Club Saber Electronica - Curso practico de audio PDF

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Editorial - Editorial - Editorial - Editorial

Nº 112 Director de la Colección Club Saber Electrónica Ing. Horacio D. Vallejo Jefe de Redacción Pablo M. Dodero Club Saber Electrónica es una publicación de Saber Internacional SA de CV de México y Editorial Quark SRL de Argentina Editor Responsable en Argentina y México: Ing. Horacio D. Vallejo Administración México: Patricia Rivero Rivero

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Comercio Exterior México: Margarita Rivero Rivero

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Director Club Saber Electrónica: José María Nieves

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Responsable de Atención al Lector: Alejandro A. Vallejo

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Coordinador Internacional Luis Alberto Castro Regalado

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Publicidad Argentina: 4301-8804 - México: 5839-5277

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Internet: www.webelectronica.com.ar Web Manager: Pablo Ábalos

Club Saber Electrónica. Fecha de publicación: julio 2014. Publicación mensual editada y publicada por Editorial Quark, Herrera 761 (1295) Ca pi tal Federal, Ar gen ti na (00541143018804), en conjunto con Saber Internacional SA de CV, Av. Moctezuma Nº 2, Col. Sta. Agueda, Ecatepec de Morelos, México (005255-58395277), con Certificado de Licitud del título (en trámi te). Distribución en México: REI SA de CV. Distribución en Argentina: Capital: Carlos Cancellaro e Hijos SH, Gutenberg 3258 - Cap. 4301-4942 - Interior: Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. – Distribu ción en Uru guay: Ro de sol SA Ciu da de la 1416 – Montevideo, 901-1184 – La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, ba jo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial . Revista Club Saber Electrónica, ISSN: 1668-6004

plifi ficado dores cuitos tos deri riva vados, d mo ser tropreampli esy y ysus sus suscir circui tosde va dos,c  os, como moser sercon contro n o, qué m entaci c ión ne g atiti tiva, va, real imenta taci ón les de tono no, qué es real ime men ció nega ga va, tieta tapa pa,elsiste temaBa maBaxen xendall,filtros,con tros,control esdevolu lumeny meny multie pa,elsis lance, ce, en tradas, das, ecualili liza z ación. ción. Verá g o eta p lida d a, balan ce,en entra das,ecua ción.Ve áll uego goeta etapas pasde  as de desa sali da, lantes tes o cinas nas como le man en Méxi xico c o, su trucparlan obo boci les s llaman co, su construc c ación ción, ca racte terí rrís ísticas téc nicas cas, cajas jas acú ticas c as, ción ción,, clasifica ca ción, carac técni cas, cús stiti cas, trucciónyde ciónydeta tallesdedi llesdedife ffe eren r entesdise señosysuar ñosysuarma mado. do. construc rrafi afina nali lizar, zar, publi blica camos mos dife ffe eren r entes tajes jesrela lacio ciona nados dos Para zar,pu mosdi esmon monta jesr dioy que clador dor con conel el elau audioy dioyque quecreemos creemos creemosle le leser ser serán án ánde de deutilidad: utilidad: utilidad:un un unmez mezcla sible, ble, un preampli plifi fica cador dor univer versal, sal, un ecuali lide au aud  io expansi sal, dorde3bandasyunmedidordepotenciadeaudio. dasyunmedidordepotenciadeaudio. zadorde3ban No se pierda el próximo número de la co colección lección del Club S.E. ¡¡¡Hastalapróxima!!!

