• Elección de cable de altavoz

    A menudo se polemiza sobre la importancia del cable para la conexión entre el amplificador y el altavoz. Los aficionados a la alta fidelidad gastan fortunas en cables que prometen resultados espectaculares. Nuestra corta memoria auditiva y la subjetividad llevan a muchos a confirmar esas mejoras en sus sistemas.

    Lo cierto es que hay muy pocos estudios serios sobre la importancia del cable en relación a la calidad de sonido percibida. Un cable tiene impedancia (oposición a la corriente eléctrica en función de la frecuencia), capacitancia (se comporta en cierta medida como un condensador) e inductancia (se comporta como una bobina). Sin embargo, hace unos años un artículo del AES concluyó que las diferencias entre cables eran muy pequeñas en cuanto a capacitancia e inductancia, y sólo reconocía la importancia de la impedancia.

    Por ello os invito a dejar de lado todo cable de precio tan exagerado como sus promesas, y fijaros solamente en el calibre (grosor) del cable, en lo que a las características eléctricas se refiere (luego hay cuestiones de tipo práctico importantes en nuestro negocio como la facilidad con la que se deja enrollar, particularmente en frío, en las que no entraremos). Aunque, desde un punto de vista sonoro, más grueso es mejor, al final puede ser necesario adoptar soluciones de compromiso si el cable ideal es poco práctico ya sea por peso, volumen (en una instalación fija con mucho cableado el espacio que ocupan los cables es un factor que puede ser importante) o coste (de nuevo, en las instalaciones fijas, este es un parámetro que puede ser muy significativo si se utilizan líneas muy largas).

    1. El cable, el amplificador, el ladrón, su mujer, y su amante

    Podríamos definir el factor de amortiguamiento (en inglés, damping factor) de un amplificador como su capacidad para controlar el movimiento de la bobina de un altavoz. Un factor de amortiguamiento alto es deseable para obtener un sonido seco en las frecuencias bajas, que de lo contrario sonarán "flojas" y "sueltas".

    Un amplificador ideal tiene un factor de amortiguamiento infinitamente alto. En la práctica, aquí en el planeta tierra por lo menos, los amplificadores exhiben cierta impedancia de salida, lo que da lugar a factores de amortiguamiento típicos entre 300 y 600 para una carga de 8 ohmios.

    El factor de amortiguamiento se calcula como la relación entre la impedancia (designada con la letra Z) de carga y la impedancia de salida:

    Zcarga
    Factor de amortiguamiento = ---------
    Zsalida

    Por ejemplo, un amplificador con una impedancia de salida de 0.02 ohm (esto no se suele especificar, pero puede calcularse despejando la impedancia de salida en la fórmula anterior) conectado a una carga de 8 ohm da como resultado un amortiguamiento de 400. Como el factor es directamente proporcional a la impedancia de carga, cuando menor sea la impedancia, peor será el factor de amortiguamiento. En este ejemplo el amortiguamiento sería de 200 para 4 ohm, 100 para 2 ohm, y, siguiendo la misma lógica, 800 para 16 ohm.

    Hasta ahora todo va bien. Normalmente se recomienda un factor de amortiguamiento superior a 50, con un mínimo de 25. Como hemos comentado antes, esto es particularmente importante para las frecuencias bajas.

    Las cosas se complican cuando añadimos un cable de cierta longitud. La impedancia del cable es directamente proporcional a su longitud. E inversamente proporcional a su sección, es decir, que, cuanto más grueso, menor es su impedancia.

    Para calcular el factor de amortiguamiento con un cable real, de una longitud y grosor dados, entre el amplificador y la carga (el altavoz), hemos de añadir a la fórmula anterior un término adicional que es la impedancia del cable.

    Zcarga
    Factor de amortiguamiento = ------------------
    Zsalida + Zcable

    Ejemplo para cargas de 4 y 8 ohmios y un cable del número 14 (2 mm²) con un amplificador con amortiguamiento de 400 a 8 ohm
    Longitud del cable Factor de amortiguamiento resultante Impedancia del cable
    4 ohm 8 ohm
    5 40 80 0,08 ohm
    10 21 40 0,17 ohm
    15 15 30 0,25 ohm
    20 11 23 0,33 ohm

    Por ejemplo, para 20 metros y 4 ohmios el factor de amortiguamiento es de 4/(0,33+0,02), que es igual a 11,4 (que hemos redondeado a 11 en la tabla, al igual que el resto de la tabla usa valores redondeados para simplificar). Para el valor de la impedancia del cable hemos asumido que el conductor es de cobre, que va a ser el caso en un 99.9% de los casos (no incluimos el cálculo de la impedancia del cable en función de la longitud y el calibre para no complicar). La impedancia varía con la frecuencia, así que realmente podríamos calcular valores para todas las frecuencias, aunque para el día a día no merece la pena meterse en esas complejidades, así que aquí nos hemos limitado al cálculo con la impedancia nominal.

    A medida que la impedancia del cable se va haciendo grande con respecto a la impedancia de salida del amplificador, el factor inicial de amortiguamiento del amplificador va tomando menor importancia. Por ejemplo, si duplicáramos el amortiguamiento del amplificador de nuestro ejemplo a 800 (a 8 ohm), el factor de amortiguamiento resultante para 8 ohmios sería de 89 y 23,5 para 5 y 20 metros respectivamente, lo que es muy parecido a los resultados que obteníamos para el factor 400 (80 y 23, como puede verse en la tabla de arriba), particularmente para 20 m, puesto que cuanto más largo sea el cable menor es la importancia del factor (inicial) de amortiguamiento del amplificador.

