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Audio 101

Cableado y conexiones

Contenido• Señales de audio

• Impedancias, fuentes y cargas• La famosa “Y”

• Cables

• Balanceado vs. No balanceado

• Conectores

• Interconexiones comunes con Audia/Nexia

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La cadena de audio

La calidad del sistema será la calidad del peor componente en la cadena – incluyendo los cables!

Cables!

Transductores de entrada

Procesadores de señal

Amplificadores

Transductores de salida

Señales de audio• En Audio, las señales análogas de audio se clasifican según su nivel

• Señal de micrófono

• Señal de nivel de línea consumidor

• Señal de nivel de línea profesional

• Señal de altavoces

• En audio digital, las señales se clasifican según el protocolo de transporte que utilizan

• AES/EBU, TosLink, S/PDIF, CobraNet, etc.

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Señales de audio análogas• Todas las señales de audio, exceptuando las señales de altavoz, son de bajo nivel (bajo voltaje)

• Nivel de línea profesional

• ~ 1.228 Vrms

• Nivel de línea consumidor

• ~ 0.316 Vrms

• Nivel de micrófono

• ~ 2mV o 0.002 Vrms!

Esta pila AA suministra 1.5Volts(750 veces el nivel de micrófono)

Como transmitimos estas señales?• Usando el cable y configuración apropiada, podemos lograr largas distancias con una mínima perdida de señal o deterioro en la respuesta de frecuencia

• Pero antes, repasemos unos conceptos de electrónica

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De una fuente a una carga• Cualquier dispositivo que entregue señal es una fuente

• Puede ser pasiva o activa

• Se representa como una fuente de voltaje alterno

• Tiene impedancia interna

• Cualquier dispositivo que reciba una señal es una carga

• Se representa como una impedancia

Impe - que?• Impedancia (Z)

• Es la oposición total al desplazamiento de corriente

• Tiene dos componentes

• Resistencia (R)

• Reactancia (X)

• Z = R + X

• En circuitos DC solo podemos hablar de resistencia

• Reactancia solo ocurre en circuitos AC

• Al igual que la resistencia, la impedancia de mide en Ohms

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De una fuente a una carga

Fuente alterna

Resistencia interna

Fuente

La impedancia de esta fuente es igual al valor de la resistencia interna

De una fuente a una carga

Fuente alterna

Resistencia interna

Fuente

Cuando no hay carga, la impedancia es infinita (no hay paso de corriente). El voltaje es igual al voltaje de la fuente

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De una fuente a una carga

Fuente alterna

Resistencia interna

Fuente

Cuando hacemos un corto, la impedancia es 0 Ohms (el paso de corriente es máxima). El voltaje es 0 Volts

De una fuente a una carga

Fuente alterna

Resistencia interna

Carga

Fuente

Con una carga de impedancia X, hay paso de corriente y hay diferencia de voltaje

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De una fuente a una carga• Dependiendo de la relación entre la impedancia de la carga y la impedancia de la fuente cuanta energía pasara a la carga

• Antiguamente era necesario que la impedancia de la carga fuera igual a la impedancia de la fuente para lograr máxima transferencia de energía

• Ambas impedancias forman un divisor de voltaje

• Pero…

Y el cable?

Fuente alterna

Resistencia interna

Carga

Fuente

Cable

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De una fuente a una carga• El cable añade impedancia al circuito y cambia el valor total de la carga

• Induce perdidas de señal

• Además de impedancia, todo cable tiene una capacitancia que depende de la distancia

• Influye en la respuesta de frecuencia

Afortunadamente• Hoy en día no es necesario que las impedancias sean iguales

• Mejores transistores permiten hacer un puente (bridge) entre una fuente y una carga

• Permite el uso de cables de diferentes distancias

• Permite distribución de señales

Solo en señales de bajo nivel

Esto no aplica para señales de altavoz

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Relación de impedancias• Señales análogas de bajo nivel

Fuente Carga

Menor impedancia Mayor impedancia

En audio profesional se usa como regla general que la carga tenga una impedancia 10 veces mayor a la impedancia de la fuente

Cable

Relación de impedancias• Baja impedancia

• 150 a 600 Ohms (‘Ω’ o ‘Z’)

• Adecuado para cualquier longitud de cable

• Media impedancia• De 600 a 10.000 Ohms (‘Ω’ o ‘Z’)

• Alta impedancia• 10.000 Ohms (‘Ω’ o ‘Z’) o más

• Adecuado para cables de 20 pies (6 Mts) o menos

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Relación de impedancias

Relación de impedancias• Para señales de altavoz requerimos máxima transferencia de energía entre el amplificador y el altavoz

• La impedancia del altavoz debe ser igual o ligeramente mayor a la impedancia de salida del amplificador

• Menores impedancias pueden dañar el amplificador

• Tomar en cuenta la impedancia del cable

• Mientras mayor sea la impedancia que “ve” el amplificador, menor será la capacidad de entregar energía

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La famosa “Y”• La mejor ayuda y la peor invención en audio profesional

La famosa “Y”• Se pueden dividir señales con un cable “Y”

• Recordemos que la impedancia de la carga es por lo general 10 veces la impedancia de la fuente

