Altavoces autoamplificados - Powered speakers
Los altavoces autoamplificados , también conocidos como altavoces autoamplificados y altavoces activos , son altavoces que tienen amplificadores incorporados . Los altavoces autoamplificados se utilizan en una variedad de entornos, incluidos los sistemas de refuerzo de sonido (utilizados en conciertos de música en vivo), tanto para los altavoces principales frente a la audiencia como para los altavoces del monitor frente a los artistas intérpretes o ejecutantes; por DJs actuando en eventos de baile y raves ; en hogares privados como parte de sistemas de audio de alta fidelidad o de cine en casa y como altavoces de computadora . Se pueden conectar directamente a una mesa de mezclas u otra fuente de señal de audio de bajo nivel sin necesidad de un amplificador externo. Algunos altavoces activos diseñados para el uso del sistema de refuerzo de sonido tienen una consola de mezcla integrada y un preamplificador de micrófono , que permite conectar micrófonos directamente al altavoz.
Los altavoces activos tienen varias ventajas, la más obvia es su compacidad y simplicidad. Además, el (los) amplificador (es) pueden diseñarse para que coincidan estrechamente con los requisitos óptimos del altavoz que alimentará; y el diseñador de altavoces no está obligado a incluir un crossover pasivo, lo que reduce el costo de producción y posiblemente la calidad del sonido. Algunos también afirman que las distancias más cortas entre los componentes pueden disminuir la interferencia externa y aumentar la fidelidad; aunque esto es muy dudoso, y también se puede hacer el argumento recíproco. Las desventajas incluyen cajas de altavoces más pesadas ; confiabilidad reducida debido a los componentes electrónicos activos en su interior; y la necesidad de suministrar tanto la señal de audio como la alimentación a cada unidad por separado, lo que generalmente requiere la instalación de dos cables en cada altavoz (a diferencia del cable único requerido con los altavoces pasivos y un amplificador externo).
Los altavoces autoamplificados están disponibles con crossovers pasivos o activos integrados. Desde principios de la década de 2000, los altavoces autoamplificados con crossovers activos y otros DSP se han vuelto comunes en aplicaciones de refuerzo de sonido y en monitores de estudio . El cine en casa y los subwoofers domésticos / automotrices adicionales han utilizado tecnología de altavoces activos desde finales de la década de 1980.
Diferencias
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Los términos "potenciado" y "activo" se han utilizado indistintamente en los diseños de altavoces, sin embargo, se puede hacer una diferenciación entre los términos:
- En un sistema de altavoz pasivo, la señal de audio de bajo nivel se amplifica primero mediante un amplificador de potencia externo antes de enviarse al altavoz, donde la señal se divide mediante un crossover pasivo en los rangos de frecuencia apropiados antes de enviarse a los controladores individuales. Este diseño es común en el audio doméstico y en el audio profesional de conciertos.
- Un altavoz autoamplificado funciona de la misma manera que un altavoz pasivo, pero el amplificador de potencia está integrado en la caja del altavoz. Este diseño es común en altavoces personales compactos, como los que se utilizan para amplificar dispositivos portátiles de música digital.
- En un sistema de altavoces completamente activo, cada controlador tiene su propio amplificador de potencia dedicado. La señal de audio de bajo nivel se envía primero a través de un crossover activo para dividir la señal de audio en los rangos de frecuencia apropiados antes de enviarse a los amplificadores de potencia y luego a los controladores. Este diseño se ve comúnmente en monitores de estudio y audio de conciertos profesionales.
Existen diseños activos híbridos, como tener tres controladores alimentados por dos amplificadores internos. En este caso, un crossover activo de dos vías divide la señal de audio, generalmente en frecuencias bajas y frecuencias medias-altas. El controlador de baja frecuencia es impulsado por su propio canal de amplificación, mientras que los controladores de frecuencia media y alta comparten un canal de amplificador, cuya salida se divide por un crossover pasivo de dos vías.
