Los sistemas de audio de alta impedancia o voltaje constante son la opción más adecuada para grandes instalaciones de audio como música ambiental, audio - evacuación, enmascarmiento de ruido, sistemas de paging o llamado por zonas debido a su facilidad de diseño e instalación. En este artículo abordaremos los conceptos básicos de su funcionamiento y diseño.
En sistemas de audio comunes se pueden conectar generalmente hasta 4 parlantes en un mismo canal de amplificador debido a que las impedancias que se manejan con este tipo de altavoces son de 4, 8 o 16 Ohms y al conectar en paralelo dos o más altavoces el valor total de la impedancia decrece lo cual nos limita el número de altavoces por canal de amplificador. Con esta restricción en mente, cómo podríamos realizar una instalación de audio de hospitales, centros comerciales, centros de convenciones, tiendas departamentales en los cuales se necesitan grandes cantidades de altavoces?. Es en este punto cuando los sistemas de audio de voltaje constante nos permiten ser mucho mas eficientes en el diseño, ahorrar cableado, disminuir cantidad de canales de amplificación y facilitar la instalación, permiten lineas de cableado mas largas debido a la menor pérdida por distancia al tener lineas de 70 o 100V.
Cómo funcionan los sistemas de audio de alta impedancia?
Los sistemas de audio de alta impedancia trabajan utilizando transformadores elevadores y reductores. A la salida de cada canal del amplificador generalmente constan transformadores de elevación para poder tener voltajes de 70 o 100 V, también se pueden utilizar transformadores externos para amplificadores que no tengan incorporadas salidas de 70 o 100V.
En el lado de los altavoces tenemos transformadores reductores que permiten bajar el voltaje de las lineas de 70 o 100 V para entregarle al altavoz la cantidad de Watts a la cual queremos que trabaje, de esto va a depender el nivel de presión sonora (NPS) que nos entregue el altavoz. Los transformadores incorporados en este tipo de parlantes cuentan con varios bobinados lo cual permite seleccionar la cantidad de Watts a la cual se le va a hacer trabajar. Esta selección se la realiza por medio de los terminales de conexión o de selectores que indican los Watts de acuerdo a sí es una línea de 70 o 100V. Al utilizar estos transformadores reductores en los altavoces se eleva la impedancia lo cual nos permite el conectar mayor cantidad de parlantes que si utilizaríamos altavoces convencionales y hace que el dato de la impedancia total del circuito llegue a ser despreciable en el momento del diseño de la cadena electroacústica de nuestro sistema ya que el valor de la impedancia total del circuito de los altavoces casi siempre va a ser un dato que permite trabajar al amplificador de forma segura.
Ventajas de los sistemas de audio distribuido:
Distancia de cableado: al trabajar con líneas de 70 o 100V se reduce la caída de tensión por distancia o también podemos en distancias mas cortas utilizar un calibre de cable menor, lo cual se traduce en costos mas bajos de instalación.
Permite la conexión de muchos mas altavoces que en sistemas tradicionales: Como comenzamos comentando al inicio del blog, en sistemas tradicionales tenemos la limitación de poder conectar máximo 4 parlantes en cada canal de amplificador (asumiendo que cada parlante es de 16 Ohms con lo cual la impedancia resultante son 4 Ohm). Al utilizar transformadores en el circuito, nos permite elevar la impedancia de los altavoces y dejar de preocuparnos de la impedancia total con lo cual puedo conectar mayor cantidad de parlantes.
Flexibilidad: ya que podemos tener en el mismo circuito diferentes potencias configuradas en cada parlante lo cual permite tener diferentes niveles de presión sonora en parlantes del mismo circuito.
Facilidad de diseño: Al no tener que preocuparnos de la impedancia total, nos facilita la determinación de que amplificador es el más adecuado para el proyecto ya que solo tengo que realizar la suma de las potencias individuales de cada parlante y sobre eso subir un 40% para tener headroom. Por ejemplo:
Si tenemos una instalación del 20 parlantes a 10 W necesitaría un amplificador de 280W.
20x10W = 200W + 40% (headroom) = 280 W
Por lo que necesitaría un amplificador de 280W
Consideraciones de este tipo de sistemas :
La mayoría de aplicaciones de este tipo de sistemas van a ser de música ambiental y una buen práctica es la de colocar un filtro pasa altos generalmente en el rango de 70 a 80 Hz. Muchos amplificadores traen incorporado este filtro en sus salidas.
Es muy importante la calidad que tengan estos transformadores ya que es un punto que puede distorsionar la señal de audio cuando se saturan estos elementos, lo cual muchas veces ha dado una fama de que los sistemas de audio de alta impedancia entregan una calidad baja de audio, lo cual no es cierto ya que depende de la calidad de los elementos del altavoz dentro de los cuales está el transformador.
Los sistemas de audio de alta impedancia tienen ventajas en proyectos grandes y además brindan la posibilidad de diseñar sistemas zonificados, realizar una integración con sistemas de seguridad como fire alarm. De estos temas estamos hablando más en detalle en futuros artículos.
