar los componentes con las mejores características son fundamentales para un trabajo bien hecho.
Sugerimos a los lectores interesados en convertirse en un profesional en el área solicitar información sobre Fontat - Keletron por correo, incluido su manual de orientación sobre transformadores de sonido.
La dirección de Keletron es: Calle Comandante Salgado, 120 - 16400-000 - Lins - SP - Fax (014) 522-7066 o a través del sitio web: http://www.yojikonda.com/ .