BICABLEADO
El tema del bicableado de altavoces ha sido siempre motivo de curiosidad y controversia entre los aficionados al audio. Cuando el fabricante dispone de varios pares de conexiones, ya sea para bicablear o tricablear, deberíamos considerar que se supone que sabe perfectamente lo que está haciendo y que no se trata de una decisión puramente cosmética.
La experiencia me ha mostrado que un altavoz que viene preparado para bicablear ofrece mejores prestaciones cuando lo hacemos de manera apropiada, aunque me gustaría puntualizar que no siempre los resultados son del agrado del aficionado. En el caso de sistemas mal optimizados el aumentar la resolución va a suponer que se muestren más las carencias. Además, si disponemos de unos altavoces con gran ancho de banda en una sala sin el tamaño apropiado, puede ocurrir que el aumento de resolución obtenido sea contraproducente debido a los conflictos consecuentes que puede producir un aumento de la extensión en frecuencia en ese habitáculo.
La explicación que aducen los expertos para justificar el bicableado es que su implementación reduce la tendencia de las fuertes señales del grave a interferir y modular el resto de las señales de audio, medios y agudos, que portan mucha menos energía.
Además protege el tweeter de la
fuerza contraelectromotriz (FCEM), un voltaje inducido por la bobina de los transductores al moverse. Cuando la señal del woofer cesa, éste tiende a pararse. Pero al tratar de hacerlo, como tiene mucha masa, fluctúa hacia delante y atrás. Al hacerlo, como la bobina se mueve dentro del campo magnético del imán, genera su propia señal (de la misma manera que si fuese un micrófono).
Una bobina que se mueve en un campo magnético inducirá una fuerza electromotriz (FEM) que se opone a la causa que la origina, denominada fuerza contraelectromotriz (FCEM), que se opone a la corriente que suministra el amplificador.
Esta señal es enviada hacia atrás dentro del filtro y puede modular y corromper el resto de la señal musical.
Aquí entra en juego el
Factor de Amortiguación de la amplificación que estamos utilizando. Veamos en que consiste.
Los altavoces tienen una dinámica propia puesto que tras enviarles una señal, siguen vibrando después de que la señal se haya detenido, debido a la inercia. En otras palabras, el altavoz produce ondas sonoras que no forman parte de la señal original.
Supongamos que la señal entrante es un tambor que se golpea fuertemente con un ataque corto, tras lo cual se produce el posterior desvanecimiento de los armónicos de la señal inicial.
Cuando la señal del bombo se detiene, el altavoz continúa vibrando en mayor o menor medida. El cono rebota de un lado a otro en su suspensión y, si lo hace en exceso, escucharemos un grave "fangoso y tonelero".
Afortunadamente, un amplificador de potencia puede ejercer un gran control sobre el altavoz y evitar esas vibraciones de manera que cuanto mayor sea la amortiguación obtendremos unos graves más ajustados y precisos.
La amortiguación es la capacidad de un amplificador de potencia para controlar el movimiento del altavoz. Se expresa como Factor de amortiguación, que es la impedancia de la carga (altavoz) dividida por la impedancia de salida del amplificador (los fabricantes no suelen tener en cuenta la influencia que pueda tener la impedancia de los cables).
Por ejemplo, si la impedancia del altavoz es de 8 ohmios y la impedancia de salida del amplificador es de 0,01 ohmios, el factor de amortiguación es 800.
Esto no deja de ser una simplificación dado que, como la impedancia del altavoz y la impedancia de salida del amplificador varían con la frecuencia, también lo hace el factor de amortiguación.
La única manera de evaluar la carga presentada por un altavoz es mirar su curva de impedancia versus frecuencia.
Expresar la curva de impedancia de unos altavoces mediante un solo número es un poco como tratar de dar una idea de la Novena Sinfonía de Beethoven enviando como muestra una sola parte de la partitura.
Veamos como controla el amplificador el movimiento del cono de los altavoces con más detenimiento.
Cuando la corriente que envía el amplificador hacia delante llega a la bobina en el campo magnético de un altavoz, la bobina y el cono conectado se mueven hacia adelante (el principio del motor eléctrico, consistente en transformar la energía eléctrica en energía mecánica).
