Amplificadores

Tipos de amplificadores

Los amplificadores son dispositivos que fortalecen o aumentan la amplitud de las señales. Existen diferentes amplificadores en el mercado, incluidos los amplificadores de audio, de radiofrecuencia, de instrumentación y operacionales. Los tipos comunes de amplificadores de audio incluyen:

• Amplificadores de tubo (válvula): Estos amplificadores utilizan tubos de vacío para aumentar la amplitud de una señal. Han estado en uso desde principios del siglo XX, mucho antes de que se inventaran los transistores. Los amplificadores de tubo son conocidos por sus sonidos cálidos y se utilizan comúnmente en instrumentos musicales y equipos de audio vintage. Sin embargo, tienden a ser más grandes y necesitan más mantenimiento que los amplificadores modernos de estado sólido.
• Amplificadores de estado sólido: Estos amplificadores utilizan transistores para aumentar la amplitud de una señal. Los amplificadores de estado sólido han reemplazado a los amplificadores de tubo en la mayoría de los equipos de audio debido a su menor tamaño, confiabilidad, bajos problemas de mantenimiento y rentabilidad. Proporcionan señales precisas, pero algunos audiófilos creen que carecen del calor de los amplificadores de tubo.
• Amplificadores híbridos: Como su nombre lo indica, los amplificadores híbridos son una combinación de amplificadores de tubo y de estado sólido. Por lo general, tienen transistores en la sección de preamplificador y tubos en la sección de amplificador. El diseño tiene la intención de brindar lo mejor de ambos mundos al combinar el calor y la riqueza armónica de los amplificadores de tubo con la confiabilidad y la eficiencia de los de estado sólido.
• Amplificadores de clase A: Estos amplificadores funcionan con una corriente de polarización completa todo el tiempo, lo que hace que produzcan una distorsión de señal muy baja. Sin embargo, no son muy eficientes y tienden a generar mucho calor. Los amplificadores de clase A son ideales para preamplificadores y aplicaciones de baja potencia.
• Amplificadores de clase B y AB: Los amplificadores de clase B son eficientes y generan menos calor que los amplificadores de clase A. Sin embargo, producen más distorsión. Para resolver este problema, se inventaron los amplificadores de clase AB. Funcionan en clase A para corrientes bajas y cambian a clase B para corrientes altas. Este diseño reduce la distorsión a niveles de potencia bajos mientras maximiza la eficiencia a niveles de potencia altos. Los amplificadores de clase B y AB se utilizan comúnmente en amplificadores de potencia para sistemas de cine en casa.
• Amplificadores de clase D: También conocidos como amplificadores digitales, estos utilizan varios métodos para procesar una señal de entrada digitalizada y producir una salida amplificada. Son más eficientes, más pequeños y más ligeros que otros amplificadores. Los amplificadores de clase D se encuentran típicamente en dispositivos de audio portátiles y sistemas de sonido envolvente.

Función y características de los amplificadores

Al discutir la funcionalidad y las características de cualquier amplificador, es vital saber que un amplificador es un dispositivo que aumenta el voltaje, la corriente o la potencia de una señal. Esto aumenta la amplitud de la señal para que pueda impulsar altavoces o medios de grabación. Los amplificadores vienen en varias formas, como tubos de vacío, transistores o circuitos integrados. Un amplificador se referencia por su clase, que muestra qué tan eficientemente funciona.

Las distintas clases a las que se hace referencia son las siguientes:

• Clase A: conocido por proporcionar el mejor sonido pero menos eficiente
• Clase B: buen sonido con buena eficiencia
• Clase C: utilizado en transmisores de radio
• Clase AB: combina las ventajas de A y B
• Clase D: amplificador digital o conmutado conocido por su alta tasa de eficiencia

La clase de amplificador es una característica importante porque determina el tipo de amplificador y dónde se puede utilizar. La funcionalidad también puede variar según la clase.

Al observar cómo funcionan los amplificadores, se debe tener en cuenta el sistema de entrada, el sistema de salida y el sistema de ganancia intermedio. El sistema de entrada tiene una interfaz donde se puede ingresar una señal débil de una fuente y luego se convierte en una señal eléctrica. El sistema de salida es donde la señal amplificada se irradia a través de los altavoces. El sistema de ganancia es donde un aumento en la fuerza de la señal se describe como ganancia. La ganancia está determinada por la relación de salida a entrada, y la ganancia en un amplificador se expresa en decibelios.

Otras características importantes de cualquier amplificador son la fuente de alimentación, que puede ser alimentada por batería o funcionar con corriente alterna; una baja tasa de distorsión para que la señal sea limpia; una respuesta de frecuencia que sea amplia en rango; Protección para evitar cortocircuitos; controles de tono para ajustar los graves y los agudos; interfaz simple, que la hace fácil de operar; diseño de circuito integrado (CI) para un tamaño compacto; potencia de salida dinámica para música variable; canales múltiples para salida multicanal; y carcasa en una carcasa de metal para mayor durabilidad.

Aplicaciones de los amplificadores

Un amplificador puede mejorar una señal de muchas maneras. Los diferentes usos de los amplificadores se dividen en tres categorías: potencia, voltaje y corriente. A menudo se les llama "impulsores" de señal. Cada uno de los muchos tipos de amplificadores tiene una aplicación única.

Los amplificadores de voltaje aumentan el voltaje de una señal. Las señales de bajo voltaje de los cristales piezoeléctricos en los micrófonos necesitan ser aumentadas a voltajes más altos para su procesamiento. Las pastillas de guitarra eléctrica también producen señales de bajo voltaje que deben elevarse antes de cualquier procesamiento adicional. Los sensores de presión, los sensores de flujo másico y varios tipos de aplicaciones industriales y automotrices utilizan amplificadores de voltaje para elevar la señal de un sensor a un nivel estándar para la salida.

