Aproveche su inversión:¿Qué diferencia a un amplificador de otro?

En nuestra serie Bang for your Buck, hablamos sobre las características del producto y los diseños de los componentes que ofrecen mayor valor y rendimiento. Hemos discutido las unidades fuente y los altavoces, y ahora es el momento de echar un vistazo profundo a los amplificadores y lo que separa a un amplificador de otro.

Hace años, un destacado entusiasta del audio móvil afirmó que todos los amplificadores suenan igual bajo estrictas condiciones de prueba. Incluso respaldó la declaración ofreciendo una gran recompensa en efectivo a cualquiera que pudiera elegir un amplificador 10 veces de 10 en pruebas de escucha controladas. Si bien su afirmación tiene valor y sería muy Es difícil determinar la diferencia entre dos amplificadores en pruebas a ciegas 10 de cada 10 veces, eso no significa que todos los amplificadores sean iguales. De hecho, hay algunas grandes diferencias.

Este artículo se centra en dos áreas de rendimiento muy diferentes que muchos fabricantes se niegan a analizar en detalle:la distorsión y el ruido.

¿Es importante el poder?

¿La capacidad de un amplificador para generar más potencia que otro determina su calidad o capacidad de rendimiento? Bueno, si el amplificador menos potente se distorsiona, entonces ciertamente el amplificador más potente sonará mejor. Sin embargo, mientras operan dentro de sus rangos de potencia nominal, ¿importa la potencia máxima? No tanto.

¿Qué es esto del factor de amortiguación?

Durante décadas, los fabricantes de amplificadores de gama alta han proporcionado especificaciones de amortiguación de fábrica. Este número es una relación entre la impedancia de salida del amplificador y una impedancia de carga específica. La historia cuenta que un amplificador con un número más alto produciría un sonido más ajustado y controlado porque la baja impedancia del amplificador acortaría la señal de EMF posterior del altavoz.

Según su versión de la física, el factor de amortiguamiento puede ser un número grande o uno muy pequeño, lo que lo hace potencialmente relevante o una completa pista falsa.

Para los amplificadores de estado sólido, el factor de amortiguamiento o relación de impedancia de salida es lo suficientemente alto como para que la impedancia de carga tenga un efecto muy pequeño en la respuesta de frecuencia resultante del sistema. Para los amplificadores de válvulas con transformadores de adaptación de impedancia, este no es siempre el caso. Preocuparse, o incluso considerar, el factor de amortiguamiento es muy abajo en la lista de preocupaciones.

Ruido de fondo

Hemos hablado sobre la relación señal/ruido en detalle en nuestra discusión sobre las unidades principales. Es un gran problema en una discusión sobre amplificadores y volverá a asomar la cabeza cuando hablemos de procesadores de señal.

Cualquier dispositivo electrónico crea ruido no deseado cuando una señal lo atraviesa. Incluso algo tan simple como una resistencia crea una pequeña cantidad de ruido. En este ejemplo, es probable que sea demasiado pequeño para ser audible, pero está ahí. En un circuito complejo con ganancia (un aumento en la amplitud de la señal), la creación de ruido no deseado es un subproducto común de un diseño cuestionable.

¿Cómo se manifiesta el ruido en un amplificador? Es el silbido de fondo que escuchas en los parlantes cuando no se reproduce música. Idealmente, no querrás que se agregue ningún ruido a tu música.

Si tiene esos altavoces PA realmente eficientes, entonces es crucial elegir amplificadores con excelentes especificaciones de ruido. Los propios altavoces ofrecen de 5 a 10 dB más de salida para una señal de entrada dada, por lo que cualquier ruido presente será de 5 a 10 dB más alto.

Especificación de relación señal/ruido

Hemos cubierto esto antes, pero lo haremos de nuevo ahora porque es importante. Hay dos formas en que los fabricantes publican las especificaciones de SNR o S/N Ratio:ya sea clasificadas para un nivel de salida específico (1 vatio en 4 ohmios) o en relación con las capacidades máximas de producción de energía del amplificador. No puede comparar los dos directamente, pero puede estimar.