Sin embargo, esa bobina que se mueve en el campo magnético genera un voltaje posterior, la fuerza contraelectromotriz (el efecto generador eléctrico, debido a la transformación de energía mecánica en eléctrica).
Esto podría llevarnos a pensar de alguna manera en la tercera ley de Newton o principio de acción y reacción aunque, como es obvio, referente a otro ámbito.
Por tanto, al reflexionar sobre el movimiento del cono de un altavoz hemos de tener en cuenta dos fuerzas opuestas.
1.- Por un lado está la energía inercial del diafragma del altavoz (su masa, dirección y velocidad), contrarrestado por la amortiguación mecánica (el aire en la caja del altavoz, la resistencia de la suspensión del altavoz -y la carga de la bobina si corresponde-).
2.- Por otro lado está la amortiguación eléctrica (la producción o absorción de energía eléctrica por parte del filtro, bobina, cables y amplificador).
Cuando el cono del altavoz vibra actúa como un micrófono y genera una señal en su bobina (FCEM) que está en polaridad opuesta con el movimiento del altavoz y que se opone a la vibración del mismo. Y así hemos de ver que parte de la fuerza electromotriz se convierte en fuerza contraelectromotriz, causada por el cono volviendo a su posición original.
Estas corrientes reactivas en contrafase fluyen de vuelta al amplificador a través del cable, donde se disipan como calor, aunque pueden entrar en el circuito de realimentación y provocar distorsiones. Este proceso es mucho más acusado durante la reproducción de picos de baja frecuencia, en los que el cono del altavoz tiene un mayor desplazamiento y se genera más tensión.
El factor de amortiguación representa la capacidad del amplificador para suprimir esa FCEM y controlar el movimiento del cono.
Conviene tener en cuenta que la impedancia del cable del altavoz afecta a la amortiguación. Los cables con menor impedancia permiten una mayor amortiguación.
Para aclararlo consideremos el bucle formado por el cable de altavoz conectado a un amplificador y a un woofer.
La bobina del altavoz de graves se mueve dentro del conjunto del imán, y esto crea una FCEM proporcional a la velocidad y amplitud del desplazamiento del cono. Para ello el amplificador produce una tensión de una determinada magnitud. La suma vectorial de las dos, dividida por la resistencia del bucle, determina la corriente en la bobina del altavoz. La razón por la que necesitamos la suma vectorial es que los dos voltajes no están en fase.
Lo ideal sería que la bobina produjese una FCEM siempre igual y opuesta a la tensión del amplificador, lo que permitiría que el cono siguiera la forma de onda del amplificador, pero cuando se trata de corrientes reactivas sabemos que eso no es así.
Desafortunadamente, cada vez que la FCEM (debida a la velocidad real del cono) difiere de la tensión del amplificador (la velocidad que desearíamos del cono), la corriente que puede fluir desde el amplificador para vencer esto está limitada por la resistencia al bucle.
¿Y qué determina la resistencia del bucle?
Es la suma de la impedancia de salida del amplificador, la resistencia de los cables del altavoz y la resistencia de la bobina del transductor.
Y cuanto mayor sea la resistencia al bucle, con menos precisión seguirá el cono del transductor la onda del amplificador.
En consecuencia, la mejor manera de reducir la resistencia de un cable de altavoz, independientemente de su configuración particular, es que sea tan corto como sea posible. Este no deja de ser uno de los principios de la entrega de energía, de manera que la ubicación ideal para un amplificador está lo más cerca posible del altavoz.
Detengámonos ahora en el papel que juega el
filtro de los altavoces.
En un transductor perfecto, el voltaje de retroceso coincide con la tensión de avance, lo que da lugar a la impedancia dinámica del conductor. En el mundo real, la FCEM está distorsionada por no linealidades en el campo magnético, etc. dando lugar a distorsiones armónicas y por lo tanto no cancela exactamente la tensión directa. Estas corrientes reactivas pueden terminar, a través de otros conductores, en el filtro del altavoz si tienen terminales comunes y eso pueden causar una mayor confusión del sonido.
No cabe duda de que para evitar eso la mejor implementación sería la biamplificación.
