Métodos de análisis para preamplificadores de audio. (Analysis methods for audio preamplifiers).

Andres

Description

Resumen
En este artículo, se plantean metodologías para la medición de los parámetros más importantes de un preamplificador: slew rate –tiempo de respuesta–, ancho de banda –respuesta en frecuencia–, distorsión armónica total –THD%– y relación señal ruido
para lo que se utilizan analizadores de espectro, generadores de señal, multímetro, cables, entre otros. Para corroborar estas metodologías, se efectúan mediciones en cuatro preamplificadores diferentes.
Abstract
This article pretends to present methodologies for measuring the most important parameters of a preamplifier like slew rate, bandwidth, total harmonic distortion (THD) and signal to noise ratio. For this process were used spectrum analyzers, signal generators, multimeters, cables, among others. To support these methodologies, measurements shall be made into four different preamps.

Sujets

• Ancho de banda
• Preamplificador
• Relacion senal ruido
• Audio
• Bandwidth
• Preamplifier
• Signal-to-noise ratio
• Slew rate
• Total harmonic distortion

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• Publié le: 01 janvier 2011
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Extrait

Ing. USBMed, Vol. 1, No. 1, Jul-Dic 2010
ANALYSIS METHODS FOR AUDIO PREAMPLIFIERS

MÉTODOS DE ANÁLISIS PARA PREAMPLIFICADORES DE AUDIO

Andrés F. Pardo V. Sebastián Lopera G.
Universidad de San Buenaventura Medellín Universidad de San Buenaventura Medellín
[e-mail] [e-mail]

(Tipo de Artículo: INVESTIGACIÓN. Recibido el 10/11/2010. Aprobado el 01/12/000)

