Cableado y Conexiones PPT
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4/15/2013
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Audio 101
Cableado y conexiones
Contenido• Señales de audio
• Impedancias, fuentes y cargas• La famosa “Y”
• Cables
• Balanceado vs. No balanceado
• Conectores
• Interconexiones comunes con Audia/Nexia
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La cadena de audio
La calidad del sistema será la calidad del peor componente en la cadena – incluyendo los cables!
Cables!
Transductores de entrada
Procesadores de señal
Amplificadores
Transductores de salida
Señales de audio• En Audio, las señales análogas de audio se clasifican según su nivel
• Señal de micrófono
• Señal de nivel de línea consumidor
• Señal de nivel de línea profesional
• Señal de altavoces
• En audio digital, las señales se clasifican según el protocolo de transporte que utilizan
• AES/EBU, TosLink, S/PDIF, CobraNet, etc.
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Señales de audio análogas• Todas las señales de audio, exceptuando las señales de altavoz, son de bajo nivel (bajo voltaje)
• Nivel de línea profesional
• ~ 1.228 Vrms
• Nivel de línea consumidor
• ~ 0.316 Vrms
• Nivel de micrófono
• ~ 2mV o 0.002 Vrms!
Esta pila AA suministra 1.5Volts(750 veces el nivel de micrófono)
Como transmitimos estas señales?• Usando el cable y configuración apropiada, podemos lograr largas distancias con una mínima perdida de señal o deterioro en la respuesta de frecuencia
• Pero antes, repasemos unos conceptos de electrónica
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De una fuente a una carga• Cualquier dispositivo que entregue señal es una fuente
• Puede ser pasiva o activa
• Se representa como una fuente de voltaje alterno
• Tiene impedancia interna
• Cualquier dispositivo que reciba una señal es una carga
• Se representa como una impedancia
Impe - que?• Impedancia (Z)
• Es la oposición total al desplazamiento de corriente
• Tiene dos componentes
• Resistencia (R)
• Reactancia (X)
• Z = R + X
• En circuitos DC solo podemos hablar de resistencia
• Reactancia solo ocurre en circuitos AC
• Al igual que la resistencia, la impedancia de mide en Ohms
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De una fuente a una carga
Fuente alterna
Resistencia interna
Fuente
La impedancia de esta fuente es igual al valor de la resistencia interna
De una fuente a una carga
Fuente alterna
Resistencia interna
Fuente
Cuando no hay carga, la impedancia es infinita (no hay paso de corriente). El voltaje es igual al voltaje de la fuente
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De una fuente a una carga
Fuente alterna
Resistencia interna
Fuente
Cuando hacemos un corto, la impedancia es 0 Ohms (el paso de corriente es máxima). El voltaje es 0 Volts
De una fuente a una carga
Fuente alterna
Resistencia interna
Carga
Fuente
Con una carga de impedancia X, hay paso de corriente y hay diferencia de voltaje
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De una fuente a una carga• Dependiendo de la relación entre la impedancia de la carga y la impedancia de la fuente cuanta energía pasara a la carga
• Antiguamente era necesario que la impedancia de la carga fuera igual a la impedancia de la fuente para lograr máxima transferencia de energía
• Ambas impedancias forman un divisor de voltaje
• Pero…
Y el cable?
Fuente alterna
Resistencia interna
Carga
Fuente
Cable
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De una fuente a una carga• El cable añade impedancia al circuito y cambia el valor total de la carga
• Induce perdidas de señal
• Además de impedancia, todo cable tiene una capacitancia que depende de la distancia
• Influye en la respuesta de frecuencia
Afortunadamente• Hoy en día no es necesario que las impedancias sean iguales
• Mejores transistores permiten hacer un puente (bridge) entre una fuente y una carga
• Permite el uso de cables de diferentes distancias
• Permite distribución de señales
Solo en señales de bajo nivel
Esto no aplica para señales de altavoz
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Relación de impedancias• Señales análogas de bajo nivel
Fuente Carga
Menor impedancia Mayor impedancia
En audio profesional se usa como regla general que la carga tenga una impedancia 10 veces mayor a la impedancia de la fuente
Cable
Relación de impedancias• Baja impedancia
• 150 a 600 Ohms (‘Ω’ o ‘Z’)
• Adecuado para cualquier longitud de cable
• Media impedancia• De 600 a 10.000 Ohms (‘Ω’ o ‘Z’)
• Alta impedancia• 10.000 Ohms (‘Ω’ o ‘Z’) o más
• Adecuado para cables de 20 pies (6 Mts) o menos
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Relación de impedancias
Relación de impedancias• Para señales de altavoz requerimos máxima transferencia de energía entre el amplificador y el altavoz
• La impedancia del altavoz debe ser igual o ligeramente mayor a la impedancia de salida del amplificador
• Menores impedancias pueden dañar el amplificador
• Tomar en cuenta la impedancia del cable
• Mientras mayor sea la impedancia que “ve” el amplificador, menor será la capacidad de entregar energía
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La famosa “Y”• La mejor ayuda y la peor invención en audio profesional
