Larsen - Dom Ene 07, 2007
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El ruido inducido a través de las líneas de transmisión es uno de los grandes problemas a los que ha de enfrentarse la electroacústica. Siempre hará falta un blindaje en forma de malla en los conductores que transmiten la señal desde la fuente a los equipos que han de amplificarla. En los sistemas domésticos se recurre normalmente a las líneas no balanceadas, que consisten en cables coaxiales con un camino de "ida" y otro de "vuelta" para la señal. Para la ida se emplea un conductor interior conocido como "vivo", mientras que para el retorno hay una malla que rodea a este conductor interior. Esta malla, conectada al chasis del amplificador (punto común o de masa), también impide parcialmente que cualquier interferencia eléctrica externa alcance al conductor interior o "vivo", pues será conducida a masa. Si no fuera por este apantallado, siempre tendríamos un molesto zumbido procedente de la red, que haría inaudibles las reproducciones. Y si no, pruébese a hacer la conexión con un cable paralelo corriente; el desastre estará servido.
En los sistemas domésticos este método de protección funciona bastante bien, pues los elementos que la requieran estarán cercanos entre si, y serán pequeñas las longitudes de cables para interconectarlos.
En los equipos profesionales el discurso cambia totalmente: la malla aísla bien de las inducciones eléctricas, pero no de las magnéticas, ante las que se porta como un conductor. Si el cable blindado simple corta a un campo magnético, en cada uno de los conductores aparecerán tensiones de ruido de distinto signo, pero también de distintas magnitudes, lo que provocará una diferencia de potencial entre ellos. Esta d.d.p. se manifestará como una tensión de ruido (véase el gráfico A). Tal cosa puede suceder incluso con longitudes de cable menores de 5 metros, y en aplicaciones profesionales pueden requerirse largas distancias para unir los micros o los instrumentos musicales eléctricos con los equipos de preamplificación y mezcla. Además, las altas exigencias propias del sonido profesional hacen intolerable cualquier inducción de ruido.
Está claro que el campo profesional requiere de otro procedimiento, y aquí entran en juego las líneas balanceadas flotantes, también llamadas simétricas, equilibradas o diferenciales (véase el gráfico B). Estas conexiones emplean dos conductores trenzados entre sí (más adelante hablaremos de ellos). La malla que los rodea actúa exclusivamente de blindaje, y no hace simultaneamente de conductor de retorno, como sucedía en el cable apantallado simple. Como podemos ver en la imagen, la señal del micrófono se envía por estos dos conductores internos trenzados al primario de un transformador, a través de un cable apantallado balanceado que puede llegar a tener varias decenas de metros. En este primario existe una toma media conectada a masa. Gracias al entretrenzado de los dos conductores internos, las tensiones parásitas inducidas serán de signo opuesto, pero de igual amplitud en cada conductor interno. Por tanto, al llegar a este primario, se cancelarán entre sí, mientras que en el secundario tendremos la señal deiferencial de audio suministrada por el micro, limpia y sin ruidos.
[img]http://img171.imageshack.us/img171/9325 ... edugp2.jpg[/img]
Analicemos un poco más la estructura de estos cables balanceados. El tipo más empleado es el conocido como cuadrete o multipar, con cuatro o más conductores trenzados entre sí, de forma que todos ellos queden expuestos por igual a las posibles interferencias a lo largo de toda su longitud. En efecto, en los conductores dobles no trenzados, la fuente inductiva siempre estará más cerca de uno que del otro, por lo que las amplitudes inducidas en ellos serán distintas, y aunque estas inducciones tengan un sentido contrario en uno y en otro, la d.d.p. entre ellos será distinta de cero. El siguiente gráfico aclarará esto un poco.
[img]http://img265.imageshack.us/img265/8071 ... ducor0.jpg[/img]
Los conectores usuales para estas líneas balanceadas son los conocidos como Canon (por ser esta la primera marca que los comercializó) o XLR (eXternal Live Return). Normalmente los conectores macho (con patas) se ubican en las salidas, y los hembra (con orificios) en los paneles de entrada. Es decir, las patillas apuntan en el sentido de la señal, y teniendo en cuenta este detalle, se evitarán confusiones a la hora de efectuar el conexionado. La patilla de masa es la primera que se conecta, evitándose así molestos chasquidos. Estos conectores disponen de un clip de seguridad, que debe pulsarse para extraerlos. De esta forma se evitan desconexiones accidentales.
LÍNEAS BALANCEADAS FLOTANTES
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Mensaje del foro anterior
Y mas flotante sin tierra a la toma media...