    Hemos comentado anteriormente que el factor de amortiguamiento afecta al "agarre" de las bajas frecuencias. Así, en función de la importancia de las frecuencias graves para las diferentes aplicaciones, podemos tomar la decisión del grosor de cable que vamos a utilizar. Por ejemplo, en una discoteca merecerá la pena usar un cable muy grueso para los cajones de bajos, mientras que para una instalación de megafonía el amortiguamiento no es un factor que nos afecte debido a que se reproduce sólo voz, por lo elegiremos el cable en función exclusivamente de la pérdida de potencia, como se detalla a continuación.

    2. Pérdida de potencia

    Puesto que la impedancia del cable está en serie con la del altavoz, el amplificador está entregando energía tanto al altavoz como al cable. Además, al subir el cable la impedancia total del sistema, el amplificador entregará menos potencia. Sin embargo, puesto que los decibelios se calculan de forma logarítmica, el cable ha de ser muy fino y su longitud muy grande para que la pérdida de potencia sea significativa en término auditivos, o sea, en decibelios.

    Podríamos decir que una pérdida de 1 dB es aceptable, y una pérdida de 3 dB razonable, lo que equivale a desperdiciar en el cable el 11% y 29%, respectivamente, de la potencia que sale del amplificador. Aunque la pérdida de potencia esté dentro de límites razonables, eso no quiere decir que el factor de amortiguamiento sea igualmente razonable. De hecho, desde el punto de vista del factor de amortiguamiento, una reducción de nivel de presión sonora mayor a 0,3 dB no es aceptable. Sin embargo, para aplicaciones de megafonía/perifoneo y sonido ambiente donde el factor de amortiguamiento no es crítico, podremos utilizar un criterio para la selección del cable basado solamente en la reducción de nivel de presión (o la pérdida de potencia).

    Ejemplo para cargas de 4 y 8 ohmios y un cable del número 14 (2 mm²) con un amplificador con amortiguamiento de 400 a 8 ohm
    Longitud del cable Pérdida de energía en el cable Pérdida de nivel
    4 ohm 8 ohm 4 ohm 8 ohm
    5 2% 1% -0.2 dB -0.1 dB
    10 4% 2% -0.4 dB -0.2 dB
    15 6% 3% -0.6 dB -0.3 dB
    20 8% 4% -0.7 dB -0.4 dB

    Los cálculos mencionados asumen cable de altavoz sin conectores, habitual en instalaciones fijas. Los conectores añadirán también su propia impedancia que es baja pero no despreciable, por lo que desde el punto de vista de mantener la impedancia lo más baja posible es preferible usar un único cable de a empalmar varios.

    3. Líneas de transformador

    Las líneas de transformador, que utilizan voltajes como pueden ser 50, 70 o 100V, permiten el uso de cable más fino que en instalaciones de conexión directa (sin transformador). Nos referimos a estos sistemas de línea como de "alta impedancia", mientras que nuestros 2, 4, 8 o 16 ohmios son "baja impedancia". La impedancia de entrada de un altavoz equipado con una transformador de entrada oscila típicamente entre varios cientos y varios miles de ohmios, lo que quiere decir que la impedancia del cable es ahora pequeña comparada con la impedancia de los altavoces. En la práctica esto significa que podemos utilizar un cable más fino (y más económico), o bien llevar grandes longitudes de cable.

    En estas instalaciones el único criterio a la hora de seleccionar el cable ha de ser la pérdida de potencia, olvidándonos del factor de amortiguamiento (ya que el transformador impide que exista un bajo seco). A veces se decide usar altavoces con transformadores en una instalación para evitar pérdidas de energía, cuando a menudo un cable más grueso con altavoces de baja impedancia nos darán un sistema más económico con una pérdida potencia dentro de lo razonable.

    La sección de "Referencias" bajo "Temas de Audio" en esta Web contiene tablas que ayudan a elegir el cable para instalaciones de alta o baja impedancia.

    4. Conclusión

    Elige siempre el grosor de cable adecuado a la aplicación, el tipo de caja, la impedancia de carga y la longitud del cable.

    Comentarios 5 Comentarios
    1. Claudio F Fernandez -
      Muchas gracias por estas tablas de eleccion del cable apropiado para no perder potencia en el mismo, ni perder esos buenos graves para mis cajas de 15 pulgadas.
    1. Emilio Alguiar Zegarra -
      CLARO pero hay algún lugar donde puedo hacer mis cables yo propios
    1. Martín Almazán -
      Cita Originalmente Publicado por Emilio Alguiar Zegarra Ver Mensaje
      CLARO pero hay algún lugar donde puedo hacer mis cables yo propios
      En el caso de los cables de altavoz, solamente necesitas comprar el cable y, la mayor parte de las veces, conectores Speakon (o ni siquiera eso si las cajas acústicas usan cable pelado y los amplificadores tienen borneras tradicionales)
    1. Jesús Gadea -
      Tengo una duda con el coeficiente de resistividad electrica del cobre q usaste para sacar la impedancia del cable.
      Vos usaste 0,032(Ωmm2/m) y lei que el coeficiente del cobre a 20°C es de 0,0172 (Ω mm2/m) y de 1,7 x 10-8 (Ω.m)

      Por lo q las impedancia me dan distinto.

      Me podras explicar esto, Gracias.
    1. Martín Almazán -
      Cita Originalmente Publicado por Jesús Gadea Ver Mensaje
      Por lo q las impedancia me dan distinto. Me podras explicar esto, Gracias.
      Ahora no tengo el dato a mano pero es un coeficiente similar al usado por ahí en tablas y demás. Recuerda que el cable realmente son dos, porque va y viene.
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