La famosa “Y”• Se pueden dividir señales con un cable “Y”
• Recordemos que la impedancia de la carga es por lo general 10 veces la impedancia de la fuente
Fuente
CargaMenor impedancia
Mayor impedancia
Cable
Carga
Mayor impedancia
200 Ω
2 KΩ
2 KΩ
1 KΩ
182 Ω
182 Ω
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La famosa “Y”• Se pueden sumar señales con un cable “Y”
• Recordemos que la impedancia de la carga es por lo general 10 veces la impedancia de la fuente
Carga
Mayor impedancia
Fuente
Menor impedancia
Cable
Fuente
Menor impedancia
2 KΩ
200 Ω
200 Ω
100 Ω
182 ΩΩΩΩ
182 ΩΩΩΩ
Cableado de señales análogas• Las señales análogas se pueden cablear de dos formas
• Cableado Balanceado• La señal viaja en dos conductores
entorchados recubiertos por una malla
• Excelente rechazo de ruido e interferencia
• Cableado No balanceado• La señal viaja en un solo conductor
usando la malla como camino de retorno
• Susceptible a ruido e interferencia
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Cableado de señales análogas• Las señales análogas se pueden cablear de dos formas
• Cableado Balanceado• Permite uso de cables de larga distancia
(1000 pies o mas)
• Preferido en sistemas profesionales
• Cableado No balanceado• Solo para distancias cortas (no mas de
10 pies)
• Mayormente usado en sistemas e nivel
de consumidor
Cableado no balanceado
Cubierta externa aislante
Malla conductora (pueden ser conductores entorchados o una malla de aluminio con un cable de conexión
Aislante interno
Conductor interno
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Cableado no balanceado
Señal de audio
Retorno eléctrico
Cableado no balanceado
Interferencia electromagnética
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Cableado no balanceado
Interferencia de radio frecuencia
Cableado balanceado
Cubierta externa aislante
Malla conductora (pueden ser conductores entorchados o una malla de aluminio con un cable de conexión
Aislantes internos
Conductores internos
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Cableado balanceadoSeñal de audio en fases opuestas
Conexión a tierra aislada de la señal
Salida con doble amplitud
Inversión y suma de señales
Cableado balanceado Interferencia electromagnética al mismo nivel y fase en ambos conductores
Al duplicar y sumar, la interferencia desaparece
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Cableado balanceado
Interferencia de radio frecuencia va a tierra
Cableado de altavoces• Los altavoces pueden usar prácticamente cualquier tipo de cable
• El calibre del cable debe ser calculado en base a la potencia e impedancia de la carga y la distancia
• El calibre define el grosor del cable (cuanto cobre tiene)
• Menor calibre -> mas cobre
• Mayor calibre -> menor cobre
• La impedancia del cable no debería ser mas que el 5% de la impedancia del altavoz
• También es importante considerar la capacitancia e inductancia del cable ya que esto influye en la respuesta de frecuencia
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Cableado de señales digitales• Todas las señales digitales están compuestas de ceros y unos (data)
• Los ceros y unos son representados por dos niveles diferentes de voltaje
• Los voltajes, cables y conectores dependen del protocolo de transmisión usado
• AES/EBU
• S/PDIF
• CobraNet
• Estas señales pueden ser ópticas• TosLink
Cableado multicanal• Las señales análogas requieren un cable por señal
• Mas señales = mas cables
• Las señales digitales no necesariamente necesitan mas cable
• Depende del protocolo
• AES/EBU – 2 canales
• S/PDIF – 2~6 o mas
• TosLink – 2~6 o mas
• CobraNet – 64 o mas
• AVB – 256 o mas
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Conectores• Existen muchos tipos de conectores
…Y muchos mas
Conexiones comunes en Audia/Nexia• Entradas balanceadas
• Pin 1 o Malla a tierra
• Pin 2 o Tip a positivo
• Pin 3 o Ring a negativo
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Conexiones comunes en Audia/Nexia• Entradas no balanceadas
• Malla o Manga a tierra y a negativo
• Tip a positivo
Conexiones comunes en Audia/Nexia• Entradas Estéreo
• Malla o Manga a tierra y a negativo de ambos canales
• Tip a positivo del canal izquierdo
• Ring a positivo del canal derecho
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Conexiones comunes en Audia/Nexia• Salidas balanceadas
• Tierra a Pin 1 o Malla
• Positivo a Pin 2 o Tip
• Negativo a Pin 3 o Ring
Conexiones comunes en Audia/Nexia• Salidas no balanceadas
• Tierra a Malla o Manga
• Positivo a Tip
• Negativo sin conectar
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Conexiones comunes en Audia/Nexia• Salidas de altavoces (solo Audia)
• Tierra no conectada
• Positivo a Positivo
• Negativo a Negativo
Conexiones comunes en Audia/Nexia• Salidas de altavoces (solo Audia)
• Tierra y Negativo no conectada
• Positivo de un canal a Positivo del altavoz
• Negativo del otro canal a Negativo del altavoz
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Conexiones comunes en Audia/Nexia• Todos estos esquemas de conexión con Audia y Nexia pueden ser encontrados en el archivo de ayuda del programa
• Buscar “Audio Wiring Diagrams” en el archivo de ayuda
Gracias
Thank you