Manteniendo la Integridad de la Señal
Published On Nov-24-2016
¿Cuál es el recurso más subestimado en las aplicaciones de integración de sistemas y conexión de equipos?
Para ilustrar este escenario, escuchemos dos versiones de la misma señal de audio.
Audio 1.1. Señal Integra
Audio 1.2. Señal Deteriorada
¿Es posible determinar cuál componente en el flujo de la señal causó el deterioro en la señal?
Este tipo de tareas son comunes en la práctica de la ingeniería de sonido y producción musical para identificar las maneras en las que se puede y debe mejorar la integridad sonora de la señal, tanto en el estudio de grabación como en aplicaciones de sonido en vivo.
Volvamos a nuestra primera interrogante y veamos cuál es el recurso más subestimado. A menudo, las personas que están equipando sus estudios dan un énfasis fuerte a los preamplificadores, convertidores, procesadores de señal, entre otros equipos. Gastan muchísimo dinero en implementar configuraciones de diferentes niveles de complejidad, dejando de lado un componente igual de importante que todos los anteriores: los cables.
No importa si contamos con los mejores dispositivos de audio, si utilizamos cables incorrectos o de baja calidad, nuestra señal será considerablemente degradada.
Tipos de cables para audio
Existen dos tipos principales de cables que se utilizan en aplicaciones de audio: los cables balanceados y los no balanceados. Los balanceados tienen tres conductores: dos internos y uno externo que rodea a los otros dos, denominado shield (Figura 1.20).
Figura 1.20: Corte transversal de un cable balanceado
Por otro lado, los cables no balanceados tienen dos conductores: uno interno y uno externo que lo rodea, también llamado shield (Figura 1.21).
Figura 1.21: Corte transversal de un cable no balanceado
Ambos cables transmiten señales de audio. No obstante, la enorme ventaja de los cables balanceados, es que son mucho menos propensos a que ruidos y distorsiones afecten la señal que viaja a través de ellos. Los ejemplos que escuchamos anteriormente ilustran este escenario. Al utilizar un cable no balanceado, la señal se deterioró. Esto ocurre muchísimo en sistemas de refuerzo de sonido donde los cables están expuestos a diferentes fuentes de distorsiones como motores, transmisores inalámbricos, o elementos en el sistema de distribución eléctrica.
Pero, ¿Por qué se producen estos ruidos y deterioros en la señal?
En primer lugar, estudiemos brevemente el concepto de fase. Consideremos dos señales de audio idénticas (Figura 1.22). Cuando las señales se encuentran de esta forma, en perfecta sincronía, decimos que están en fase. Al combinarlas, los valores de cada onda se suman (Figura 1.23).
Figura 1.22: Dos ondas iguales
Figura 1.23: Suma de dos ondas iguales
Si invertimos verticalmente una de las ondas, decimos que su fase ha sido invertida (Figura 1.24). Los valores que antes eran positivos, ahora son negativos, y viceversa. Si sumamos la onda con la fase invertida y la onda original, éstas se cancelarán mutuamente, pues la suma de sus valores es 0 en todos los puntos (Figura 1.25).
Figura 1.24: Inversión de fase de una de las ondas
Figura 1.25: Suma de dos ondas iguales, una con la fase invertida
De vuelta al tema de los cables balanceados (Figura 1.26). Antes de entrar al cable, la señal de audio es duplicada por los circuitos de salida del dispositivo que emite la señal. Posteriormente, se invierte la fase de una de las copias de la señal. Ahora, las señales viajan a través del cable.
Supongamos que un ruido externo logra traspasar el conductor externo que protege a los dos conductores internos. Este ruido modifica la forma de la onda, lo cual genera distorsión. Cuando la señal alcanza los circuitos de entrada del dispositivo al que se conectó el cable, se vuelve a invertir la fase de la señal que ya se había invertido. Como resultado, la onda queda perfectamente en fase de nuevo. Sin embargo, la modificación de la onda que genera distorsión está fuera de fase. El dispositivo que recibe la señal también posee otros circuitos que suman las señales de ambos conductores. De esta manera, al sumar ambas copias de la señal, el ruido se cancela y la señal original se mantiene intacta.
El conductor que lleva la señal con la fase original es llamado hot, mientras que el que lleva la señal con la fase invertida es denominado cold.
Figura 1.26: Mecanismo de protección de los cables balanceado
Los cables no balanceados tienen un único conductor interno, por lo cual no pueden proteger la señal mediante el mecanismo recién descrito.
