Cables Y RCA, ¿amigo o enemigo?

Si dedica algún tiempo a leer debates sobre el audio del coche en Facebook o en foros, sin duda se habrá topado con comentarios relacionados con el supuestos inconvenientes de usar cables RCA en Y. Parece haber muchos conceptos erróneos o malentendidos sobre cómo funcionan las señales de preamplificación, y esta información errónea conduce a comentarios que no siempre son precisos. Tomemos (más de) unos minutos para aclarar las cosas.

Comprender las señales de audio de nivel de preamplificador

La señal de audio que conecta su unidad fuente a su amplificador es muy débil y bastante pequeña. El voltaje de la señal del preamplificador rara vez supera el 10% de la capacidad máxima de voltaje de su unidad fuente por varias razones. En primer lugar, el nivel de la señal es directamente proporcional a la salida del sistema. Cuando el volumen es bajo, la señal es de baja amplitud.

El segundo factor que contribuye a la amplitud microscópica de la señal del preamplificador se conoce como factor de cresta. A modo de definición formal, el factor de cresta es la relación entre la amplitud máxima de la señal y el valor RMS de una forma de onda. Para una onda sinusoidal pura, este valor sería 1,414. Para la música, el valor del factor de cresta es mucho mayor.

Analizamos algunas canciones diferentes para llegar a algunos números identificables. La nueva canción Run de Foo Fighters tiene una amplitud máxima de +0,15 dB y una amplitud RMS de -12,7 dB en toda la pista. Para simplificar las matemáticas, llamémoslo 13 dB, que es una relación apenas por debajo de 20:1. También analizamos Heathens de Twenty One Pilots y descubrimos que tiene un factor de cresta de 10,5 dB, o aproximadamente 11,25:1.

Si pensamos que el voltaje más alto posible en nuestra señal de preamplificador es de 4 voltios, entonces el voltaje promedio para la pista anterior sería de 200 milivoltios y 355 milivoltios respectivamente. El pico de 4 V solo ocurre cuando el volumen está al máximo. No lo olvides.

¡Scotty, no tenemos energía!

Otra característica de nuestra señal de preamplificador es que casi no contiene flujo de corriente. Como con cualquier circuito eléctrico, la cantidad de corriente que fluye a través del circuito está determinada por el voltaje en el circuito y cuánta resistencia hay. La impedancia de salida de la mayoría de las unidades principales está entre 300 y 500 ohmios. La impedancia de entrada en la mayoría de los amplificadores es de unos 10 000 ohmios.

Utilizando nuestro voltaje máximo de 4 voltios y una resistencia de 10.500 ohmios, la corriente máxima en nuestro circuito será de 0,381 miliamperios. Si consideramos que la amplitud de señal promedio es de unos 275 milivoltios, entonces tenemos un flujo de corriente promedio de 0,0275 miliamperios. Eso no es nada.

¿Qué hace un cable RCA en Y?

Un cable RCA en Y le permite conectar una sola salida RCA a dos entradas RCA. Las aplicaciones típicas de los cables Y son una única salida RCA de subwoofer en una unidad fuente o procesador y la necesidad de alimentar un par de entradas en un amplificador de subwoofer. Otra aplicación común es una unidad fuente con solo una salida RCA izquierda y derecha; quieres usar un amplificador de cuatro canales que no incluya un interruptor de dos entradas/cuatro entradas.

Por favor, no crea en la exageración

El mito más grande sobre el uso de cables Y es que reducen drásticamente la señal que va a cada entrada. Para probar por qué esto no es cierto, necesitamos entender cómo funciona un circuito divisor de voltaje. Sí, es hora de un poco de física y matemáticas.

En una situación ideal, cuando tenemos una fuente de señal y una sola carga, todo el voltaje desarrollado por la fuente aparece a través de la carga.

Si tenemos múltiples cargas, el voltaje producido por la fuente se divide entre las cargas cuando están conectadas en serie. En la imagen a continuación, tenemos dos cargas en serie con nuestra única fuente de señal.

Si el valor de resistencia de las dos cargas es el mismo, entonces el voltaje producido por la fuente se divide por igual entre las cargas. La mitad del voltaje se puede medir en cada carga. Usando nuestro ejemplo de preamplificador de 4 V, veríamos 2 V en cada carga. Sin embargo, ¿qué sucede cuando la resistencia de carga no es la misma? Tenemos que hacer algunos cálculos para determinar cuánto voltaje hay en cada uno.

Etiquetemos las cargas. La carga de la izquierda se llamará Rs. Esta es la resistencia de nuestra fuente. Para este ejemplo, usaremos un valor de 500 ohmios. La carga de la derecha será la resistencia de entrada de nuestro amplificador de 10 000 ohmios y la llamaremos Ra1.

Tenemos 4 voltios producidos por la fuente y una resistencia total del circuito de 10 500 ohmios. Podemos calcular que la corriente que fluye en el circuito es de 0.0381 miliamperios usando la ley de Ohm. Conocer la corriente en el circuito nos permite determinar cuánto voltaje cae en cada resistencia. Para nuestra fuente de carga, tenemos una resistencia de 500 ohmios con una corriente de 0,381 miliamperios para producir 190,476 milivoltios. El resto de la señal de fuente de 4 V o 3,809525 voltios aparece en la carga.

Conectemos otro amplificador en paralelo con nuestro primer amplificador. Este es el mismo efecto que usar un cable Y. Nuestro segundo amplificador se llamará Ra2.

Ahora es tiempo de matemáticas otra vez. Esta vez, nuestro circuito tiene una resistencia total de 5500 ohmios y, como tal, tiene una corriente de 0,7272 miliamperios que circula por él. La caída de voltaje en la fuente ha aumentado a 0,363636 voltios, y cada amperio recibe 3,636 voltios. Eso parece una diferencia notable, ¿no?

La escala de decibelios lo cambia todo

Entre los dos ejemplos anteriores, hemos visto una disminución del voltaje en los amplificadores en un 4,772 %. ¿Significa eso que nuestra música es casi un 5% más silenciosa? No. Cuando hablamos de la relación entre voltaje y volumen, debemos tener en cuenta la escala de decibelios. Nuestra disminución del 4,772 % por ciento en el voltaje da como resultado -0,405 dB menos de salida.

Antes de que te hagas un nudo en las bragas, puedes solucionarlo aumentando la ganancia de tu amplificador en esa cantidad.

Un ejemplo matemático del peor de los casos

Este ejemplo fue el peor de los casos. ¿Qué sucede si tiene una unidad fuente con una impedancia de salida más baja? Algunas unidades principales tienen una impedancia de salida de 300 ohmios. Para esa unidad principal, con la misma impedancia de entrada de 10 000 ohmios en los amplificadores, el cambio en la salida mediante el uso de un cable Y sería de -0,2493 dB. Si tiene un controlador de línea premium en su sistema, la impedancia de salida puede ser tan baja como 50 ohmios. En este escenario, la pérdida es de unos míseros -0,0431 dB.

¿Qué aprendimos de esto? Si necesita conectar muchos amplificadores a una sola fuente, elija una fuente con una baja impedancia de salida.

Los cables RCA Y como solución no son malos

Si su sistema requiere que use un conjunto de cables en Y para distribuir la señal de audio a múltiples amplificadores, entonces continúe. Una vez que su instalador establezca los controles de sensibilidad en sus amplificadores, nunca sabrá que están ahí.

Si tiene alguna pregunta sobre el diseño de su sistema de audio o qué debe saber sobre cómo lo conectará su instalador, hable con el vendedor y con su minorista local especializado en electrónica móvil; estarán encantados de explicarle las cosas.