Cuando se le aplica corriente a un altoparlante se genera movimiento del diafragma. La bobina, al estar sumergida en un campo magnético, produce una tensión que se opone a la aplicada. El altoparlante, visto como un generador eléctrico, tiene conectado el circuito de salida del amplificador, y a mayor velocidad, mayor tensión genera. De esta manera el amplificador tiene control sobre el movimiento del altoparlante, a menor impedancia de salida del amplificador la corriente es mayor, forzando a la bobina a detenerse.
Fig 1: Respuesta de un sistema poco amortiguado.
En un sistema de audio, el factor de amortiguamiento es la relación entre la impedancia del altoparlante y la impedancia de salida del amplificador. Describe la capacidad del amplificador de controlar movimiento del altoparlante cuando se deja de excitarlo, en especial cercano a su frecuencia de resonancia. Este valor es de importancia en el contexto de las bajas frecuencias, o subwoofers, dado que la inercia de los diafragmas suele ser grande y el control de la suspensión débil, para permitir grandes excursiones. En estos casos el factor de amortiguamiento puede ser crítico en la calidad del sonido, la figura 1 nos muestra lo que puede suceder en la respuesta al impulso de un sistema poco amortiguado.
Fig 2: Factor de amortiguamiento vs largo cable.
Como regla general para los amplificadores de potencia transistorizados, la impedancia de salida suele ser menor a 0.1 Ohms, cercano al cortocircuito, con lo cual son casi un generador de tensión ideal. El problema del factor de amortiguamiento entonces se encuentra ligado a la contribución de los cables, la resistencia eléctrica de un alambre aumenta con el largo y disminuye con mayor sección. Cuanto mayor sea el largo del cable entre el amplificador y el altoparlante sucederán dos cosas, en principio habrá una caída en el nivel de señal debido a la inserción del cable, es recomendable usar cables con resistencia menor al 5% de la impedancia nominal del altoparlante. Por otro lado la impedancia del cable se va a sumar a la de salida del amplificador, empeorando la capacidad de controlar el movimiento del altoparlante, en definitiva empeorando el factor de amortiguamiento, visto en la figura 2.
Fig 3: Circuito de realimentación.
Una solución posible es la de «emular» una resistencia negativa en serie a la salida del amplificador, de esta manera se podría compensar el efecto del cable. Una de las formas de lograr esto es con realimentación (figura 3), mediante el uso de DSP es posible censar corriente y tensión a la salida del amplificador, y sumar a la salida una fracción de la corriente. De esta manera, con una resistencia negativa la tensión se incrementa con la corriente.
Entre las posibles aplicaciones de un control activo del factor de amortiguamiento se encuentra:
Fig 4: Control activo del amortiguamiento Powersoft.
-Compensación de las pérdidas por inserción del cable.
-Ajustes del factor de amortiguamiento a un valor deseado.
-Reducción del Qes del altoparlante, permitiendo gabinetes más chicos.
Eduardo Sacerdoti
Investigación & Desarrollo – Equaphon