• Sistema de voltaje constante (70V, 100V)

    Los sistemas de voltaje constante o alta impedancia suelen ser un concepto algo confuso para los profesionales acostumbrados al "rock and roll". Realmente son muy sencillos de diseñar, entre otras cosas porque está pensados para ser instalados por electricistas y similares, con poca experiencia en sistemas de sonido. En este artículo intentaremos clarificar los sencillos conceptos que hay que saber en este tipo de sistemas.


    Hay dudas sobre cual es el origen del término, aunque probablemente derive de que los diferentes amplificadores que se utilizan tienen la misma tensión eléctrica de salida, que suele ser de 100V en Europa y 70,7V (que se suele escribir simplemente como 70V) en los EEUUAA. A veces también reciben el apelativo de "sistemas de alta impedancia" ya que los altavoces utilizados pueden llegar a impedancias de incluso varios miles de ohmios, en comparación con los sistemas de baja impedancia en los que es raro ver una carga superior a los 16 ohmios por altavoz. También se habla de "sistemas de línea distribuida" así como de "sistemas de línea de 100V" (o 70V), lo que da lugar a la abreviatura de "sistemas de línea".

    En la ilustración se muestra un ejemplo con tres altavoces. Lo habitual es que un sistema de este tipo utilice muchos altavoces (que es lo que denotan los puntos suspensivos de la ilustración), aunque para simplificar se han colocado solamente tres.

    Ventajas

    Existen diversas razones para el uso de sistemas de voltaje constante:


    1. Minimizar las pérdidas del cableado o abaratar su coste
    Hay muchas aplicaciones en las que las tiradas de cable son extremadamente largas (pensemos en un hotel o un aeropuerto) y por ello la pérdida de potencia en el cableado es un factor crítico. Las pérdidas del cable son función de la corriente al cuadrado y por lo tanto si podemos elevar el voltaje (reduciendo la así significativamente intensidad de corriente) que viaja por la línea de altavoces y reducirlo al llegar al altavoz, habremos conseguido reducir la pérdida de potencia producida por el cable, o bien podremos permitirnos usar un cable de menor calibre. Es un proceso similar al del transporte de la electricidad por parte de las compañías eléctricas, que la transportan a varias decenas de miles de voltios y luego la bajan a 230V o 115V (con lo cual la corriente sube) al llegar a nuestro barrio. Como ejemplo, podemos llevar 250W con una línea de 100V a una distancia de 1200 metros con una pérdida de sólo 3 dB de potencia para un cable de sólo 2mm2 (AWG14). La referencia de longitudes máximas de cables de altavoz es una tabla con valores de cableado para instalaciones de alta impedancia.

    2. Permitir la conexión de muchos altavoces de poca potencia
    Con impedancias como 8 o 16 ohmios resulta difícil conectar un gran número de cajas en paralelo (y las conexiones en serie-paralelo se evitan ya que el fallo de una unidad repercute en todas las demás que estén en serie con ella). Sin embargo, en los sistemas de voltaje constante se pueden llegar a conectar cientos de altavoces en paralelo.

    3. Cálculo sencillo de la instalación
    Calcular el amplificador necesario no puede ser más sencillo: sólo hay que sumar la potencia de entrada de cada una de las cajas conectadas a una misma línea y elegir un amplificador que tenga una capacidad potencia de salida igual o superior (añadiendo opcionalmente un factor de sobredimensionado). En este sentido es igual que la instalación eléctrica de un domicilio; solamente hay que asegurarse de que la potencia disponible de la línea sea suficiente para la suma de aparatos conectada a ella.

    4. Flexibilidad
    Los transformadores de entrada de los altavoces para líneas de voltaje constante suelen permitir elegir entre varias potencias de entrada. Ello permite seleccionar diferentes niveles para diferentes zonas de forma sencilla. Podemos jugar con las potencias de entrada de un sistema para dar más volumen a unas zonas y menos volumen a otras de forma sencilla. Por ejemplo podría asignarse a la sección juvenil de una zona comercial más potencia que a las áreas destinadas a un público adulto que no desea escuchar música a un volumen tan elevado. Y esos ajustes podrían cambiarse fácilmente si cambiasen las necesidades de volumen en cada zona (por ejemplo, si se cambia el emplazamiento de cada zona).

