Aprovecha tu inversión: ¿Qué diferencia a un amplificador de otro?

En nuestra serie "Bang for your Buck", hablamos de características de producto y diseños de componentes que ofrecen mayor valor y rendimiento. Hemos discutido unidades fuente y altavoces, y ahora es hora de mirar profundo en amplificadores y qué separa uno de otro.

Años atrás, un prominente entusiasta de audio móvil afirmó que todos los amplificadores suenan igual bajo condiciones de prueba estrictas. Respaldó la afirmación ofreciendo gran recompensa en efectivo a quien pudiera identificar un amplificador 10 de 10 veces en pruebas de escucha controladas. Aunque hay valor en su afirmación y sería MUY difícil determinar diferencia entre dos amplificadores en prueba ciega 10/10, no significa que todos sean iguales. De hecho, hay grandes diferencias.

Este artículo se enfoca en dos áreas de rendimiento muy diferentes que muchos fabricantes rehúsan discutir en detalle: distorsión y ruido.

¿Es importante la potencia?

¿La capacidad de un amplificador para dar más potencia que otro determina su calidad o capacidades? Bueno, si el menos potente se lleva a distorsión, ciertamente el más potente sonará mejor. Mientras operan dentro de rangos de potencia nominales, ¿importa la potencia máxima? No tanto.

¿Qué es el factor de amortiguamiento (Damping Factor)?

Durante décadas, fabricantes de amplificadores high-end han dado especificaciones de factor de amortiguamiento. Este número es ratio de impedancia de salida del amplificador a impedancia de carga especificada. La historia: amplificador con número mayor produciría sonido más apretado y controlado porque la baja impedancia del amp cortocircuitaría la señal back-EMF del altavoz.

Según tu versión de física, el factor puede ser número grande o muy pequeño — haciéndolo potencialmente relevante o completa distracción.

Para amplificadores de estado sólido, el factor de amortiguamiento o ratio de impedancia es lo bastante alto que la impedancia de carga tiene muy poco efecto en la respuesta en frecuencia resultante. Para amplificadores de válvulas con transformadores de adaptación de impedancia, no siempre es así. Preocuparse por el factor de amortiguamiento está MUY abajo en la lista de preocupaciones.

Ruido de fondo

Hablamos de relación señal/ruido en detalle en discusión de unidades fuente. Es gran tema en amplificadores y volverá cuando hablemos de procesadores de señal.

Cualquier dispositivo electrónico crea ruido no deseado cuando señal pasa a través. Incluso algo simple como resistencia crea pequeña cantidad de ruido. En este ejemplo, probablemente demasiado pequeño para ser audible — pero está ahí. En circuito complejo con ganancia (aumento de amplitud), crear ruido no deseado es subproducto común de diseño cuestionable.

¿Cómo se manifiesta el ruido en amplificador? Es el siseo de fondo que oyes de altavoces cuando no suena música. Idealmente, no quieres ruido añadiendo contenido a tu música.

Si tienes esos altavoces PA super eficientes, elegir amplificadores con excelentes especificaciones de ruido es crucial. Los altavoces dan 5-10 dB más salida para señal dada, así que cualquier ruido presente será 5-10 dB más fuerte.

Especificación de Relación Señal/Ruido

Cubrimos esto antes, pero lo repetimos porque es importante. Hay dos formas en que fabricantes publican specs SNR: referido a nivel de salida específico (1 vatio en 4 ohmios) o relativo a capacidades de producción de potencia máxima. No puedes comparar directamente, pero puedes estimar.

Veamos dos amplificadores de rango completo. Usaremos par de amplificadores de 4 canales similarmente calificados. Amplificador A tiene SNR -104 dB y amplificador B -88 dB. Asumiendo mismo estándar, A produce 16 dB menos ruido que B. Desafortunadamente, en este ejemplo, -104 de A es referido a su potencia nominal, mientras B es relativo a 1 vatio. Usando mismas especificaciones, A produce -84 dB, 4 dB MÁS que B.

Consideraciones de distorsión

Distorsión, en términos simples, es adición de información no deseada a una señal. Igual que ruido, todos los dispositivos añaden algo de distorsión al pasar señales. En la mayoría de casos, salvo que algo vaya muy mal, la señal original pasa inalterada. La distorsión se genera por adición de información no deseada.

Distorsión armónica es adición de múltiples instancias de la señal original. Muchos amplificadores high-end domésticos se prueban con tono 50 Hz a potencia nominal. Análisis del contenido espectral muestra cuánta información no deseada se produce.

La imagen muestra rendimiento asombroso de amplificador estado sólido high-end. Hay poco contenido a 150 y 175 Hz, pero a casi -120 dB bajo señal estímulo.

En este ejemplo, vemos armónicos creados en amplificador Clase D high-end. Señal 100 Hz a -85 dB y 250 Hz a -90 dB.

Para resaltar potencial de comportamiento no deseado, incluimos contenido espectral de amplificador de válvulas high-end. Contenido a 100 Hz a -42 dB, 150 Hz a -54 dB, 200 Hz a -67 dB. Esta distorsión SÍ sería audible.

Distorsión de intermodulación

Otro tipo de distorsión se crea cuando dos señales pasando por amplificador interactúan produciendo distorsión que es la diferencia entre ambas. Estándar industrial: señal de prueba con dos ondas seno — 19 kHz y 20 kHz. Dos cosas pasan cuando hay distorsión: contenido creado a ambos lados de estos tonos y en su diferencia, 1 kHz.

Gráfico muestra amplificador high-end con excelente comportamiento IMD. Bandas laterales a -119 dB, completamente inaudibles.

Gráfico muestra mismo Clase D de discusión de distorsión armónica. Fácil ver que estímulos crearon cantidad significativa de información. Pico a -78 dB, no desastre total.

Comprando amplificador de audio para coche

Como nadie en electrónica móvil parece dispuesto a someter productos a este escrutinio, ¿cómo elegir amplificador con rendimiento excepcional? Única forma: escucha extensiva. Un puñado de amplificadores ofrecen rendimiento excepcional, no todos caros. Al mismo tiempo, algunos muy caros rinden mal.

Si quieres encontrar el mejor, intenta pedir prestado ese amplificador a un amigo y ponlo en sistema de referencia. Si tu música suena de repente más "cálida", señal de contenido armónico adicional. "Agradable" en algunos casos, pero no preciso.

Una vez desarrolles referencia fuerte de precisión, podrás identificar amplificadores con rendimiento excelente. Tu minorista local debería tener vehículo demo para audicionar. ¡Feliz compra!