Entradas y salidas balanceadas La forma más efectiva de trabajar

Entradas y salidas balanceadas
La forma más efectiva de trabajar con el ruido producido por la electricidad es a través del uso de diferenciales balanceados en conjunción con
cables balanceados.
Una conexión no balanceada es un cable de dos polos donde uno de
ellos transporta la señal y el otro-la pantalla-se conecta a masa.
Una conexión balanceada utiliza tres cables de los cuales dos llevan la
misma señal (con la polaridad invertida) y el tercero como pantalla. Si
se genera ruido externo a lo largo de la línea de un cable balanceado,
aparecerá con la misma polaridad en ambas señales de la línea. Por
tanto, el ruido se cancelará y solamente la señal de audio balanceada
permanecerá. Este fenómeno se llama rechazo del modo común, porque la señal común (en este caso el ruido), es rechazada por el circuito.
La inclusión de este tipo de sistemas requiere el aislamiento del transformador de entrada o la inclusión de un amplificador diferencial
balanceado como parte del circuito de entrada y salida. Como en la
mayoría de las elecciones, existen ventajas y desventajas, y la mejor
opción siempre depende de las necesidades de la situación y del diseño
específico de los componentes. Los circuitos con el transformador aislado son bastante obvios.
Ruido
Ruido
-1 ->
Ruido
Recorrido del oudh
<
C
Ruido
Ruido
(U%
Cuando el ruido eléctrico (de los amplificadores, de los controladores
de luces o incluso de la electricidad estática) cruza las líneas de polaridad invertida, se produce el mismo voltaje en ambos polos, cancelándose cuando pasa a través del transformador. El voltaje de señal en
dicha línea no se cancela,y pasa a través, mientras el voltaje del ruido es
aislado. El concepto es muy simple, pero está sujeto a sofisticaciones.
En circunstancias donde se necesita un completo aislamiento entre el
mezclador y el resto del equipo (como cuando se trabaja con divisores
de micrófonos), los transformadores son la mejor elección.
Conectando a tierra cada chasis de cada componente y desactivando la conexión
a tierra del transformador, se consigue un total aislamiento (y consecuentemente la ausencia de bucles de masa).
Mezclador
Ruido
Etapa de potencio
Los transformadores tienen ciertas ventajas sobre los amplificadores diferenciales, concretamente en el caso de ruido de alta frecuencia. Un pico de ruido de
alto voltaje (como los 50-75 voltios de los controladores de luces) pasará a través
de un amplificador diferencial debido al hecho de que la relación de rechazo del
modo común, que puede ser aceptable en condiciones normales, baja hasta cero
cuando el voltaje supera su relación de voltaje del modo común (típicamente,los
15-20 voltios de una fuente de alimentación). Por otro lado, el voltaje de modo
común de un transformador depende únicamente de la eliminación del aislamiento. En otras palabras, un transformador puede soportar prácticamente cualquier cosa que soporten sus cables. Los transformadores de entrada son esenciales en situaciones de ruido de alto voltaje.
El principal problema del aislamiento de transformadores es que los más
pequeños y económicos tienen un ancho de banda limitado-atenuando las
altas frecuencias y saturando las bajas-. No ayuda mucho tener componentes
con un gran ancho de banda si los transformadores no pueden manejar la señal.
Un transformador capaz de trabajar con grandes niveles de señal y ancho de
banda requiere un bobinado más grande (y materiales más caros). Obviamente,
esto aumenta precio y peso en la construcción de la mesa de mezclas.
Especialmente en el contexto del número de entradas en una gran consola de
mezclas, el uso de transformadores de salida puede llegar a ser prohibitivo..
Amplificadores
diferenciales
En lugar de transformadores,muchas consolas de mezclas modernas proporcionan amplificadores diferenciales balanceados electrónicamente.Al igual que los
transformadores que hemos mencionado antes, estos amplificadores permiten
pasar a la señal diferencial de una línea balanceada, rechazando el ruido. Se usan
regularmente en los mezcladores modernos por su bajo precio, peso y su alta
calidad.
Cables y construcción de cables
Los conectores balanceados son, con mucho, la conexión más común para
micrófonos de baja impedancia y el tipo más normal es el conector XLR (originalmente llamado "Canon") de tres patillas. Otro tipo de conector balanceado es
el jack estéreo de 114" punta-cuello-malla.
Los conectores no balanceados se usan para micrófonos de alta impedancia,
aunque algunas veces se utilizan en equipos domésticos en conjunción con
micrófonos de baja impedancia. El conector más común de este tipo es el jack
de 114". Siempre que sea posible se deben utilizar conectores balanceados para
beneficiarse de su bajo ruido. Los no balanceados pueden ser bastante aceptables en pequeños sistemas (en condiciones normales con longitudes inferiores
a seis riietros), o eri situaciories doride los bucles de masa y las irilerferericias
pueden ser eliminados. Sin embargo, incluso en pequeñas aplicaciones portátiles, la mejor elección son los cables balanceados.