    Líneas de alta tensión. Transformadores de elevación y de reducción

    100 o 70 voltios son voltajes altos teniendo en cuenta que los altavoces suelen ser de baja potencia. Para conseguir estos voltajes altos con amplificadores que no los generan con su electrónica de potencia se utiliza un transformador elevador a la salida de cada canal del amplificador. Aquellos amplificadores que están diseñados específicamente para líneas de voltaje constante lo llevan integrado, aunque en ocasiones se utilizan también transformadores externos acoplados a amplificadores convencionales. Estos transformadores elevadores habitualmente cuentan con varios bobinados que permiten obtener salida tanto de 70V como de 100V, y a veces también de 25V, que es una tensión baja usada en los EEUUAA porque permite una seguridad eléctrica menor a efectos legales. Menos común aún es el uso de líneas de 50V. A menudo los amplificadores cuentan también con una salida directa, sin pasar por el transformador, para cargas de baja impedancia. Las diferentes salidas pueden ser usadas simultáneamente; por ejemplo, podríamos usar un mismo canal para amplificar una caja acústica de 8 ohmios y un
    grupo de cajas auxiliares con transformador de entrada.

    En otros casos, los amplificadores generan bien 100V o bien 70V directamente sin ayuda de transformador. Normalmente, este tipo amplificadores de línea sin transformador solamente sacan uno de esos dos voltajes, con lo que solemos encontrarnos que los fabricantes estadounidenses emplean modelos con salida de 70V, mientras que los europeos sacan 100V.

    Si podemos elegir entre 70 o 100V elegiremos usar líneas de 100V, ya que el mayor voltaje nos permitirá reducir las pérdidas del cable o utilizar cable de menor calibre (y por tanto menor coste). Para casos extremos, la mayor parte de los amplificadores para aplicaciones de voltaje constante que cuentan con dos o más canales permiten juntar dos canales en modo puente, obteniendo 140V o 200V de salida, en cuyo caso la potencia de los altavoces será cuatro veces más de lo que indique su posición para el voltaje sin puentear (por ejemplo, la posición de 15W para 100V correspondería a 60W para 200V), debiéndose evitar que pueda haber personas que, desconociendo el modo puente del sistema, seleccionen las posiciones de mayor potencia de los altavoces.

    Otra posibilidad es utilizar amplificadores de potencia convencionales. Por ejemplo, un amplificador de 1250W por canal a 4 ohmios saca una tensión nominal de salida de 70V (usando la Ley de Joule, una de las fórmulas básica en electricidad). Y un amplificador de 2500W por canal a 4 ohmios saca una tensión nominal de salida de 100V. Si esto sugiere amplificadores sobredimensionados para el número de altavoces que va a llevar la línea, se puede recurrir a usar amplificadores más pequeños en modo puente. Por ejemplo, un amplificador de 625W en puente a 8 ohmios en puente (para 70V) o uno de 1250W a 8 ohmios (para 100V) en puente.

    Los altavoces cuentan a su vez con un transformador reductor que reduce el voltaje para que reciban la potencia adecuada. Este transformador suele formar parte del altavoz en aquellos productos que están diseñados específicamente para líneas de voltaje constante, aunque en ocasiones se utilizan transformadores externos acoplados a cajas acústicas convencionales, particularmente cuando son cajas de alta potencia que carecen de versiones con transformador provisto por el fabricante. Estos transformadores reductores con frecuencia cuentan con varios bobinados que permiten seleccionar la potencia que se desea recibir de la línea; en estos casos suele disponerse de un selector de potencia de entrada que permite elegir entre diferentes potencias en pasos que son habitualmente de 3 dB (los niveles de potencia se van duplicando) y que suelen ir marcados con sus correspondencias a 70V y 100V. Las posiciones del selector del transformador se comparten para 70V y 100V, correspondiendo la posición para 70V de una potencia dada a el doble de potencia con 100V (por ejemplo la posición de 15W a 70V corresponde a 30W a 100V y, de igual manera, la posición de 30W a 100V corresponde a 15W a 70V). En ocasiones hay una posición adicional que puentea el transformador y permite usar el altavoz como si no llevara transformador; esto puede ser útil a la hora de ampliar las aplicaciones del producto, pero el instalador deberá llevar cuidado de no seleccionar accidentalmente esta posición sin transformador dentro de una línea de 70 o 100V.

