Entradas y salidas balanceadas

La forma más efectiva de trabajar con el ruido producido por la electri- cidad 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, por- que la señal común (en este caso el ruido), es rechazada por el circuito.

La inclusión de este tipo de sistemas requiere el aislamiento del trans- formador 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 ais- lado son bastante obvios.

Ruido Ruido

Ruido - Recorrido del oudh 1 -> < 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 polari- dad invertida, se produce el mismo voltaje en ambos polos, cancelán- dose 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.

Amplificadores diferenciales

Conectando a tierra cada chasis de cada componente y desactivando la conexión a tierra del transformador, se consigue un total aislamiento (y consecuentemen- te la ausencia de bucles de masa).

Mezclador Ruido Etapa de potencio

Los transformadores tienen ciertas ventajas sobre los amplificadores diferen- ciales, 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 aisla- miento. En otras palabras, un transformador puede soportar prácticamente cual- quier cosa que soporten sus cables. Los transformadores de entrada son esencia- les 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..

En lugar de transformadores, muchas consolas de mezclas modernas proporcio- nan 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 (origi- nalmente 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 acepta- bles 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 portáti- les, 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 impac- ta el diafragma de un micrófono, crea un voltaje positivo en una de las conexio- nes.

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 lentamen- te. 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 I 9 1 (Masa)

(para sistemas con el polo 3 "vivo", invertir los polos 2 y 3) 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 o + Desde la

I o salida auxiliar

Conector XLR

inserción

Vivo Baja

n

Balanceado (para sistemas con el polo 3 "vivo", invertir los polos 2 y 3)

Vivo N" No balanceado [para sistemas con el polo 3 "vivo", invertir los polos 2 y 3)

Tomas de tierra

Tomas de tierra y sonido

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 necesa- rio 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 apa- rato tiene solamente dos polos, el chasis se conecta a la derivación de señal.

Un bucle de masa se crea cuando existe más de una toma de tierra entre dos par- tes 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 rea- limentación, 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 apro- piadamente. Bajo estas circunstancias, incluso un bucle de masa no debería provocar interferencias en tu sistema.

Compresor

Envio de n 11 Entrada efecto

Retorno de efecto - - Salida -

Mesa de mezclas Etapa de potencia

Salida A n balanceada

n

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Existen varias formas de aislamiento de un equipo:

Toma de tierra en Es muy efectiva, pero no totalmente práctica (especialmente en sistemas portá- un solo punto tiles) 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 Este método de derivación es muy común en sistemas que utilizan equipos no varios puntos balanceados con el chasis conectado a la derivación de señal. Los sistemas de

toma de tierra en varios puntos, utilizados correctamente con equipos balancea- dos, 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 cuan- do la configuración del equipo se altera regularmente.

Toma de tierra flotante

Aislamientos telescópicos

Una forma bastante obvia de prevenir un bucle de masa es no conectar la deri- vación 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 sec- ciones de entrada estén balanceadas.

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 circunstan- cias. 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 sub- sistemas usando siempre conexiones balanceadas en conjunción con transfor- madores.

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.

W d e tierra y La instalación de tomas de tierra también es una medida de seguridad, y aun- - que 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 tien- de 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 pro- tección contra una descarga es buscar un conductor más efectivo que nosotros mismos. Utilizando un tercer cable conectado a los chasis de los equipos, cuan- do 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 menu- do (instalaciones de 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 ampli- ficador sin derivar a tierra), y su micrófono (conectado a una mesa de mezclas derivada a tierra), iintuyes quién completa el camino del amplificador de guita- rra 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 rápi- da y chapucera, usa un equipo bien diseñado y asegúrate de que todo está conec- tado 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.