Los altavoces amplificados , también conocidos como altavoces autoamplificados y altavoces activos , son altavoces que tienen amplificadores incorporados . Los altavoces amplificados 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 orientados al público como para los altavoces de monitorización orientados a los artistas; por DJ que actúan en eventos de baile y raves ; en hogares privados como parte de sistemas de audio de alta fidelidad o cine en casa y como altavoces de computadora . Se pueden conectar directamente a una consola de mezclas u otra fuente de señal de audio de bajo nivel sin la necesidad de un amplificador externo. Algunos altavoces activos diseñados para su uso en sistemas de refuerzo de sonido tienen una consola de mezclas integrada y un preamplificador de micrófono , lo que permite conectar los micrófonos directamente al altavoz.
Los altavoces activos tienen varias ventajas, siendo la más obvia su compacidad y simplicidad. Además, el o los amplificadores pueden diseñarse para que coincidan con los requisitos óptimos del altavoz que alimentarán; y el diseñador de altavoces no está obligado a incluir un filtro pasivo, lo que reduce el coste de producción y posiblemente la calidad del sonido. Algunos también afirman que las distancias más cortas entre los componentes pueden reducir 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 ; fiabilidad reducida debido a los componentes electrónicos activos en el interior; y la necesidad de suministrar tanto la señal de audio como la energía a cada unidad por separado, lo que normalmente requiere que se conecten dos cables a cada altavoz (a diferencia del cable único necesario con altavoces pasivos y un amplificador externo).
Los altavoces autoamplificados están disponibles con filtros pasivos o activos integrados. Desde principios de la década de 2000, los altavoces autoamplificados con filtros activos y otros DSP se han vuelto comunes en aplicaciones de refuerzo de sonido y en monitores de estudio . [1] Los subwoofers domésticos/automotrices y de cine en casa han utilizado tecnología de altavoces autoamplificados activos desde fines de la década de 1980.
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Los términos "alimentado" y "activo" se han utilizado indistintamente en los diseños de altavoces, sin embargo, se puede hacer una diferenciación entre los términos: [2]
Existen diseños activos híbridos, como los que tienen 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 amplificador, mientras que los controladores de frecuencias medias y altas comparten un canal amplificador, cuya salida se divide mediante un crossover pasivo de dos vías.
El término "altavoces activos" también puede referirse a un "sistema activo" integrado [5] en el que los altavoces pasivos se acoplan a un sistema externo de múltiples amplificadores alimentados por un filtro activo. Estos sistemas de altavoces activos pueden estar diseñados para giras de conciertos profesionales, como el sistema pionero JM-3 diseñado en 1971 por Harry McCune Sound Service [6] , o pueden estar diseñados para uso doméstico de alta gama, como varios sistemas de Naim Audio y Linn Products [7] .
Algunos de los primeros altavoces autoamplificados fueron los altavoces de monitorización JBL . Con la incorporación del SE401 Stereo Energizer, introducido en 1964, cualquier par de altavoces de monitorización podía convertirse en un sistema autoamplificado, con el segundo altavoz alimentado por el primero. [8] El primer monitor de estudio con un filtro activo fue el OY, inventado en 1967 por Klein-Hummel. Era un diseño híbrido de tres vías con dos canales de amplificador internos. [9] Un ejemplo temprano de un monitor de estudio autoamplificado biamplificado es el Altec 9846B, introducido en 1971, que combinaba 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 . [10] A finales de la década de 1970, Paramount Pictures contrató a AB Systems para diseñar un sistema de altavoces autoamplificados. [1]
En 1980, Meyer Sound Laboratories produjo un sistema activo integrado de 2 vías, el UPA-1 pasivo, que incorporaba las lecciones que John Meyer aprendió con el McCune JM-3. [11] Utilizaba electrónica activa montada 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 activo: el HD-1, un monitor de estudio de 2 vías con toda la electrónica interna. [1] A principios de los 90, después de años de lidiar con las desventajas de los sistemas pasivos, especialmente la variación de los ajustes de ganancia 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 qué pensaba la gente sobre los altavoces activos para refuerzo de sonido, y volvieron después de una encuesta y dijeron que nadie los quería". [12] Los operadores de sistemas 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 se mantuvo firme en su decisión y produjo el MSL-4 en 1994, el primer altavoz autoamplificado destinado a giras de conciertos. [12] El UPA-1 se convirtió en una configuración autoamplificada en 1996 y el resto de la línea de productos de Meyer siguió su ejemplo.