ISBN Nº: 987-1116-60-8

IngHoracioD.Vallejo

IndIce de la Obra EL SONIDO...................................................................................................3 Amplitud de la vibración o valor de pico........................................................4 Amplitud pico a pico de la vibración ..............................................................4 Amplitud instantánea.......................................................................................4 Ciclo ................................................................................................................4 Período ............................................................................................................4 Frecuencia .......................................................................................................4 Curva umbral...................................................................................................6 Curva de sensación dolorosa...........................................................................6 La cadena audiofrecuente................................................................................7 MODELOS CLASICOS DE AMPLIFICADORES...................................9 Configuraciones circuitales básicas.................................................................9 El amplificador emisor común ......................................................................10 El amplificador colector común ....................................................................15 Resumen sobre polarización..........................................................................15 Recta estática de carga ..................................................................................16 Recta dinámica de carga................................................................................18 Acoplamiento interetapas..............................................................................21 Acoplamiento por transformador ..................................................................23 Acoplamiento directo ....................................................................................24 PREAMPLIFICADORES..........................................................................27 Controles de tono ..........................................................................................27 Controles de tono pasivos .............................................................................28 Realimentación negativa ...............................................................................31 Realimentación multietapas ..........................................................................33 Realimentación en controles de tono. Sistema Báxendall.............................34 Filtros ............................................................................................................35 Controles de volumen y balance ...................................................................37 Preamplificadores..........................................................................................38 Ecualización ..................................................................................................40 Ecualizador de discos....................................................................................41 Red de ecualización para fonocaptor cerámico o a cristal ............................42 Respuestas en frecuencia...............................................................................43 Elasticidad .....................................................................................................43 Separación de canales....................................................................................43 Fuerza de apoyo ............................................................................................43 Tensión de salida ...........................................................................................43 Diferencia entre canales ................................................................................43 EtAPAS DE SALIDA.................................................................................45 Etapas amplificadores clase B.......................................................................47 Amplificador Push Pull a transformador.......................................................47 Distorsión por cruce ......................................................................................47 Etapa de salida complementaria....................................................................48 Etapas excitadoras.........................................................................................49 Amplificadores de salida cuasicomplmentaria..............................................50 Amplificadores de acoplamiento directo.......................................................52

2 Club Saber eleCtróniCa

Amplificador diferencial ...............................................................................52 Distorsión en amplificadores.........................................................................53 Dsitorsión armónica ......................................................................................53 Distorsión por intermodulación.....................................................................53 Rango dinámico de un amplificador .............................................................54 Amplificador de salida en puente..................................................................54 Sistema Quad.................................................................................................55 PARLANtES y CAjAS ACúStICAS .....................................................57 Constitución de los parlantes.........................................................................57 Clasificación de los parlantes........................................................................57 Parlantes dinámicos.......................................................................................57 Imán permanente y yugo...............................................................................58 Bobina móvil.................................................................................................58 Cono o diafragma..........................................................................................58 Suspensión interna del cono, o araña ............................................................59 Suspensión externa del cono .........................................................................59 Campana o cuerpo principal..........................................................................59 Cables de conexión a la bobina móvil - Polarización ...................................59 Tapa de retención del polvo...........................................................................60 Principio de funcionamiento de un parlante dinámico..................................60 Parlantes electrostáticos ................................................................................61 Parlantes piezoeléctricos ...............................................................................62 Otros tipos de parlantes.................................................................................62 Auriculares ....................................................................................................62 Características técnicas..................................................................................63 Impedancia ....................................................................................................63 Resistencia de la bobina móvil......................................................................64 Respuesta en frecuencia ................................................................................64 Frecuencia de resonancia...............................................................................64 Directividad...................................................................................................65 Potencia máxima y mínima del parlante .......................................................65 Parlantes para tonos graves ...........................................................................65 Parlantes para tonos medios ..........................................................................66 Parlantes para tonos agudos ..........................................................................66 Filtros divisores de frecuencia.......................................................................67 Baffles o cajas acústicas................................................................................71 Baffles infinitos.............................................................................................71 El radiador pasivo..........................................................................................75 Construcción de baffles.................................................................................75 Bocinas ..........................................................................................................76 MONtAjES DE AúDIO ............................................................................77 Mezclador de audio expansible.....................................................................77 Amplificador de 750W PMPO......................................................................78 Amplificador de bajo ruido y vúmetro a leds................................................80 Preamplificador universal .............................................................................81 Ecualizador de 3 bandas................................................................................83 Medidor de potencia de audio .......................................................................84