Germanio - Dom Ene 07, 2007
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Es mas, amigo Larsen; en la mayor parte de aplicaciones en las que se precisa utilizar la línea balanceada, se omite incluso la conexión a tierra del punto medio del primario, si es un circuito de entrada, o del secundario si lo es de salida, del transformador, para que todo el circuito de transmisión esté galvánicamente aislado, no solo de los circuitos internos de los aparatos, sino de tierra. De ésta forma, se evita cualquier posible desequilibrio provocado por las ineludibles tolerancias existentes entre ambas mitades del mismo arrollamiento, las cuales, aunque prácticamente despreciables en los buenos transformadores, siempre están ahí, pudiendo crear pequeñas asimetrías con respecto a masa y tierra, si en algún punto, la línea balanceada tuviera un defecto de aislamiento con respecto a los blindajes o cualquier estructura metálica puesta al potencial de referencia de "cero voltios".
Por supuesto, las señales mas afectadas por cualquier tipo de interferencia, tanto eléctrica como magnética, son aquellas cuyo nivel de tensión es menor, tal como ocurre en la transmisión de la señal generada por los micrófonos, la cual raramente supera el valor de unos pocos milivoltios, estando normalmente situada entre 0,5 y 5. Solo en el caso de micrófonos de condensador de gran membrana para uso en estudios, la tensión de salida podría llegar hasta los 15 o 20 mV, especialmente en las unidades con preamplificador de válvula; pero como en la mayoría de los casos lo que se emplea corrientemente son micrófonos dinámicos de bobina móvil, nos habremos de contentar con ese par de milivoltios que generalmente producen cuando se les habla un poco "a voz en grito".
Afortunadamente, cuanto menor sea la impedancia de las líneas y sus circuitos asociados, tanto menor será la influencia de los campos eléctricos sobre la transmisión de la señal, por lo que prácticamente todos los micrófonos tienen una impedancia característica de 200 ohmios; aunque por contra, éstas líneas de baja impedancia son mas sensibles a los campos magnéticos. De ahí que cuando se trabaja con circuitos de baja impedancia, es casi obligado recurrir al montaje balanceado, precisamente para evitar uno de los más molestos y perturbadores efectos creados por los campos magnéticos alternos; me refiero a los llamados "bucles de masa", que son capaces de cerrar un circuito de muy baja impedancia por las conexiones de retorno establecidas entre varios aparatos, permitiendo la circulación por dicho circuito de corrientes alternas de valor suficiente como para inducir a su vez, ya en forma eléctrica, tensiones perturbadoras sobre los conductores vivos o activos que encierran, provocando la aparición de zumbidos superpuestos a la señal que se pretende transmitir.
Los famosos bucles de masa, también pueden introducir su tensión perturbadora por la aparición de potenciales debidos a la circulación misma de ésas corrientes, acopladas por vía resistiva, entre dos aparatos cuyas masas estén conectadas simultáneamente entre ambos equipos por ambos extremos, y en dos puntos diferentes de cada uno de los chasis, carcasas, barras de masa, etc. de cada uno de ésos aparatos.
Por contra, las señales consideradas como verdaderamente "de línea", tienen unos niveles de tensión de entre 500 a 1000 veces superiores a los que genera un micrófono, precisando por tanto, menor o ninguna amplificación posterior para su uso y tratamiento; de ello se deduce, que todas las posibles señales perturbadoras superpuestas a la señal útil, quedarán a un nivel de 500 a 1000 veces más bajo que en el caso de los circuitos microfónicos.
El nivel de referencia utilizado para el enlace mediante líneas simétricas, equilibradas o balanceadas, pues de las tres formas se las conoce, de equipos profesionales de audio, es el de +4 dBm sobre una impedancia característica de 600 ohmios, que equivale a unos 3 mW de potencia, o sea, una tensión de 1,2 voltios aproximadamente, si consideramos que 0 dBm corresponde a 0,774 voltios, también sobre ésos 600 ohmios.
Evidentemente, aunque de valor algo superior a la de los micrófonos, la baja impedancia de los circuitos "de línea", los hace prácticamente inmunes a toda la "basurilla" radioeléctrica que se le eche encima, debido principalmente al voltaje que se emplea. Incluso en la práctica, las líneas de 600 ohmios a +4 dBm, pueden extenderse a lo largo de varios kilómetros, empleando un par trenzado simple, sin apantallamiento de ninguna clase, y no experimentando, no obstante, perturbaciones apreciables, como es bien conocido. Ahora bien, para que esto sea posible, hay que adaptar la impedancia de entrada (carga) a la de salida (fuente), haciéndolas iguales y usando, de preferencia transformadores con circuitos totalmente flotantes, aislados galvánicamente, tanto de los componentes electrónicos de los aparatos a los que van agregados, como de tierra.
