Multiamplificar con filtros activos

Si fijamos nuestras miradas en los equipos de car audio que caen en nuestras manos, podremos observar que la inmensa mayoría de las configuraciones son estándars, con equipos donde el amplificador trabaja sobre varias vías. Esté filtrado por activo o por pasivo, no deja de presentarse gran número de veces el típico amplificador de cuatro canales que alimenta las vías delanteras con dos canales, y con el resto un subwoofer de media potencia.

Otra posibilidad muy común es que el amplificador alimente un kit de dos vías sobre el salpicadero con el primer par de canales, mientras con el resto alimente las puertas, maniobrando los cortes en activo del propio amplificador. No se trata de instalaciones erróneas, lo que sucede es que dependiendo de los componentes que la configuran, están basadas en el punto básico de la configuración estándar del car audio. Ya sea por el desembolso bajo/medio que este montaje nos provoca o por su común simplicidad y su poco espacio a ocupar (en comparación con la multiamplificación), nos solemos decantar por este camino.

La amplificación activa evita pérdidas de potencia y ofrece mayor precisión y rapidez a la hora de calibrar el equipo, en comparación con los filtros pasivos

Lo que nos atañe en este artículo es darle una vuelta de tuerca a este tipo de equipos y reconfigurarlos de tal manera que, aun siendo el desembolso superior (en algunos casos), veamos cuáles son sus múltiples ventajas. Este propósito se basa en que cada amplificador, única y exclusivamente, alimenta una vía (derecha+izquierda por amplificador), por lo que tendríamos un amplificador por vía montada en el vehículo: los tweeters para un amplificador, los medios para el otro, los woofers con un tercero y un último para el subwoofer.
Este tipo de multiamplificación está basada en filtrar la señal antes de que entre en los amplificadores, por lo que los cortes vendrán predecimos por un trabajo en activo ya sea por un crossover externo o por el propio de la fuente, si es que ésta dispone de ello.

Minimizando los problemas
Una de las ventajas más explosivas de la multiamplificación activa es la pureza de su resultado. En un montaje estándar, en el momento en que algún componente provoca un deterioro de la señal en el amplificador, éste provoca un parásito o lo mas común es que sature su fuente, y el problema se extiende a todas las vías que la etapa alimente, por lo que un déficit de señal en la entrada del amplificador o un deterioro en la salida provocará que tanto los tweeters, como los medios y los woofers estén ‘infectados’ por ello. En el montaje que nos atañe no se encuentra dicho problema. La saturación de un amplificador, un efecto clipping en un altavoz o una situación de parásito solo afectaría a esas vías, por lo que un problema -por ejemplo en el subwoofer- no arrastraría a una pérdida en la calidad que el resto de altavoces esté emitiendo.

Mayor optimización de la potencia
La potencia máxima de un amplificador viene definida por la capacidad que tiene su fuente de alimentación de soportar grandes demandas de consumo. A partir de ese momento la señal de su voltaje será recortada en proporción al consumo. Introducimos esta definición para que se perciba cómo aprovechar la potencia en una multiamplificación activa.

Dos frecuencias de 80 Hz y otra de 5KHz mueven unas tensiones teóricas de 20V y 7V respectivamente, lo que provoca que, para mover los dos altavoces, necesitemos de un amplificador que no recorte su señal cuando trabaje con esos 27 voltios, lo cual se daría con un amplificador de cerca de 75W por canal. Pero ¿es lógico obtener una etapa de estas características para atacar un tweeter de poco más de 12W de potencia? Recordemos también que la eficacia de un amplificador para woofers no es -ni ha de ser la misma- que para unos cálidos medios, ni para unos tweeters de seda, por lo que es mucho más acertado poder buscar el modelo adecuado a cada vía por separado, y no mezclar estilos con necesidades.