Abstract – This article pretends to present realizan pruebas de manera subjetiva para
methodologies for measuring the most important determinar el desempeño del dispositivo haciendo
parameters of a preamplifier like slew rate, bandwidth, pruebas de grabación de instrumentos con
total harmonic distortion (THD) and signal to noise ratio. diferentes micrófonos. Liles [2] toma como base el
For this process were used spectrum analyzers, signal hecho de que los recursos económicos no son una
generators, multimeters, cables, among others. To
excusa para adquirir buenos preamplificadores. support these methodologies, measurements shall be
Realiza una comparación entre los distintos made into four different preamps.
preamplificadores de bajo costo describiendo su
Keywords: Audio, bandwidth, preamplifier, signal to versatilidad a la hora de realizar conexiones y
noise ratio, slew rate, total harmonic distortion. configuraciones. De igual manera aclara que
aunque los resultados son buenos, en ningún
Resumen –En este artículo, se plantean metodologías momento igualarán a dispositivos de gama alta.
para la medición de los parámetros más importantes de Stackpole [3] describe físicamente el
un preamplificador: slew rate –tiempo de respuesta–,
preamplificador Mini-MP™, de la empresa ancho de banda –respuesta en frecuencia–, distorsión
Apogee© y sus diferentes tipos de armónica total –THD%– y relación señal ruido; para lo
configuraciones. Destaca que se encuentre un que se utilizan analizadores de espectro, generadores
decodificador MS, utilizado a la hora de realizar de señal, multímetro, cables, entre otros. Para
corroborar estas metodologías, se efectúan mediciones grabaciones con la técnica MS (Técnica de
en cuatro preamplificadores diferentes. grabación estéreo, llamada así por sus siglas en
ingles, Mid Side). Realiza comparaciones
Palabras clave: Ancho de banda, audio, distorsión subjetivas en 2 estudios de grabación diferentes,
armónica total, preamplificador, relación señal ruido. un estudio personal y un estudio profesional, estas
pruebas son realizadas con micrófonos de gama
1. INTRODUCCIÓN alta, y a su vez realiza una comparación con
Los preamplificadores de audio son parte preamplificadores de gama alta. Uno de los
primordial dentro del proceso de producción y aspectos que le llama la atención al autor, es su
grabación de una obra musical, ya que flexibilidad para el uso de fuentes de alimentación
acondicionan la señal antes de ser grabada. Su genéricas. Concluye que la calidad del
caracterización dentro del medio audiovisual se preamplificador es similar a algunos
hace de forma subjetiva, como es el caso de las preamplificadores de gama alta y que su precio lo
revistas enfocadas al audio, en donde los autores convierte en una excelente sugerencia para
usualmente realizan análisis poco profundos en pequeños estudios que busquen enriquecer su
cuanto a las características electrónicas de los calidad en producción y grabación.
equipos, evaluando generalmente el desempeño
de estos. Aunque este tipo de análisis lo realizan Es así como surge la necesidad de realizar un
personas expertas en el tema, se hace necesario análisis más objetivo del desempeño de los
medir el desempeño de dichos dispositivos. Es así preamplificadores de audio contemporáneos -sin
como surge la necesidad de realizar un análisis dejar atrás el aspecto subjetivo-; con el fin de
mas objetivo del desempeño de los comparar la información suministrada por los
preamplificadores de audio contemporáneos –sin fabricantes. Dentro de este contexto se plantean
abandonar el aspecto subjetivo– con el fin de metodologías para medir los principales
comparar la información suministrada por los parámetros de un preamplificador, utilizando
fabricantes. Dentro de este contexto, en este elementos comunes dentro de un estudio de
proyecto se plantean metodologías para medir los grabación, además de la utilización de software
principales parámetros de un preamplificador, especializado.
utilizando elementos comunes dentro de un
estudio de grabación, además de la utilización de 3. MARCO TEÓRICO
software especializado.
3.1 Preamplificador
2. JUSTIFICACIÓN Amplificador enfocado a realzar voltaje, en este
Wells [1] describe físicamente el preamplificador aspecto difiere con un amplificador de potencia.
Robbie™, de la empresa Blue©, especificando sus En el caso del preamplificador de micrófono, eleva
entradas, controles y apariencia física. Además, la señal desde el nivel de voltaje de micrófono, del
A. F. Pardo V. y S. Lopera G. “Métodos de análisis para preamplificadores de audio”. Ing. USBMed, ISSN: 2027-5846, Vol 1,
No. 1, pp. 63-69. Jul-Dic 2010. 63 Ing. USBMed, Vol. 1, No. 1, Jul-Dic 2010
orden de los mili voltios mV, hasta nivel de línea, múltiples pistas de audio digital y archivos de tipo
alrededor de 1 V. Otro característica importante es MIDI, con las herramientas necesarias para la
su respuesta en frecuencia –la ganancia varía con grabación, edición, mezcla y procesamiento de
la frecuencia–, ya que da el sonido característico a audio digital [5].
cada dispositivo. El preamplificador de audio
SpectraPLUS®. Es un analizador de espectro, que también es el encargado de acoplar la impedancia
se encarga de convertir una señal del dominio del entre el dispositivo de entrada y el dispositivo de
tiempo al dominio de la frecuencia. En el dominio salida [4].
de la frecuencia muestra lo que comúnmente se
3.2 Slew rate conoce como espectro. El ancho de banda de este
Velocidad máxima de cambio en el voltaje de software está determinado por la frecuencia de
salida de un amplificador, medida habitualmente muestreo máxima que permite la interfaz de audio
en V/ μs. Debe ser lo suficientemente elevada del computador [6].
como para reproducir las frecuencias agudas sin
003™. Es una interfaz de audio creada por distorsión, tanto más cuanto mayor sea el voltaje
Digidesign. Su comunicación con el computador se de salida del amplificador. Este parámetro es de
realiza a través de puertos FireWire. Posee 18 vital importancia a la hora de reproducir los
entradas simultáneas –8 entradas análogas y 10 transientes –señal de mucha energía en un
entradas digitales–, 8 entradas ADAT y 2 entradas intervalo corto de tiempo.
S/PDIF. Su frecuencia de muestro máxima es de
96kHz [7]. ∆ 8 (1)54 ?O∆
API™ 512c. Preamplificador de audio desarrollado
por API. Reconocido por su sonido característico y
Donde ∆ es el cambio de voltaje, y ∆ es el tiempo que
suave. Posee voltaje fantasma –Phantom Power– demora en cambiar dicho voltaje.
de 48V, ofrece una ganancia de 65 dB, un
atenuador de 20 dB y un inversor de fase [8]. 3.3 Relación señal/ruido (S/N ratio)
Cuantifica qué tan ruidoso es un sistema o una
Digimax FS™. Preamplificador de audio fabricado señal.
por la empresa Presonus. Posee 8
preamplificadores XMAX Clase A, con sus ?? ñ504 (2) respectivos controles de ganancia. Cuenta con un
?????
protocolo de comunicación tipo ADAT, que permite
expandir sistemas de grabación que tengan este
Donde A es la amplitud de la señal y A es la señal ruido mismo protocolo de comunicación. La máxima amplitud del ruido de fondo.
frecuencia de muestreo a la que el equipo puede
funcionar es de 96kHz [9]. 3.4 Ancho de banda
Es el rango efectivo donde el amplificador puede
Onyx 24-4™. Mesa de mezcla analógica funcionar correctamente con la mínima distorsión.
desarrollada por Mackie. Los preamplificadores de Se eligen como puntos de corte aquellos donde la
esta mesa son de tipo Onyx, fabricados por la potencia del amplificador cae al 50%.
misma empresa. Estos preamplificadores son
reconocidos por su buena calidad y bajo costo 3.5 Distorsión armónica total (THD%)
[10]. Cuantifica la distorsión armónica que entrega el
sistema. Su cálculo se referencia a un tono puro
ADAT Lightpipe. Es un estándar para la de 1 kHz –un armónico–, comparándolo con los
transferencia de audio digital mediante una armónicos que aparecen en la salida.
interfaz óptica. Originalmente fue desarrollada po