Incluso la señal eléctrica tiene polaridad-un polo positivo y uno negativo-. En
comparación, una onda sonora está compuesta de aire comprimido (positivo)y
rarificado (negativo).Cuando la fase de compresión de una onda sonora impacta el diafragma de un micrófono, crea un voltaje positivo en una de las conexiones.
En los cables de micrófono, este voltaje positivo generalmente se envía por las
patillas 2 ó 3 de un conector XLR estándar (con la patilla 1 como masa).
Ahora viene la parte difícil:
Es necesario asegurarse de que este voltaje positivo está conectado a la misma
patilla en todos los micrófonos. Si se conecta a la patilla 2 en un micrófono y a
la patilla 3 en otro (recibiendo más o menos el mismo sonido), las señales de
ambos micrófonos estarán desfasadas 180°, cancelándose la una a la otra. El
resultado será un sonido defectuoso o incluso la falta del mismo.
Se puede comprobar la polaridad de un micrófono en comparación con uno
conocido. Sitúa los micrófonos juntos, enfrentados a la misma fuente sonora.
Conecta cada uno de los micrófonos a un canal de la mesa de mezclas y ajusta
el mismo volumen para ambos. Sube el volumen de un canal y baja el otro.
Ahora escucha atentamente el otro micrófono subiendo su volumen lentamente. Si el nivel baja, la polaridad está invertida. Esto no significa que no puedas
usar esos micrófonos, sencillamente no es una buena idea utilizarlos frente a la
misma onda sonora o demasiado próximos. El problema solamente surgirá si
ambos micrófonos captan la misma señal.
Una forma sencilla de conseguir la misma polaridad es usar un inversor de
polaridad en uno de los micrófonos. El nombre es explicativo , y obviamente
sólo necesitarás uno.
Conector Jack mono a conector XLR
(para sistemas de 3 polos)
I
I
(para sistemas con el polo 3 "vivo", invertir los polos 2 y 3)
I
9 1 (Masa)
L
-
Conectar Jack estéreo a conector XLR
(para sistemas de 3 polos)
Use esta conexión para enlazar un dispositivo de nivel de línea al conedor de alta impedancia
1 (Masa)
(para sistemas con el polo 3 "vivo", invertir los polos 2 y 3)
Construcción de un cable de inserción "profesional"
n
I
inserción
o + Desde la
o salida auxiliar
n
Conector XLR
Vivo
Baja
Balanceado (para sistemas con el polo 3 "vivo", invertir los polos 2 y 3)
N"
Vivo
No balanceado [para sistemas con el polo 3 "vivo", invertir los polos 2 y 3)
Tomas de tierra
Una toma de tierra es la referencia sobre la que se expresan los voltajes. En un
sistema de audio existen varias referencias, y para nuestro propósito es necesario conocer tres de estas referencias.
Derivación de señal: El punto de referencia sobre el que se mide el potencial
de señal de una parte del equipo.
Derivación a tierra: Es una conexión físicamente a tierra. En la mayoría de
enchufes, la tercera patilla está conectada a tierra. A veces se hace a través de
una tubería de agua fría o con una pica metálica clavada en el suelo.
Derivación de chasis: El punto de conexión del chasis de un componente de
audio. Cuando un elemento de audio se suministra con un enchufe de tres
polos, el chasis está normalmente conectado a tierra, con la posibilidad de
conectar la derivación de señal también a tierra. Cuando el enchufe de un aparato tiene solamente dos polos, el chasis se conecta a la derivación de señal.
Tomas de tierra y
sonido
Un bucle de masa se crea cuando existe más de una toma de tierra entre dos partes de un equipo y la derivación de señal está conectada a tierra en una o más
partes del equipo. Los bucles de masa son la causa más común del zumbido de
la comente alterna en sistemas de sonido. Sin embargo, al igual que con la realimentación, existen varias soluciones a los problemas de bucles de masa, pero
algunos son mejores que otros. El factor más importante en el control de bucles
de masa es una instalación de equipo y conexiones balanceados diseñada apropiadamente. Bajo estas circunstancias, incluso un bucle de masa no debería
provocar interferencias en tu sistema.
Compresor
n
Envio de
efecto
11
Entrada
-
Retorno de
efecto
--
Mesa de mezclas
Salida
balanceada
Salida
Etapa de potencia
A
n
n
.............................
Existen varias formas de aislamiento de un equipo:
Toma de tierra en
un solo punto
Es muy efectiva, pero no totalmente práctica (especialmenteen sistemas portátiles) para eliminar el zumbido de alta frecuencia. Con la toma de tierra en un
solo punto, el chasis de cada componente individual del sistema está conectado
a tierra, pero la derivación de señal se lleva entre los componentes separados y se
conecta a tierra en un punto central.
Los dos usos más comunes de este sistema son en los estudios de grabación y
entre los elementos individuales de una parte de equipo.
Toma de tierra en
varios puntos
Este método de derivación es muy común en sistemas que utilizan equipos no
balanceados con el chasis conectado a la derivación de señal. Los sistemas de
toma de tierra en varios puntos, utilizados correctamente con equipos balanceados, no deberían inducir problemas de ruido y zumbido. Sin embargo, cuando se
usa equipo no balanceado, el ruido puede aparecer y desaparecer a medida que
se insertan o se quitan elementos del sistema.
