Autor Tema: VARIACIONES EN TORNO A LA FASE  (Leído 73 veces)

Rocoa

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VARIACIONES EN TORNO A LA FASE
« en: 19 de Marzo de 2019, 12:51:57 am »
Son frecuentes las disquisiciones en torno al tema de la fase y la polaridad entre los aficionados. Trataremos de aclarar una serie de conceptos básicos para dilucidar la complejidad del asunto.

Muchos preamplificadores y también DACs disponen de una función marcada como "Phase". Cuando la activamos realmente estamos variando la polaridad y no la fase.
Veamos, cuando aplicamos una señal de 100Hz a un altavoz se moverá hacia adelante 100 veces por segundo y hacia atrás otras 100 veces por segundo.

La polaridad define para que lado hará su primer movimiento, hacia adelante o hacia atrás.
La fase es la representación de desajustes (variaciones) de tiempo (o distancia) en grados a partir de la longitud de onda (o periodo) de cada frecuencia.


Fase y tiempo son dos valores interrelacionados y responsables de la presentación escénica del sonido, ya que el cerebro humano descubre la localización de un sonido por las diferencias de tiempo, no por las diferencias en amplitud (efecto Haas).

Cuando reproducimos un disco escuchamos los armónicos de los instrumentos y las reflexiones. Si no hay coherencia temporal el cerebro no puede detectar esa información correctamente y se nos presenta un sonido distorsionado y confuso de manera que no reconstruye la imagen sonora adecuadamente.
Por tanto si las ondas sonoras no llegan a nosotros en "el tiempo certero", tal y como las ha captado el micrófono, no disfrutaremos de una escena sonora precisa.


El asunto que tratamos es más complejo de lo que pudiera parecer.
Los sistemas de audio pueden cambiar la fase de las ondas sonoras, y lo hacen. Además las reflexiones de la sala las recibimos con distintas fases respecto a la vibración de los altavoces. Por eso no debemos descuidar la localización de los altavoces y el tratamiento de reflexiones.

La mayoría de altavoces están constituidos por múltiples transductores para la reproducción de todo el espectro audible de forma sincrónica para intentar mantener la estructura del sonido original. Pero los filtros utilizados producen retrasos en las longitudes de onda las de frecuencias cercanas al punto de corte.
En los diseños más tradicionales los agudos del tweter llegan ligeramente antes que los medios del woofer. Para compensarlo hay fabricantes que utilizan diseños curvados o ligeramente inclinados y que las distintas vías tengan la misma distancia al punto de escucha ideal.
Otros utilizan altavoces coaxiales en busca de la perfecta alineación temporal.
Y muchos diseños multivía montan alguno de los transductores en contrafase, lo cual dependiendo de la sala en que se sitúen puede ser perjudicial para el resultado sonoro.


Los problemas de fase son mucho más evidentes cuanto más baja es la frecuencia, por eso los subwoofers tienen al menos un conmutador de polaridad para evitar cancelaciones de fase.
Esta es la razón por la que los altavoces de cinta suelen ser más coherentes en la presentación sonora y el cambio de polaridad resulta más patente en ellos.



Rocoa

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POLARIDAD DEL SISTEMA DE AUDIO
« Respuesta #1 en: 19 de Marzo de 2019, 12:55:28 am »
Es importante conocer el estándar utilizado en los equipos que conectamos para no cruzar las señales e invertir la polaridad.

Comencemos repasando la polaridad en los conectores XLR y RCA habituales en nuestros aparatos.

XLR
Son los más utilizados en el mundo del audio profesional. Su apodo cannon, por el que es más conocido en España, se debe a que los primeros que se usaron en este país estaban fabricados por la marca ITT/CANNON, y llevaban "Cannon" grabado en el chasis.
En el caso de los XLR el pin 1 es el de masa, el pin 2 para la señal positiva y el 3 para el negativo.
Podemos refererirnos a dichos pines con diferentes términos:

1.- Masa, tierra, pantalla o malla
2.- Fase,  señal de ida, vivo ó + (hot)
3.- Retorno, señal de vuelta, retorno, - (cold)


Este es el estándar actual aunque en EEUU y UK se han utilizado hasta hace poco las señales de los pines 2 y 3 invertidas, o sea, el pin 2 (-) y el pin 3 hot (+).


