Fundamentos de Altavoces y Micrófonos: Tipos, Características y Aplicaciones

Fundamentos de Altavoces y Micrófonos

Altavoces

Los altavoces son transductores electroacústicos esenciales en cualquier sistema de sonido, encargados de convertir las señales eléctricas en ondas sonoras. Su clasificación y características son fundamentales para entender su funcionamiento y aplicación óptima.

Tipos de Altavoces

Según la frecuencia que deben reproducir:

• Tweeter: Diseñado para reproducir frecuencias altas.
• Squawker: Optimizado para frecuencias medias.
• Woofer: Encargado de reproducir frecuencias bajas.

Según la presión sonora que son capaces de dar (radiación):

• Radiación directa: El sonido se emite directamente desde el cono del altavoz.
• Radiación indirecta: El sonido se propaga a través de un sistema de bocinas o conductos.

Principio de Funcionamiento de los Altavoces

Los altavoces operan bajo diversos principios físicos para convertir la energía eléctrica en acústica:

• Electrodinámicos: Basados en la interacción de un campo magnético y una bobina móvil. Son los más comunes.
• Electrostáticos: Utilizan la fuerza entre placas cargadas eléctricamente.
• Piezoeléctricos: Emplean materiales que cambian de forma al aplicarles un voltaje.

Conexión y Comprobación de Altavoces

Conexión de Altavoces:

La forma en que se conectan los altavoces a un amplificador afecta la impedancia total y la distribución de potencia:

• Serie: Aumenta la impedancia total.
• Paralelo: Disminuye la impedancia total.
• Mixto: Combina conexiones en serie y paralelo.

Comprobación de Altavoces:

Para asegurar el correcto funcionamiento y evitar daños, es crucial realizar las siguientes comprobaciones:

• Comprobación de la polaridad: Asegura que los altavoces estén en fase.
• Comprobación de la continuidad: Verifica que no haya circuitos abiertos.
• Disminución de la resistencia o aislamiento total: Detecta posibles cortocircuitos o bobinas quemadas.

Características Técnicas de los Altavoces

Las especificaciones técnicas son clave para seleccionar el altavoz adecuado para cada aplicación:

• Impedancia: Resistencia eléctrica que presenta el altavoz a la corriente alterna. Valores comunes: 2, 4, 8, 16 ohmios, y otros valores.
• Potencia máxima: Capacidad del altavoz para manejar potencia sin distorsión o daño. Se mide en:
  • RMS (Root Mean Square): Potencia continua que puede soportar.
  • De pico: Potencia máxima instantánea.
  • Musical: Potencia promedio en condiciones musicales.
• Sensibilidad: Eficiencia del altavoz para convertir potencia eléctrica en presión sonora. Se expresa en dB, W, m (decibelios por vatio a un metro).
• SPL máximo (Sound Pressure Level): Nivel de presión sonora máximo que puede generar a 1 metro de distancia.
• Respuesta en frecuencia: Rango de frecuencias que el altavoz puede reproducir. Se representa mediante una curva de respuesta en frecuencia.
• Frecuencia de resonancia: Frecuencia a la cual el sistema mecánico del altavoz resuena naturalmente.
• Curva de impedancia: Representación gráfica de la impedancia del altavoz en función de la frecuencia.
• Diámetro: Tamaño del cono del altavoz, que influye en su capacidad para reproducir bajas frecuencias.
• Método de fijación: Forma en que el altavoz se monta en su caja o superficie.
• Materiales de construcción: Influyen en la calidad del sonido y la durabilidad (cono, suspensión, bobina, imán).
• Ángulo de cobertura: Dispersión del sonido que emite el altavoz.
• Distorsión: Medida de las imperfecciones en la reproducción del sonido.

Cajas Acústicas y Filtros de Cruce

Las cajas acústicas son esenciales para optimizar el rendimiento de los altavoces, y los filtros de cruce dirigen las frecuencias adecuadas a cada transductor:

• Recinto infinito: Gran volumen de aire que simula un espacio ilimitado.
• Recinto cerrado: Proporciona una respuesta de graves controlada y precisa.
• Recinto bass-reflex: Utiliza un puerto para reforzar las bajas frecuencias.
• Recinto con radiador pasivo: Emplea un cono sin bobina ni imán para mejorar la respuesta de graves.
• Filtros de cruce (Crossovers): Circuitos que dividen la señal de audio en diferentes bandas de frecuencia para cada altavoz (woofer, squawker, tweeter).

Micrófonos

Los micrófonos son transductores que convierten las ondas sonoras en señales eléctricas. Su diversidad y características técnicas son cruciales para la captura de audio en diversas aplicaciones.

Tipos de Micrófonos

Existen diversas tecnologías de micrófonos, cada una con sus propias ventajas y aplicaciones:

• Dinámicos: Robustos y versátiles, ideales para escenarios y voces.
• De cinta: Ofrecen un sonido cálido y natural, sensibles a la presión sonora.
• De condensador: Alta sensibilidad y respuesta en frecuencia extendida, ideales para estudio.
• Electret: Tipo de condensador que no requiere alimentación phantom externa.
• Inalámbricos profesionales: Permiten libertad de movimiento sin cables.

Características Técnicas de los Micrófonos

Comprender las especificaciones técnicas es fundamental para elegir el micrófono adecuado:

• Sensibilidad: Milivoltios entregados a la salida cuando soporta una presión de 1 Pascal (mV/Pa), o en dB (10 log (V entregados/Pascal / 1V/1Pa)). La referencia 1V/1Pa es 1. Este valor en dB siempre debe ser negativo.
• Directividad y diagrama polar: Describe la sensibilidad del micrófono a los sonidos que provienen de diferentes direcciones (ej. cardioide, omnidireccional, bidireccional).
• Impedancia interna: Es la impedancia vista desde la salida del micrófono. Lo óptimo es que sean de baja impedancia (100 a 600 ohmios) para minimizar pérdidas y ruido.
• Rango dinámico: Diferencia en dB del valor máximo soportado por el micrófono sin producir distorsión apreciable y el nivel del ruido de fondo, que en los micrófonos de calidad es menor de 15 dB.
• Ruido de fondo: Ruido térmico debido a la electrónica del micrófono (si la lleva) y los conductores de la bobina. Se utiliza un valor llamado de ruido equivalente, que sería el valor de presión sonora que genera una tensión igual al ruido. Este valor está comprendido entre 10 y 20 dB.
• Distorsión: Al aplicar una señal sonora senoidal, la tensión de salida debería ser también senoidal. De no ser así, presentará distorsión. La distorsión se mide como la media cuadrática de la suma de los términos armónicos de la señal principal dividido entre el valor de la señal principal.
• Respuesta en frecuencia: Rango de frecuencias que el micrófono puede captar y su linealidad en ese rango.
• Alimentación phantom: Suministro de energía eléctrica (generalmente +48V) a través del mismo cable de audio XLR, necesario para muchos micrófonos de condensador.
• Conexión: Tipos de conectores utilizados, siendo los más comunes XLR y Jack.