Esto puede hacer el trabajo de un técnico bastante frustrante, sobre todo cuando la configuración del equipo se altera regularmente.
Toma de tierra
flotante
Una forma bastante obvia de prevenir un bucle de masa es no conectar la derivación de señal en cualquier punto. Con el sistema de toma de tierra flotante, la
derivación de señal se aísla completamente de la toma de tierra. Este sistema
resulta particularmente efectivo si la toma de tierra produce ruido. Por otro lado,
el concepto se basa en el rechazo del ruido inducido por el blindaje de los cables
por parte de las secciones de entrada del equipo. Por lo tanto, mejor que esas secciones de entrada estén balanceadas.
Aislamientos
telescópicos
Aunque suene a un nuevo desarrollo de la NASA, los aislamientos telescópicos
son una forma eficaz de eliminar bucles de masa. Además, si el aislamiento está
conectado solamente a tierra, cualquier ruido generado en dicho aislamiento no
tendrá forma de infiltrarse en la señal.
Debido a que la tierra no se transmite entre componentes, este sistema requiere
el uso de líneas y transformadores balanceados.
La única pega de este sistema es la confusión que crea la disposición de los
cables apropiados. El hecho de usar cables sin aislamiento junto con otros que sí
lo llevan puede ser desconcertante durante la organización de esta opción.
E
reglas
Un sistema de toma de tierra perfecto es casi imposible en todas las circunstancias. Sin embargo, como la mayoría de las cosas en el audio, existen algunas
reglas básicas que nos pueden hacer la vida más fácil.
1) Identifica los subsistemas separados que puedan agruparse en una sola
toma de tierra.
2) Dentro de cada subsistema, conecta la derivaciún de señal a tierra en un
solo punto.
3) Intenta conseguir el máximo aislamiento en las conexiones entre los subsistemas usando siempre conexiones balanceadas en conjunción con transformadores.
-
W d e tierra y
4) El tema más importante que debes evitar es el de los bucles de masa.
Trabaja siempre con circuitos balanceados. Con un sistema no balanceado mal
diseñado puedes tener problemas de masa cada vez que lo montes.
La instalación de tomas de tierra también es una medida de seguridad, y aunque la derivación eléctrica puede no ser un problema con el audio, puede poner
en peligro de electrocución a los que se encuentran en el escenario.
El equipo de audio (como todos los equipos eléctricos) necesita dos cables
para funcionar con corriente alterna, uno "vivo" y otro neutro. El problema con
este sistema de dos cables es que si algo falla en el circuito, la electricidad tiende a buscar la forma más rápida de llegar a tierra, y esa forma a menudo eres tú.
El principio que se esconde detrás de la derivación eléctrica es que la mejor protección contra una descarga es buscar un conductor más efectivo que nosotros
mismos. Utilizando un tercer cable conectado a los chasis de los equipos, cuando ocurre algún fallo eléctrico, la corriente se deriva a tierra a través de ese cable
y no a través de tu cuerpo.
El problema con este montaje es que cuando se transporta el equipo a menudo (instalacionesde locales y salas de concierto) no puedes asegurarte de que
todo el equipo está conectado correctamente. iQué pasa si el tercer polo del
enchufe no está conectado a masa?. Cuando se trata de aislar, comprueba por ti
mismo la instalación.
La forma más fácil de eliminar cualquier riesgo de descarga en conexiones es
adquirir un comprobador de señal. El comprobador se conecta en el enchufe y
una luz nos verifica si el circuito está instalado correctamente. Acostúmbrate a
usarlo, porque nunca puedes estar seguro de que el tercer polo de un enchufe
antiguo esté totalmente conectado a masa, de no ser que lo compruebes.
Y ahora, iqué tal un cuestionario?.
iQué pasa cuando tienes un enchufe de tres polos y un adaptador de dos
polos?, fácil, cortamos el tercero, jno?. ¡NO!.
Bueno, vamos a por la segunda pregunta, iqué pasa si tienes un bucle de masa
y quieres deshacerte del zumbido de una forma fácil y rápida?. Mmmrn, anulo la
derivación a masa con un adaptador que tenga el tercer polo desconectado. ¡De
nuevo error!.
Intentemos otra más:
Si tienes el mezclador derivado a tierra, es correcto dejar el resto del equipo sin
derivar a tierra, jno?. Bien, si el guitarrista toca su guitarra (conectada a un amplificador sin derivar a tierra), y su micrófono (conectado a una mesa de mezclas
derivada a tierra), iintuyes quién completa el camino del amplificador de guitarra en su búsqueda de la toma de tierra?. ¡Tú!.
¡Deriva a tierra siempre todo tu equipo!, nunca desconectes la derivación de
seguridad.
En vez de resolver los problemas de ruidos y bucles de masa de una forma rápida y chapucera, usa un equipo bien diseñado y asegúrate de que todo está conectado en el mismo circuito, y el resto de los aparatos (luces, acondicionadores de
aire, etc.) están conectados en otro circuito, busca los cortacircuitos y pruébalos.
Cuando se trabaja con el aislamiento eléctrico no te puedes permitir prisas.