E l S onido

E

l sonido es una forma de energía que se transmite desde el cuerpo que la irradia a través del medio que lo circunda, en forma de ondas de presión. Hasta el siglo pasado, para escuchar música era necesario disponer de los ejecutantes en el lugar, por lo que la buena música era cara y obligaba a asistir a funciones especiales en teatros para tal propósito. Nuestra “Era Técnica” permitió ampliar y generalizar esta posibilidad. Alrededor de 1878, Thomas Alva Edison inventó el aparato que hoy llamamos “fonógrafo” que puede considerarse como el puntapié inicial de los sistemas de registro y reproducción del sonido. El avance de la técnica ha sido tal, que en la actualidad son muy pocos los hogares que no cuentan con aparatos de grabación y/o reproducción del sonido (grabadores, tocadiscos, centros musicales, CDs, etc.). Como una primera aproximación podríamos definir el sonido como el movimiento vibratorio de los cuerpos que es transmitido a través de un medio elástico como el aire, en forma de ondas de presión; notemos que no sólo los gases sino también líquidos y sólidos transmiten el sonido. En los sólidos la propagación de las ondas se realiza en ambas direcciones, es decir, longitudinal y transversalmente. Como fenómeno físico, el sonido puede definirse como la perturbación producida por un cuerpo que está vibrando dentro de un medio y que puede identificárselo por sucesivas variaciones de presión que provocan la generación de las denominadas “Ondas Sonoras” que se propagan a través de este medio

transportando energía a una determinada velocidad. Por lo tanto, “sonido” es el movimiento vibratorio producido por un cuerpo y “sensación sonora” -no confundir- es el efecto que produce una onda sonora en el órgano auditivo. ¡Atención! para la producción de un sonido no sólo es necesario que un cuerpo vibre, sino que hace falta un medio material que permita la propagación de la onda sonora. Quizás esto último pueda parecer extraño, pero se demuestra fácilmente colocando una radio dentro de una campana de vidrio. Si en el interior de la campana hay aire, desde el exterior se escuchará el sonido emitido por la radio, aunque un poco atenuado (figura 1-a). Quitemos ahora el aire contenido en el interior del recipiente; notaremos que el sonido deja de percibirse ya que deja de existir el medio de transmisión del sonido: “el aire” (figura 1b). Consideremos ahora una regla de acrílico común de las que usan los estudiantes, a la que sujetamos contra el borde de una mesa, con la mano (figura 2). Con la otra mano doblemos la regla hacia arriba o hacia abajo y soltémosla; inmediatamente percibiremos un sonido (figura 3). Vea que el medio que envuelve a la regla es el aire, tal que al pasar la regla de la posición 1 a la 2, comprime el aire que se encuentra encima y enrarece (depresiona) el aire que se encuentra por debajo. Desde la posición 2 a la 3 el camino recorrido es inverso y la situación se invierte (se comprime el aire por debajo de la regla y se expande el que se encuentra por arriba).

Figura 1

Curso Prá CtiCo de Audio

3

el so n i d o Figura 2

Ciclo Es el recorrido efectuado por la regla al pasar dos veces consecutivas por la posición 1 en el mismo sentido. Período Es el tiempo empleado por la regla en completar un ciclo; se lo designa con la letra T.

Todos los puntos del recorrido de la regla experimentarán variaciones alternativas de presión que se pueden representar como una onda senoidal, tal como se observa en la fig. 4. El lector ya habrá notado que la señal dibujada tiene forma de onda senoidal, la cual se caracteriza con varios parámetros, como ser: período, amplitud de pico, amplitud de pico a pico, valor instantáneo, frecuencia, etc. Para facilitar el estudio recordemos la definición de cada uno de estos parámetros:

Frecuencia Es la inversa del período; es decir, es la cantidad de ciclos que completa la regla en la unidad de tiempo, y se la designa con la letra f. Figura 5

Figura 3

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