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La principal ventaja de los altavoces activos frente a los pasivos es la mayor fidelidad asociada a los crossovers activos y a los amplificadores múltiples, que incluyen menos IMD, un rango dinámico más alto y una mayor potencia de salida. [13] Los amplificadores dentro del gabinete del altavoz pueden adaptarse idealmente a 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. [1] 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 suele incorporar una ecualización adaptada a la respuesta de cada controlador en el recinto. [14] Esto produce un sonido más plano y más 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 con alto nivel de presión sonora. Dichos limitadores se pueden adaptar cuidadosamente a las características del controlador, lo que da como resultado un altavoz más confiable que requiere menos mantenimiento. La detección de distorsión se puede diseñar en la electrónica para ayudar a determinar el inicio de la limitación protectora, reduciendo la distorsión de salida y eliminando el recorte . [15]
Los altavoces pasivos necesitan un solo cable, pero los altavoces activos necesitan dos cables: un cable de señal de audio y un cable de alimentación de CA. En el caso de los sistemas de conciertos de alta potencia con múltiples cajas, el cableado de CA suele tener un diámetro menor que los mazos de cables de los altavoces equivalentes, por lo que se utiliza menos cobre. Algunos fabricantes de altavoces activos están incorporando ahora receptores inalámbricos UHF o, con mayor frecuencia, Wi-Fi, por lo que el altavoz solo requiere un cable de alimentación de CA.
Un altavoz con alimentación normalmente pesa más que un altavoz pasivo equivalente porque el circuito amplificador interno normalmente 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 crossover interno. Un altavoz ligero se puede transportar más fácilmente y supone una carga menor en el montaje (vuelo). Sin embargo, los altavoces activos que utilizan amplificadores ligeros de clase D han reducido la diferencia. El transporte en camión de un sistema de sonido implica el transporte de todos los componentes, incluidos los bastidores de los amplificadores, el cableado de los altavoces y las cajas de los altavoces. El peso total de envío de un sistema de altavoces activos puede ser menor que el de un sistema pasivo porque los pesados mazos de cables de los altavoces pasivos se sustituyen por cables de CA más ligeros y cables de señal de diámetro pequeño. El espacio y el peso del camión se reducen al eliminar los bastidores de los amplificadores. [1]
El coste de un sistema de altavoces activos para conciertos de gran tamaño es menor que el de un sistema pasivo equivalente. [1] El sistema pasivo, o sistema activo integrado con electrónica externa, requiere componentes separados como filtros de cruce, ecualizadores, limitadores y amplificadores, todos ellos montados en bastidores rodantes. El cableado de los sistemas pasivos para conciertos 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 altavoces pasivos debido a los canales de amplificación adicionales necesarios. [13]
En el audio profesional y en 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 del limitador. Sin embargo, el cableado no es tan sencillo, porque los altavoces activos requieren dos cables en lugar de uno (un cable de alimentación de CA y un cable con la señal, normalmente un cable XLR ). En el audio doméstico, algunos ingenieros de audio sostienen que un altavoz pasivo, en el que un altavoz sin alimentación está conectado a un amplificador, es el más fácil de instalar y utilizar.
Los amplificadores están adaptados a los altavoces individuales utilizados, lo que evita daños en el amplificador o el altavoz debido a componentes desajustados o sobrecargados. En ciertos casos, con altavoces pasivos, los tweeters pueden destruirse debido a fuertes distorsiones resultantes del recorte del amplificador debido a la sobrecarga que resulta en un sobrecalentamiento. [16] [17] Esto ocurre particularmente cuando se activa el botón de sonoridad en un amplificador convencional y también se sube el control de tono de graves mientras el volumen de escucha es alto, una situación típica cuando se utilizan altavoces de alta fidelidad en fiestas privadas.
Al incluir un circuito 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 controlar la fuerza electromotriz 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 inherentemente alimentados.
Algunos fabricantes de amplificadores de bajos venden altavoces amplificados diseñados para aumentar la potencia de un amplificador de bajos combinado. El usuario conecta un cable de conexión o un cable XLR desde el amplificador combinado al altavoz amplificado.