Los mejores sistemas biamplificados o triamplificados no utilizan filtros pasivos, de manera que el amplificador está conectado directamente a los diferentes transductores de los altavoces y esto elimina la posibilidad de que cualquier FCEM (independientemente de la amplitud) afecte a un altavoz secundario diferente.
Los mejores monitores de referencia presentan esta configuración para evitar la diafonía entre los diferentes canales, aumentando de este modo su precisión.
La ventaja que ofrece el bicableado convencional es que es su implementación es mucho menos costosa que la utilización de varios amplificadores separados y filtros activos.
En el caso concreto de un altavoz con dos pares de bornes de conexión, los distintos transductores que monta se conectan entre sí en el mismo circuito, por lo que los diferentes rangos de frecuencia están ligados por una conexión eléctrica física. Por tanto cualquier corriente de FCEM generada por un altavoz tendrá una ruta al otro altavoz.
Cuando tenemos un cruce en común en el filtro las señales pasarán a través del cruce y afectarán (o modularán, si desea) la salida de sonido del otro altavoz. En general, el efecto más pernicioso es el debido a la influencia de los woofers en el tweeter ya que la señal que pueda producir el tweeter es demasiado débil.
Esto es más notable en el rango de altas frecuencias, ya que el altavoz más pequeño es más sensible a la modulación producida por la FCEM.
Hemos de tener en cuenta que los filtros que montan los altavoces domésticos no son perfectos, no cortan las frecuencias en seco, abruptamente, sino que las van atenuando progresivamente con la frecuencia (pendiente del filtro) en un numero de octavas alrededor de la frecuencia de corte especificada.
La corriente entrante del cable de altavoces se divide entre las dos partes de la red de filtrado dentro del altavoz. Este circuito del filtro no puede crear un punto de corte pronunciado en la frecuencia de corte elegida, sino que produce una atenuación más gradual por encima o por debajo de la misma.
O sea que el filtro nunca bloqueará completamente las señales de baja frecuencia. La mayoría de los altavoces estéreo tienen filtros de primer orden donde hay una atenuación de 20db de la señal filtrada.
Son sencillos y permiten que una parte de la FCEM del woofer pueda pasar al tweeter a través de él.
En el gráfico se puede ver el punto donde las dos curvas se encuentran (azul para woofer, rojo para tweeter), que denominamos punto de cruce, representa unas frecuencias en donde ambos transductores contribuyen por igual a esa frecuencia en particular.
Tengamos en cuenta que la respuesta en frecuencia sumativa (negro) sigue siendo esencialmente plana porque este filtro se ha diseñado correctamente para que la salida combinada de ambos transductores sea la misma que si fueran uno solo con características "idóneas".
La ventaja de conectar cada transductor a través de cables separados al amplificador es que las corrientes reactivas producidas por cada uno de ellos pueden ser cortocircuitadas por la salida de baja impedancia del amplificador.
En definitiva, como cualquier movimiento no deseado del cono del woofer generará tensión, y ningún woofer deja de moverse completamente al mismo tiempo que la señal del amplificador, se supone que el bicableado ayuda a reducir el voltaje generado por el woofer que podría entrar en el circuito del tweeter.
Además de lo abordado anteriormente, otra ventaja del bicableado reside en el hecho de que el altavoz de graves y el de agudos constituyen dos tipos de carga (impedancia) diferente a alimentar. Cuando ambos transductores están conectados en paralelo al mismo filtro la impedancia nominal es, en principio, determinada por el filtro.
Si el filtro de las cajas se diseña con las secciones del filtro pasa altos y pasa bajos separadas, el amplificador es confrontado, en el caso del filtro pasa bajos, con una carga de baja impedancia en las frecuencias bajas (que exige más corriente) y una carga de impedancia alta para el tweeter (que exige menos corriente).
La salida del amplificador siempre busca el camino de menor resistencia por lo que las profundas frecuencias graves van a los bornes de entrada de graves (baja impedancia a frecuencias bajas) antes que a las entradas de agudos (alta impedancia a frecuencias bajas). Por la misma razón, las frecuencias de agudos van a la entrada de agudos (baja impedancia a elevadas frecuencias) antes que a la de graves (alta impedancia a elevadas frecuencias).