Veamos dos amplificadores de rango completo. En este ejemplo, usaremos un par de amplificadores de cuatro canales de clasificación similar. El amplificador A tiene una relación S/N publicada en -104 dB y el amplificador B tiene una clasificación de -88 dB. Suponiendo que los números se publican utilizando el mismo estándar, el amplificador A produce 16 dB menos de ruido que el amplificador B. Desafortunadamente, en este ejemplo, la especificación -104 del amplificador A se publica en relación con su potencia nominal, mientras que el amplificador B es relativo a 1 vatio. de salida Con las mismas especificaciones, el amplificador A produce -84 dB de ruido, 4 dB más que el amplificador B.

Consideraciones sobre la distorsión

La distorsión es, en los términos más simples, la adición de información no deseada a una señal. Al igual que con el ruido, todos los dispositivos electrónicos agregan cierta cantidad de distorsión a las señales a medida que pasan las señales. En la mayoría de los casos, a menos que algo haya salido muy mal, la señal original pasa a través del dispositivo sin cambios. La distorsión se genera por la adición de información no deseada.

La distorsión armónica es la adición de múltiples instancias de la señal original. Muchos amplificadores domésticos de gama alta se prueban con un tono de 50 Hz a la potencia nominal. El análisis del contenido espectral resultante muestra cuánta información no deseada se produce.

La imagen de arriba muestra un rendimiento increíble de un amplificador doméstico de estado sólido de gama alta. Como puede ver, hay un poco de contenido de 150 y 175 Hz, pero está a casi -120 dB por debajo de la señal de estímulo.

En este ejemplo, podemos ver los armónicos creados en un amplificador de clase D de audio doméstico de gama alta. Una señal de 100 Hz está presente a un nivel de -85 dB y una señal de 250 Hz está presente a un nivel de -90 dB.

Para resaltar realmente el potencial de un comportamiento no deseado, hemos incluido el contenido espectral de un amplificador de tubo de vacío de gama alta. Puede ver que hay contenido espectral a 100 Hz a un nivel de -42 dB, contenido de 150 Hz a -54 dB y contenido de 200 Hz a -67 dB. Esta distorsión sería audible durante la escucha.

Distorsión de intermodulación

Otro tipo de distorsión se crea cuando dos señales que pasan a través de un amplificador interactúan entre sí para producir una distorsión que es la diferencia entre las dos señales. La prueba estándar de la industria para la distorsión de intermodulación es reproducir una señal de prueba que contiene dos ondas sinusoidales, una a 19 kHz y una segunda a 20 kHz. Dos cosas sucederán cuando se produzca distorsión utilizando estos estímulos:El contenido se creará a ambos lados de estos tonos y a una diferencia entre ellos, es decir, a 1 kHz.

Este gráfico muestra un amplificador doméstico de gama alta con un comportamiento IMD excelente. Las dos bandas laterales están a -119 dB y serían completamente inaudibles.

This graph shows the same Class D as in the discussion of harmonic distortion. It is easy to see that the test stimulae created a significant amount of information. The peak is at -78 dB, so it’s not a complete disaster.

Shopping for a Car Audio Amplifier

Since nobody in the mobile electronics industry seems willing to submit their products for this level of scrutiny, how does one go about picking an amplifier that offers exceptional performance? The only way is through extensive listening. A handful of amplifiers on the market offer exceptional performance, and not all of them are expensive. At the same time, some very expensive amplifiers perform poorly.

If you want to find the best, then see if you can borrow that amp in question from a friend and put it into a reference system. If your music suddenly sounds warmer, that’s a sign that there is additional harmonic content. It is “nice” to listen to in some cases, but it is certainly not accurate.

Once you have developed a strong reference for accuracy, you will be able to pick out amplifiers that offer excellent performance. Your local mobile electronics retailer should have a demo vehicle that you can audition. Happy shopping!