Los amplificadores de corriente aumentan la intensidad de la corriente de una señal. Algunas fuentes de señal de audio requieren una salida de corriente más alta para impulsar auriculares o altavoces. Las señales de los teléfonos celulares necesitan una alta corriente para ser transmitidas después de que la señal de la antena se amplifique. La salida de alta corriente de corto alcance para dispositivos Bluetooth y teléfonos inalámbricos son ejemplos de esta aplicación.

Los amplificadores de potencia aumentan la potencia de una señal y se utilizan para impulsar cargas en amplificadores de potencia de audio. Aumentan la potencia de las señales de los reproductores de CD o los reproductores de audio digitales para impulsar el altavoz.

Otras aplicaciones comunes en tecnología de audio, dispositivos de comunicación, radar y tecnología médica involucran amplificadores en el procesamiento de señales, la tecnología de sensores y la transmisión y grabación.

La producción y grabación de audio utilizan amplificadores para controlar los niveles de audio y las frecuencias y para agregar efectos. Los músicos y productores utilizan diferentes modelos de amplificadores para crear tonos y texturas deseados. Si los altavoces no tienen circuitos amplificadores integrados, los amplificadores independientes aumentarán las señales de audio para encenderlos.

Los músicos utilizan amplificadores de guitarra y bajo para aumentar las señales de los instrumentos para tocar más fuerte y una salida de grabación. Los sistemas de audio domésticos y profesionales necesitan amplificadores para aumentar las señales para la salida de nivel de línea para alimentar los altavoces.

Los micrófonos vocales, los sistemas de megafonía y los dispositivos de grabación utilizan el voltaje del amplificador para aumentar la fuerza de la señal para que se procese y se transmita más adelante. Las transmisiones de audio y radio utilizan amplificadores de RF para aumentar la fuerza de la señal para una transmisión clara. Las señales de TV, radio y satélite son ejemplos de esta aplicación, al igual que las señales de las radios de dos vías, los teléfonos celulares y otros dispositivos de comunicación.

Los sistemas de imágenes médicas como los ultrasonidos, las resonancias magnéticas y las tomografías computarizadas utilizan amplificadores para aumentar las señales de los sensores para obtener imágenes más claras. Los sistemas de seguridad, incluidas las cámaras de circuito cerrado de televisión y los detectores de movimiento, utilizan amplificadores para fortalecer las señales de los sensores para una supervisión más nítida.

Cómo elegir amplificadores

Para garantizar que el amplificador satisfaga las necesidades específicas, se deben considerar varios aspectos antes de comprar. Incluyen;

• Manejo de potencia: para evitar dañar los altavoces o el amplificador, el manejo de potencia de los altavoces debe coincidir con la potencia de salida del amplificador. La capacidad de manejo de potencia de un amplificador es la cantidad máxima de potencia que el amplificador puede manejar sin causar daños.
• Sensibilidad y coincidencia de un amplificador: La sensibilidad del altavoz y la coincidencia de un amplificador van de la mano, ya que el amplificador no tendrá influencia en el sonido de los altavoces si el manejo de potencia y la sensibilidad no se pueden coincidir.
• Impedancia: La impedancia de los altavoces debe ser compatible con la de un amplificador para evitar dañar el amplificador. La impedancia se refiere a la resistencia que ofrecen los altavoces al flujo de corriente, que los amplificadores deben superar para funcionar.
• Número de canales: El número de canales en un amplificador, que puede ser dos para estéreo o cuatro, cinco o incluso más para cine en casa, debe coincidir con el uso y la configuración previstos de un amplificador.
• Tamaño y diseño: El tamaño y el diseño de las habitaciones tienen un gran efecto en la calidad del sonido. En habitaciones pequeñas, un amplificador con demasiada potencia puede producir un sonido demasiado fuerte y podría hacer que los altavoces se quemen.
• Presupuesto: El presupuesto es una consideración importante al comprar amplificadores debido a la asequibilidad de los amplificadores estéreo de dos canales en comparación con los receptores de cine en casa.
• Compatibilidad con otros componentes: El amplificador debe tener muchas entradas y se deben incluir procesadores de señal como preamplificadores y convertidores DA para garantizar una integración perfecta con otras fuentes de audio.

Preguntas y respuestas sobre amplificadores

P1 ¿Qué factores se deben considerar al elegir un amplificador para altavoces?

El manejo de potencia, la impedancia y la sensibilidad del altavoz influyen en la coincidencia de un amplificador con los altavoces.

P2: ¿Mejorará un amplificador la calidad del sonido de cualquier fuente de audio?

Un amplificador puede mejorar la señal de audio de fuentes de alta calidad como computadoras, CD o servicios de transmisión, pero su efecto en fuentes de menor calidad puede ser menos notable.

P3: ¿Más canales de amplificador siempre son mejores para el sonido envolvente?

Más canales ofrecen un control más preciso sobre los altavoces separados en un sistema de sonido envolvente para agregar altavoces a un sistema de sonido envolvente. Sin embargo, las soluciones de conteo de canales como las barras de sonido y los sistemas de audio envolvente de un solo altavoz son más prácticas y asequibles.

P4: ¿Se puede utilizar un amplificador con altavoces pasivos y un subwoofer con alimentación?

Sí, pero los altavoces pasivos necesitarán el amplificador, mientras que el subwoofer con alimentación necesitará una amplificación interna.

P5: ¿Cómo se puede mantener un amplificador para garantizar un rendimiento a largo plazo?

Manténgalo bien ventilado, libre de polvo y revise y reemplace regularmente los tubos o componentes desgastados.