Fuente

CargaMenor impedancia

Mayor impedancia

Cable

Carga

Mayor impedancia

200 Ω

2 KΩ

2 KΩ

1 KΩ

182 Ω

182 Ω

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La famosa “Y”• Se pueden sumar señales con un cable “Y”

• Recordemos que la impedancia de la carga es por lo general 10 veces la impedancia de la fuente

Carga

Mayor impedancia

Fuente

Menor impedancia

Cable

Fuente

Menor impedancia

2 KΩ

200 Ω

200 Ω

100 Ω

182 ΩΩΩΩ

182 ΩΩΩΩ

Cableado de señales análogas• Las señales análogas se pueden cablear de dos formas

• Cableado Balanceado• La señal viaja en dos conductores

entorchados recubiertos por una malla

• Excelente rechazo de ruido e interferencia

• Cableado No balanceado• La señal viaja en un solo conductor

usando la malla como camino de retorno

• Susceptible a ruido e interferencia

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Cableado de señales análogas• Las señales análogas se pueden cablear de dos formas

• Cableado Balanceado• Permite uso de cables de larga distancia

(1000 pies o mas)

• Preferido en sistemas profesionales

• Cableado No balanceado• Solo para distancias cortas (no mas de

10 pies)

• Mayormente usado en sistemas e nivel

de consumidor

Cableado no balanceado

Cubierta externa aislante

Malla conductora (pueden ser conductores entorchados o una malla de aluminio con un cable de conexión

Aislante interno

Conductor interno

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Cableado no balanceado

Señal de audio

Retorno eléctrico

Cableado no balanceado

Interferencia electromagnética

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Cableado no balanceado

Interferencia de radio frecuencia

Cableado balanceado

Cubierta externa aislante

Malla conductora (pueden ser conductores entorchados o una malla de aluminio con un cable de conexión

Aislantes internos

Conductores internos

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Cableado balanceadoSeñal de audio en fases opuestas

Conexión a tierra aislada de la señal

Salida con doble amplitud

Inversión y suma de señales

Cableado balanceado Interferencia electromagnética al mismo nivel y fase en ambos conductores

Al duplicar y sumar, la interferencia desaparece

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Cableado balanceado

Interferencia de radio frecuencia va a tierra

Cableado de altavoces• Los altavoces pueden usar prácticamente cualquier tipo de cable

• El calibre del cable debe ser calculado en base a la potencia e impedancia de la carga y la distancia

• El calibre define el grosor del cable (cuanto cobre tiene)

• Menor calibre -> mas cobre

• Mayor calibre -> menor cobre

• La impedancia del cable no debería ser mas que el 5% de la impedancia del altavoz

• También es importante considerar la capacitancia e inductancia del cable ya que esto influye en la respuesta de frecuencia

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Cableado de señales digitales• Todas las señales digitales están compuestas de ceros y unos (data)

• Los ceros y unos son representados por dos niveles diferentes de voltaje

• Los voltajes, cables y conectores dependen del protocolo de transmisión usado

• AES/EBU

• S/PDIF

• CobraNet

• Estas señales pueden ser ópticas• TosLink

Cableado multicanal• Las señales análogas requieren un cable por señal

• Mas señales = mas cables

• Las señales digitales no necesariamente necesitan mas cable

• Depende del protocolo

• AES/EBU – 2 canales

• S/PDIF – 2~6 o mas

• TosLink – 2~6 o mas

• CobraNet – 64 o mas

• AVB – 256 o mas

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Conectores• Existen muchos tipos de conectores

…Y muchos mas

Conexiones comunes en Audia/Nexia• Entradas balanceadas

• Pin 1 o Malla a tierra

• Pin 2 o Tip a positivo

• Pin 3 o Ring a negativo

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Conexiones comunes en Audia/Nexia• Entradas no balanceadas

• Malla o Manga a tierra y a negativo

• Tip a positivo

Conexiones comunes en Audia/Nexia• Entradas Estéreo

• Malla o Manga a tierra y a negativo de ambos canales

• Tip a positivo del canal izquierdo

• Ring a positivo del canal derecho

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Conexiones comunes en Audia/Nexia• Salidas balanceadas

• Tierra a Pin 1 o Malla

• Positivo a Pin 2 o Tip

• Negativo a Pin 3 o Ring

Conexiones comunes en Audia/Nexia• Salidas no balanceadas

• Tierra a Malla o Manga

• Positivo a Tip

• Negativo sin conectar

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Conexiones comunes en Audia/Nexia• Salidas de altavoces (solo Audia)

• Tierra no conectada

• Positivo a Positivo

• Negativo a Negativo

Conexiones comunes en Audia/Nexia• Salidas de altavoces (solo Audia)

• Tierra y Negativo no conectada

• Positivo de un canal a Positivo del altavoz

• Negativo del otro canal a Negativo del altavoz

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Conexiones comunes en Audia/Nexia• Todos estos esquemas de conexión con Audia y Nexia pueden ser encontrados en el archivo de ayuda del programa

• Buscar “Audio Wiring Diagrams” en el archivo de ayuda

Gracias

Thank you