Fundamentos de Amplificadores de Potencia y Altavoces: Tipos y Componentes

Amplificadores de Potencia: Funcionamiento y Tipos

El amplificador de potencia es la etapa final en un equipo amplificador de audio. Su función fundamental es proporcionar una señal con el nivel suficiente para excitar los altavoces.

Los amplificadores de potencia también incluyen protecciones contra sobrecorrientes, sobretensiones y cortocircuitos en la salida. Estas protecciones son cruciales para resguardar los componentes y evitar daños cuando las condiciones de funcionamiento no son las óptimas.

Clasificación de Amplificadores de Potencia

• Amplificadores de Clase A: Las etapas de potencia de esta clase consumen corrientes elevadas y continuas de la fuente de alimentación, incluso en ausencia de señal de audio. Esto genera una emisión de calor considerable y constante. Se caracterizan por su gran tamaño, alto consumo energético y, generalmente, un precio elevado.
• Amplificadores de Clase B: Las etapas de potencia de estos amplificadores no consumen corriente continua de forma constante cuando no hay señal de entrada, lo que mejora la eficiencia respecto a la clase A, aunque pueden introducir distorsión de cruce.
• Amplificadores de Clase AB: Este tipo de etapa combina las ventajas de los amplificadores de clase A y B, ofreciendo un bajo consumo energético junto con una baja distorsión. Es una solución de compromiso muy popular.
• Amplificadores de Clase D: Los amplificadores de clase D se basan en la modulación digital del sonido, utilizando técnicas de conmutación en su etapa de salida. Esto permite una reducción considerable en el consumo energético, así como en su tamaño y peso, ofreciendo alta eficiencia.

Altavoces: Transductores Electroacústicos Esenciales

El altavoz es un transductor electroacústico cuya misión principal es convertir la señal eléctrica que recibe en una señal acústica audible. Generalmente, se conecta a la salida de un amplificador para reproducir la señal de audio proveniente de una fuente de sonido.

Principio de Funcionamiento y Componentes Clave de un Altavoz

El funcionamiento de un altavoz dinámico, el tipo más común, se basa en la interacción de un campo magnético fijo y una bobina móvil por la que circula la corriente de la señal de audio.

• Cono (Diafragma): El cono, también denominado diafragma, está fabricado con material fibroso y liviano (como papel, plástico o metal). Su diseño busca la mayor inercia posible para una reproducción fiel del sonido, vibrando para generar ondas sonoras. La forma del cono (cónico, plano, domo) varía según la banda de frecuencias que debe reproducir, las características de directividad deseadas y la potencia admisible del altavoz. Comúnmente, presentan una estructura redonda o elíptica.
• Campana (Chasis): Es la estructura metálica o plástica que sirve de soporte rígido al conjunto de componentes del altavoz (imán, cono, suspensión). Además, actúa como elemento de sujeción a la caja acústica (bafle).
• Imán Permanente: Componente ferromagnético (generalmente de ferrita, alnico o neodimio) del sistema motor del altavoz, encargado de generar un campo magnético potente y constante en el entrehierro.
• Yugo (Pieza Polar): Conjunto de piezas metálicas (placa superior, núcleo y placa inferior) que canalizan y concentran el flujo magnético generado por el imán permanente en el entrehierro, donde se mueve la bobina móvil.
• Bobina Móvil: Devanado de hilo conductor (generalmente de cobre o aluminio) esmaltado, montado sobre un soporte cilíndrico ligero y rígido (former), que puede ser de papel, Kapton®, aluminio, etc. Está situada en el entrehierro del imán y, al circular por ella la corriente de audio, experimenta una fuerza que la hace moverse axialmente.
• Araña (Suspensión Inferior o Spider): Elemento flexible, usualmente de tela tratada y corrugada, que centra la bobina móvil en el entrehierro del imán permanente, asegurando que se mueva linealmente sin rozar. Se sitúa en el cuello del cono y lo une a la bobina móvil, permitiendo su movimiento axial y contribuyendo a la restauración de la posición de reposo.
• Tapa Protectora (Guardapolvo o Dust Cap): Cubierta, generalmente con forma de domo, situada en el centro del cono. Protege el interior del altavoz (entrehierro, bobina móvil) del polvo y otras partículas externas. También puede influir en la respuesta en alta frecuencia.
• Terminales de Conexión: Puntos metálicos donde se conecta eléctricamente el altavoz a los cables provenientes del amplificador. El sistema de conexión de la bobina móvil usualmente consiste en dos hilos flexibles (trencillas o litz wires) que unen los extremos de la bobina con estos terminales externos, a menudo situados sobre una regleta aislante en la campana.