    La calidad de los transformadores, tanto elevadores (los que van con el amplificador) como reductores (los de los altavoces), es crítica en relación a la calidad sonora. Los transformadores usados habitualmente en fuentes de alimentación no son utilizables para esta aplicación ya que no proporcionan una impedancia uniforme con la frecuencia, y por lo tanto afectan a la respuesta en frecuencia del sistema. Dentro de los transformadores específicos para cajas acústicas en este tipo de sistemas, sólo los de mayor calidad permitirán una respuesta correcta de la parte superior del espectro de alta frecuencia. Otro problema con los transformadores es el de la saturación del núcleo. A niveles elevados de potencia los transformadores se saturan y con ello baja la impedancia de carga de la línea, lo cual supone un problema porque el amplificador entrega más potencia (o lo intenta, posiblemente activando la protección de sobre-corriente amplificador) y los altavoces reciben más potencia, y por ello se puede poner en peligro la seguridad de la instalación además de afectar a la calidad de sonido.

    Podemos distinguir entre dos tipos de transformadores para aplicaciones de voltaje constante. El primero es el transformador de aislamiento (isolation transformer), que es aquel que cuenta con dos devanados en un núcleo cerrado de hierro. Se usa el término "aislamiento" ya que no hay conexión eléctrica entre la entrada y la salida (hay lo que se llama aislamiento galvánico), siendo la corriente conducida de forma electro-magnética. El segundo tipo de transformador es el auto-transformador (autoformer), que consiste en un único devanado con un núcleo de hierro o acero en su interior. Este tipo de transformador es más económico y ligero, pero no se considera apto para instalaciones de sonido de calidad y son menos seguros que los de aislamiento, ya que un fallo en el devanado producirá la entrega del máximo voltaje en la salida. Al igual que los transformadores de alimentación, los usados para las líneas de voltaje constante también pueden ser toroidales, algo más ligeros y eficientes. Por otra parte los transformadores de aislamiento pueden evitar problemas potenciales de bucles de masa.




    Comentarios 1 comentario
    1. Roberto Aguilar -
      Me agrado el tema, ya que tengo un amplificador asaji y no sabia para que era la terminal que dice 70v, me despejo, mis dudas, mañana haré unas pruebas con esa info, gracias.
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    Qsc 850 Usa O Crest Audio V900 Fidelidad

    Buenas noches:

    Gracias de antemano por toda ayuda. Tengo dos amplificadores:

    qsc 850 usa
    crest audio

    Ayer, 22:44 Ir al último mensaje

    Ayuda con Monitor de Escenario...

    Muchisimas gracias Deimer, efectivamente ya pude checar las unidades de agudo y me inclino por la psd 2002s-8 el detalle es q este y creo todos los modelos

    Ayer, 22:35 Ir al último mensaje

    Que bajo me recomiendan

    Que tal Joel, de antemano, pues te doy las gracias por tu opinión, tampoco soy un profesional en audio, es por eso que pido su opinión a miembros de este

    Ayer, 20:55 Ir al último mensaje

    Ayuda con Yamaha 01v96

    Buenas José Manuel,

    Gracias por leer el post y ayudarme, para comenzar es que me han dicho que es mejor sacar los subs por un aux para

    Ayer, 19:32 Ir al último mensaje

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    saludos, quisiera saber porque en la mayoria de los sonidos que usan equalizadores de bandas, en mi caso es de 31 bandas, en el corte eliminan la frequencia

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