Así, al estar adaptadas ambas impedancias, la transferencia de potencia entre el generador (equipo que transmite la señal) y la carga (equipo terminal que la recibe), es máxima, a la vez que son mínimas las inevitables pérdidas de señal en la línea.
Sin embargo, cuando se trata de enlazar equipos de audio en distancias mas cortas, como por ejemplo los limitados confines del estudio de grabación, el tipo de enlace utilizado difiere ligeramente. La estructura balanceada se conserva, pero en lugar de que la carga tenga una impedancia igual a la de la fuente, se hace bastante mayor, típicamente entre 5 y 10 veces superior a aquella, para evitar o al menos minimizar, el efecto de "puenteado" de la señal, reduciendo una posible atenuación de las frecuencias mas bajas, fenómeno típico que ocurre cuando la impedancia de la fuente es superior a la de la carga.
En ésa clase de conexiones, donde, como se dice, la impedancia de la fuente es muy inferior a la de la carga, se habla de conexiones "acopladas por tensión", lo que además permite la conexión simultánea en paralelo de varios equipos que reciben la misma salida de un solo aparato. Un ejemplo de ésta clase de enlace, sería la conexión de la entrada de varios equipos grabadores, por ejemplo magnetófonos, platinas, grabadoras de CD, DAT, etc. a la salida de programa de una consola de mezcla, para realizar varios registros simultáneos de la misma señal.
la impedancia típica de entrada de los circuitos que reciben señales de línea de 600 ohmios, suele estar en torno a los 10 o 15 kiloohmios.
En la conexión de micrófonos, actualmente también se recurre al acoplo por tensión, siendo habitual encontrar valores de entrada comprendidos 2 y 5 kiloohmios, para aceptar la señal procedente de los micrófonos normales de 200 ohmios de impedancia.
Pero el transformador no es el solo y exclusivo sistema que existe para balancear líneas, sino que también ésto se puede hacer por vía puramente electrónica, como ya os contaré mas adelante.
73 de Germanio.
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Es mas, amigo Larsen; en la mayor parte de aplicaciones en las que se precisa utilizar la línea balanceada, se omite incluso la conexión a tierra del punto medio del primario, si es un circuito de entrada, o del secundario si lo es de salida, del transformador, para que todo el circuito de transmisión esté galvánicamente aislado, no solo de los circuitos internos de los aparatos, sino de tierra. De ésta forma, se evita cualquier posible desequilibrio provocado por las ineludibles tolerancias existentes entre ambas mitades del mismo arrollamiento, las cuales, aunque prácticamente despreciables en los buenos transformadores, siempre están ahí, pudiendo crear pequeñas asimetrías con respecto a masa y tierra, si en algún punto, la línea balanceada tuviera un defecto de aislamiento con respecto a los blindajes o cualquier estructura metálica puesta al potencial de referencia de "cero voltios".
Por supuesto, las señales mas afectadas por cualquier tipo de interferencia, tanto eléctrica como magnética, son aquellas cuyo nivel de tensión es menor, tal como ocurre en la transmisión de la señal generada por los micrófonos, la cual raramente supera el valor de unos pocos milivoltios, estando normalmente situada entre 0,5 y 5. Solo en el caso de micrófonos de condensador de gran membrana para uso en estudios, la tensión de salida podría llegar hasta los 15 o 20 mV, especialmente en las unidades con preamplificador de válvula; pero como en la mayoría de los casos lo que se emplea corrientemente son micrófonos dinámicos de bobina móvil, nos habremos de contentar con ese par de milivoltios que generalmente producen cuando se les habla un poco "a voz en grito".
Afortunadamente, cuanto menor sea la impedancia de las líneas y sus circuitos asociados, tanto menor será la influencia de los campos eléctricos sobre la transmisión de la señal, por lo que prácticamente todos los micrófonos tienen una impedancia característica de 200 ohmios; aunque por contra, éstas líneas de baja impedancia son mas sensibles a los campos magnéticos. De ahí que cuando se trabaja con circuitos de baja impedancia, es casi obligado recurrir al montaje balanceado, precisamente para evitar uno de los más molestos y perturbadores efectos creados por los campos magnéticos alternos; me refiero a los llamados "bucles de masa", que son capaces de cerrar un circuito de muy baja impedancia por las conexiones de retorno establecidas entre varios aparatos, permitiendo la circulación por dicho circuito de corrientes alternas de valor suficiente como para inducir a su vez, ya en forma eléctrica, tensiones perturbadoras sobre los conductores vivos o activos que encierran, provocando la aparición de zumbidos superpuestos a la señal que se pretende transmitir.