La multiamplificación resulta una excelente opción de calidad puesto que cada amplificador actúa sobre una de las vías, sea de agudos, de medios o de graves

Por otro lado, cuando alimentamos un filtro pasivo para excitar un sistema de dos vías, nunca encontramos que la sensibilidad del medio/woofer case con la del tweeter, por lo que tenemos que trabajar con atenuaciones, sinónimo de pérdidas de potencia en los componentes pasivos. Incluso a veces tenemos que vigilar la potencia que estamos utilizando en el kit para que el componente más débil (el tweeter) no sufra una rotura, con la consiguiente esclavización de un componente por culpa del otro. Todos estos inconvenientes no ocurren en la multiamplificación ya que, como hemos comentado, las vías son independientes unas de las otras y adecuamos la potencia a cada inquilino sin la necesidad de que existan resistencias que nos “roben” parte de ella.

Mayor precisión
En la amplificación cotidiana solemos montar para su recorte filtros pasivos ya que éstos entran dentro de la minimización de precio y se adecúan al tipo de montaje. Como resulta fácil de comprender, sería imposible filtrar en activo un solo canal del amplificador para mover tres vías diferentes, cosa que sí conseguimos de la otra manera.

Para muchos aficionados melancólicos el manejo de estos componentes es de vital importancia, ya que artesanalmente ejecutan los cortes según el número de espiras que cortan o la sustitución que los condensadores les facilitan. Lejos de la realidad técnica, hemos de comentar que en lo activo, salvando la suciedad (según la calidad del filtro activo) que pueda obtener una frecuencia paseando por un circuito electrónico, nos entrega unas distorsiones ínfimas en comparación con los componentes pasivos. 

No olvidemos la amplia gama de posibilidades de trabajar la señal para crear el corte ideal sin picos ni valles en su curvatura (recordemos las variaciones de impedancia cotidianas en las frecuencias que tanto afectan a las bobinas), modificación del valor de Q o filtros de cuarto orden con tolerancias del 1% frente al 20% que nos podrían estar produciendo.

Por el conducto de conexión también obtenemos beneficios. El cableado que interconexiona el amplificador con nuestro filtro pasivo recordemos que canaliza toda la gama de frecuencias hasta que llega dividida al crossover. El comportamiento de la señal alterna dentro de un conductor produce el efecto capilar que varía dependiendo de la profundidad frecuencial, por lo que siempre existirá mayor orden y menor distorsión dentro de un cable que solo excita una gama reducida de frecuencias, que no dentro de un conductor por el que se suceden todo tipo de sinusoides.

Salvando la ‘suciedad’ que pueda obtener una frecuencia pasando por un circuito electrónico, los filtros activos entregan unas distorsiones ínfimas en comparación con los componentes pasivos

Controlando el Factor Damping
Otra característica de los filtros activos es que su uso evita la modificación involuntaria del Factor Damping del amplificador. Recordemos que el Factor Damping es la capacidad que tiene un amplificador de controlar el movimiento de un altavoz, y se determina dividiendo la impedancia de entrada de un altavoz (ZL) entre la impedancia de salida de un amplificador (ZS).

Cuando utilicemos un amplificador único para los woofers, obtendremos una certeza total en que el valor del Factor Damping que nos marca el fabricante es el que se está utilizando en nuestro conjunto, y ello se debe a que entre el canal de la etapa y el altavoz no existe en serie ningún componente pasivo que contenga resistividad, ya que ello conllevaría a modificar negativamente el valor del control de la membrana.

 

En conclusión
A excepción del desembolso que requiere la compra de varios amplificadores junto a un equipo de filtraje activo y la imposibilidad para un gran número de bolsillos de ampliar el equipo añadiendo otra vía (ya que necesita de otro amplificador), podemos decir que en la multiamplificación existen infinidad de ventajas en relación a la calidad y al resultado final del sonido y a su manipulación auditiva.

Podríamos aventurarnos a afirmar que es el segundo escalafón de la escalera que inician los aficionados que siempre desean mejorar, aunque cabe señalar que por encima siguen habiendo otras opciones que mostraremos en un próximo artículo.