Al separar los cables, aunque el circuito de amplificación sea el mismo, se evita el conflicto que se produce cuando el amplificador tiene que suministrar simultáneamente, a través del mismo cable, las necesidades antagónicas de corriente (elevada y baja) a dos o más transductores con características tan diferentes y se elimina la consiguiente modulación del tweeter por el woofer que afecta a la calidad del sonido, debido a la diferente reacción electromecánica de los conos de los altavoces.
Así, con el bicableado se elimina la influencia nefasta del diferente comportamiento reactivo de ambos, y siempre sale más barato que la biamplificación, que es una idea todavía mejor.
En la web de
Vandersteen, al igual que en la de
Audioquest, se expone también como las altas corrientes de las frecuencias graves crean un campo medible, que se expande y se colapsa con la señal, alrededor de los cables (
efecto Hall). Y este campo dinámico modula las señales de bajo nivel, especialmente las de las de muy bajo nivel (frecuencias agudas). Si separamos las señales de alta corriente (frecuencias graves) de las de baja corriente (agudos) se elimina esa modulación, siempre que estén separados 2 o 3 cm (para mantener el cable de agudos fuera del campo que rodea el cable de graves).
Todos los cables en un set bicableado (graves y agudos) deben idénticos o tener geometrías análogas. A veces hay tentaciones para utilizar un cable conocido por su buena respuesta en graves para el woofer y otro diferente reconocido por su buena respuesta en agudos para medios/tweeter.
Si los cables tienen geometrías diferentes tendrán también diferentes valores de capacitancia e inductancia. Y, dado que la capacitancia y la inductancia son los parámetros utilizados para crear el filtro de paso bajo y paso alto, el hecho de tener diferentes valores en los dos cables rediseña las características de filtrado del altavoz, precisamente en el punto de cruce, lo cual no suele dar buenos resultados.
La consistencia del sonido podrá verse afectada severamente puesto que el conflicto entre graves/medios y agudos se produce en el rango de frecuencias en que nuestro sistema auditivo es más sensible a las anomalías. El resultado será un imagen sonora difusa, falta de transparencia en medios y agudos bajos y pérdida de detalle y claridad.
Vale la pena experimentar las mejoras sonoras que proporciona el bicableado, e incluso con cables relativamente baratos podremos percibir la mayor claridad y definición, mejoras en la escena sonora, que se vuelve más transparente, profunda y con mejor focalización; también unas frecuencias agudas más prístinas y un grave más ajustado y dinámico.
Una variación del mismo tema consiste en puentear los conectores negros (-) una vez que hemos implementado el bicableado. Es muy sencillo hacerlo y, en ocasiones, los resultados obtenidos son muy interesantes
El efecto del bicableado no es sutil y la mejoría es lo suficientemente importante como para que unos cables de precio moderado suenen mejor que una tirada simple de cable más caro.
Lo mismo podemos decir de altavoces de tres vías con tres pares de conectores. El retirar los puentes de los conectores y montar tres cables que salgan de un solo borne de la amplificación permitirá una mejor amortiguación de la fuerza contraelectromotriz aunque no elimine sus efectos deletéreos por completo y disminuirá la polución de la señal entre los diferentes transductores.
Recuerdo haber leído en la conocida publicación Stereophile a John Watkinson, afirmando que el bicableado con cable de cortacésped de la tienda eléctrica siempre superará el cableado individual con cable audiófilo y a un costo más bajo.
Bueno... creo que habría que matizarlo. Es cierto que con cables de calidad contrastada mejoramos el rendimiento con el bicableado, pero afirmar que cualquier cable va a lograr mejoras respecto a uno bueno sin bicablear me parece, cuando menos, muy aventurado.
En cualquier caso, si no utilizamos el bicableado, es fundamental retirar los puentes de latón que traen puenteando los conectores los altavoces preparados para el bicableado y sustituirlos por unos jumpers de calidad contrastada.
Una forma barata y eficaz de mejorar los puentes de latón de serie es construir uno mismo los jumers con un cable de calidad y asegurarse de establecer una buena conexión, por ejemplo con casquillos dorados grimpados.
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