Sistemas activos integrados
El término "altavoces activos" también puede referirse a un "sistema activo" integrado en el que los altavoces pasivos se acoplan a un sistema externo de múltiples amplificadores alimentados por un crossover activo. Estos sistemas de altavoces activos pueden construirse para giras de conciertos profesionales, como el sistema pionero JM-3 diseñado en 1971 por Harry McCune Sound Service , o pueden construirse para uso doméstico de alta gama , como varios sistemas de Naim Audio y Linn Products .
Historia
Algunos de los primeros altavoces autoamplificados fueron los monitores JBL . Con la incorporación del SE401 Stereo Energizer, introducido en 1964, cualquier par de altavoces de monitor podría convertirse en funcionamiento con alimentación propia con el segundo altavoz alimentado por el primero. El primer monitor de estudio con un crossover activo fue el OY inventado en 1967 por Klein-Hummel. Era un diseño híbrido de tres vías con dos canales de amplificación internos. Un ejemplo temprano de un monitor de estudio autoamplificado biamplificado es el Altec 9846B, presentado en 1971, que combinó el altavoz pasivo 9846-8A con el nuevo biamplificador 771B con 60 vatios para el woofer y 30 vatios para el controlador de compresión de alta frecuencia . . A finales de la década de 1970, Paramount Pictures contrató a AB Systems para diseñar un sistema de altavoces autoamplificados.
En 1980, Meyer Sound Laboratories produjo un sistema activo integrado de 2 vías, el pasivo UPA-1, que incorporó las lecciones que John Meyer aprendió en el McCune JM-3. Utilizaba componentes electrónicos activos montados fuera de la caja del altavoz, incluido el crossover activo integrado de Meyer con circuitos comparadores de retroalimentación que determinaban el nivel de limitación, a menudo conectados a amplificadores de terceros especificados por el cliente. En 1990, Meyer produjo su primer altavoz autoamplificado: el HD-1, un monitor de estudio de 2 vías con todos los componentes electrónicos internos. A principios de los 90, después de años de lidiar con las desventajas de los sistemas pasivos, especialmente la configuración de ganancia variable en amplificadores de terceros, John Meyer decidió dejar de fabricar altavoces pasivos y dedicar su empresa a diseños activos. Meyer dijo que "contrató a una agencia de publicidad para investigar cómo se sentía la gente acerca de los altavoces autoamplificados para reforzar el sonido, y regresaron después de una encuesta y dijeron que nadie los quería". Los operadores del sistema de refuerzo de sonido dijeron que no querían altavoces en los que no pudieran ver los medidores del amplificador para determinar si los altavoces funcionaban correctamente durante un concierto. Sin embargo, Meyer mantuvo su decisión y produjo el MSL-4 en 1994, el primer altavoz autoamplificado diseñado para giras de conciertos. El UPA-1 se convirtió a una configuración autoamplificada en 1996 y el resto de la línea de productos de Meyer siguió su ejemplo.
Ventajas y desventajas
Fidelidad
El principal beneficio de los altavoces activos frente a los pasivos es la mayor fidelidad asociada con los cruces activos y múltiples amplificadores, que incluyen menos IMD, mayor rango dinámico y mayor potencia de salida. Los amplificadores dentro de la caja del altavoz pueden combinarse idealmente con los controladores individuales, eliminando la necesidad de que cada canal del amplificador funcione en todo el paso de banda de audio. Las características del controlador, como el manejo de potencia y la impedancia, pueden adaptarse a las capacidades del amplificador. Más específicamente, los altavoces activos tienen cables de altavoz muy cortos dentro del gabinete, por lo que se pierde muy poco voltaje y control en cables de altavoz largos con mayor resistencia.
Un altavoz activo a menudo incorpora ecualización adaptada a la respuesta de cada conductor en el gabinete. Esto produce un sonido más plano y neutro. Se pueden incorporar circuitos limitadores (circuitos de compresión de audio de alta relación ) para aumentar la probabilidad de que el controlador sobreviva al uso de un SPL alto. Dichos limitadores pueden adaptarse cuidadosamente a las características del controlador, lo que da como resultado un altavoz más confiable que requiere menos servicio. La detección de distorsión puede diseñarse en la electrónica para ayudar a determinar el inicio de la limitación protectora, reduciendo la distorsión de salida y eliminando el recorte .