Los famosos bucles de masa, también pueden introducir su tensión perturbadora por la aparición de potenciales debidos a la circulación misma de ésas corrientes, acopladas por vía resistiva, entre dos aparatos cuyas masas estén conectadas simultáneamente entre ambos equipos por ambos extremos, y en dos puntos diferentes de cada uno de los chasis, carcasas, barras de masa, etc. de cada uno de ésos aparatos.
Por contra, las señales consideradas como verdaderamente "de línea", tienen unos niveles de tensión de entre 500 a 1000 veces superiores a los que genera un micrófono, precisando por tanto, menor o ninguna amplificación posterior para su uso y tratamiento; de ello se deduce, que todas las posibles señales perturbadoras superpuestas a la señal útil, quedarán a un nivel de 500 a 1000 veces más bajo que en el caso de los circuitos microfónicos.
El nivel de referencia utilizado para el enlace mediante líneas simétricas, equilibradas o balanceadas, pues de las tres formas se las conoce, de equipos profesionales de audio, es el de +4 dBm sobre una impedancia característica de 600 ohmios, que equivale a unos 3 mW de potencia, o sea, una tensión de 1,2 voltios aproximadamente, si consideramos que 0 dBm corresponde a 0,774 voltios, también sobre ésos 600 ohmios.
Evidentemente, aunque de valor algo superior a la de los micrófonos, la baja impedancia de los circuitos "de línea", los hace prácticamente inmunes a toda la "basurilla" radioeléctrica que se le eche encima, debido principalmente al voltaje que se emplea. Incluso en la práctica, las líneas de 600 ohmios a +4 dBm, pueden extenderse a lo largo de varios kilómetros, empleando un par trenzado simple, sin apantallamiento de ninguna clase, y no experimentando, no obstante, perturbaciones apreciables, como es bien conocido. Ahora bien, para que esto sea posible, hay que adaptar la impedancia de entrada (carga) a la de salida (fuente), haciéndolas iguales y usando, de preferencia transformadores con circuitos totalmente flotantes, aislados galvánicamente, tanto de los componentes electrónicos de los aparatos a los que van agregados, como de tierra.
Así, al estar adaptadas ambas impedancias, la transferencia de potencia entre el generador (equipo que transmite la señal) y la carga (equipo terminal que la recibe), es máxima, a la vez que son mínimas las inevitables pérdidas de señal en la línea.
Sin embargo, cuando se trata de enlazar equipos de audio en distancias mas cortas, como por ejemplo los limitados confines del estudio de grabación, el tipo de enlace utilizado difiere ligeramente. La estructura balanceada se conserva, pero en lugar de que la carga tenga una impedancia igual a la de la fuente, se hace bastante mayor, típicamente entre 5 y 10 veces superior a aquella, para evitar o al menos minimizar, el efecto de "puenteado" de la señal, reduciendo una posible atenuación de las frecuencias mas bajas, fenómeno típico que ocurre cuando la impedancia de la fuente es superior a la de la carga.
En ésa clase de conexiones, donde, como se dice, la impedancia de la fuente es muy inferior a la de la carga, se habla de conexiones "acopladas por tensión", lo que además permite la conexión simultánea en paralelo de varios equipos que reciben la misma salida de un solo aparato. Un ejemplo de ésta clase de enlace, sería la conexión de la entrada de varios equipos grabadores, por ejemplo magnetófonos, platinas, grabadoras de CD, DAT, etc. a la salida de programa de una consola de mezcla, para realizar varios registros simultáneos de la misma señal.
la impedancia típica de entrada de los circuitos que reciben señales de línea de 600 ohmios, suele estar en torno a los 10 o 15 kiloohmios.
En la conexión de micrófonos, actualmente también se recurre al acoplo por tensión, siendo habitual encontrar valores de entrada comprendidos 2 y 5 kiloohmios, para aceptar la señal procedente de los micrófonos normales de 200 ohmios de impedancia.
Pero el transformador no es el solo y exclusivo sistema que existe para balancear líneas, sino que también ésto se puede hacer por vía puramente electrónica, como ya os contaré mas adelante.
73 de Germanio.