Cableado
Los altavoces pasivos solo necesitan un cable de altavoz, pero los altavoces activos necesitan dos cables: un cable de señal de audio y un cable de alimentación de CA. Para los sistemas de conciertos de alta potencia con múltiples gabinetes, el cableado de CA suele tener un diámetro más pequeño que los paquetes de cables de altavoz equivalentes, por lo que se usa menos cobre. Algunos fabricantes de altavoces autoamplificados están incorporando receptores inalámbricos UHF o, con mayor frecuencia, Wi-Fi , por lo que el altavoz solo requiere un cable de alimentación de CA.
Peso
Un altavoz autoamplificado generalmente pesa más que un altavoz pasivo equivalente porque el circuito del amplificador interno generalmente pesa más que un crossover pasivo a nivel de altavoz. Un altavoz asociado a un sistema activo integrado es incluso más ligero porque no tiene un crossover interno. Un altavoz liviano se puede transportar más fácilmente y es una carga menor en el aparejo (vuelo). Sin embargo, los altavoces activos que utilizan amplificadores ligeros de clase D han reducido la diferencia. El transporte por camión para un sistema de sonido implica el transporte de todos los componentes, incluidos los bastidores de amplificadores, el cableado de los altavoces y las cajas de los altavoces. El peso total de envío de un sistema de altavoz activo puede ser menor que el de un sistema pasivo porque los haces de cables de altavoz pasivo pesados se reemplazan por cables de CA más livianos y cables de señal de diámetro pequeño. El espacio y el peso del camión se reducen al eliminar los racks de amplificadores.
Costo
El costo de un gran sistema de altavoces activos para conciertos es menor que el costo de un sistema pasivo equivalente. El sistema pasivo, o sistema activo integrado con electrónica externa, requiere componentes separados como cruces, ecualizadores, limitadores y amplificadores, todos montados en bastidores rodantes. El cableado para los sistemas de conciertos pasivos es un cable de altavoz pesado y de gran diámetro, más caro que los cables de alimentación de CA de diámetro más pequeño y los cables de señal de audio mucho más pequeños. Para uso doméstico de alta gama, los altavoces activos suelen costar más que los pasivos debido a los canales de amplificación adicionales necesarios.
Facilidad de uso
En audio profesional y algunas aplicaciones de cine en casa y alta fidelidad, el altavoz activo puede ser más fácil de usar porque elimina la complejidad de configurar correctamente las frecuencias de cruce, las curvas del ecualizador y los umbrales de los limitadores. Sin embargo, el cableado no es tan simple porque los altavoces activos requieren dos cables en lugar de uno (un cable de alimentación de CA y un cable con la señal, generalmente un cable XLR ). En el audio doméstico, algunos ingenieros de audio argumentan que un altavoz pasivo, en el que un altavoz sin alimentación está conectado a un amplificador, es el más fácil de instalar y operar.
Altavoces accionados por servomotor
Al incluir un bucle de retroalimentación negativa en el sistema amplificador-altavoz, la distorsión se puede reducir sustancialmente. Si se monta en el cono del altavoz, el sensor suele ser un acelerómetro. Es posible monitorear la fem trasera generada por la bobina móvil del controlador a medida que se mueve dentro del espacio magnético. En cualquier caso, se necesitan diseños de amplificadores especializados y, por lo tanto, los altavoces servo son altavoces con alimentación inherente.
Amplificadores de bajo
Algunos fabricantes de amplificadores de bajo venden altavoces autoamplificados diseñados para aumentar la potencia de escenario de un amplificador de bajo combinado. El usuario conecta un cable de conexión o un cable XLR del amplificador combinado al altavoz autoamplificado.