RCA
El conector macho tiene un polo en el centro (+), rodeado de un pequeño anillo metálico (-) .



El conector hembra tiene como polo central un agujero cubierto por otro aro de metal, más pequeño que el del macho para que éste encaje y se sujete sin problemas.


Para que no haya inversiones de fase en el sistema de audio hemos de respetar las polaridades.
Si los aparatos que conforman el equipo montan conexiones RCA no suele haber problema dado que el pin central en todas ellas ha de ser el positivo.
Para que se mantenga la señal "en fase" hemos de conectar los altavoces correctamente:

- Rojo en la conexión del amplificador con rojo en el conector de altavoces.
- Negro (o blanco) en la conexión del amplificador con negro (o blanco) en la conexión de altavoces.


Podemos invertir la conexión en ambos altavoces (rojo en el amplificador con negro en cajas y negro en el amplificador con rojo en cajas, o viceversa) y de este modo estamos invirtiendo la polaridad.
Hemos hecho un cambio de polaridad a 180 grados.

Esto no plantea ningún problema y el sistema sonará perfectamente. Con algunas grabaciones nos gustará más en esta posición y con otras preferiremos la contraria.
Es frecuente que aficionados que escuchan habitualmente grabaciones clásicas de la EMI o DG, y no disponen de inversión de fase en ninguno de los aparatos de su cadena, mantengan los altavoces "en contrafase" porque así esos discos les suenan mejor. La razón está en como han sido grabados y editados pero de eso trataremos en otro apartado.

Una manera fácil de saber la fase de nuestros altavoces es conectar una pila a los bornes, haciendo coincidir las polaridades (+ con +) y ver si el driver se desplaza hacia dentro o hacia fuera. Si coinciden las polaridades debería hacerlo hacia fuera aunque en los bafles que montan varios drivers es frecuente que alguno de ellos esté desfasado respecto a los otros.

El problema se plantea cuando poseemos conexiones balanceadas, como es mi caso.
Ya hemos dicho que en las mismas el pin 1 es siempre la masa pero los 2 y 3 pueden ser + y - indistintamente.
Pondré el ejemplo de mi sistema.


La fuente, un Berkeley Alpha DAC posee el pin 2 + pero el preamplificador Jeff Rowland Synergy IIi al que está conectado tiene los pines 2 - , al igual que la etapa de potencia que controla.
Por tanto cuando llegamos a los bornes del amplificador la señal se ha invertido y en el conector señalado con + (rojo) realmente está presente la señal -.
Por la misma razón en el conector - (negro) del ampli está presente la señal + (positivo).
Es por ello que conecto los cables de las Avalon de la siguiente manera:

- El rojo del ampli (+) al negro del altavoz (-)
- El negro del ampli (-) al rojo del altavoz (+)

Creo que así es fácil comprender que de este modo la señal originalmente positiva alcanza el terminal positivo del altavoz y lo mismo para la negativa.


Dado que tanto el DAC como el preamplificador traen inversor de polaridad (0/180 grados) esto mismo podría hacerlo, y  así lo hago, conmutando dicho selector.
Cada vez que lo activo es como si hubiese invertido la conexión de los cables en los bornes de las cajas acústicas.

Hemos de tener cuidado de no invertir la polaridad solo en uno de los transductores porque estaremos provocando una cancelación de fase.

Rocoa

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POLARIDAD ABSOLUTA. LA DIFERENCIA CRÍTICA
« Respuesta #2 en: 19 de Marzo de 2019, 01:00:00 am »
¿Inviertes la polaridad de tu sistema de audio cuando cambias de un CD de la Deutsche Gramophon para otro de Harmonía Mundi o de la Warner Brothers para Chesky?
Si no lo haces es posible que se pierda una parte importante del impacto de la grabación. Las frecuencias bajas pueden no ser tan profundas y tensas como debieran; las sibilancias vocales pueden ser más pronunciadas y las cuerdas podrían ser demasiado “sintéticas” e hirientes. Además es posible que notemos falta de espacialidad y de aire entre los instrumentos, con reducción de transparencia y dimensión.


¿A qué es debido esto? ¿Qué es la polaridad absoluta? ¿Cómo puedo cambiarla? ¿Por qué es tan importante?
Veamos algunas cuestiones:

Un instrumento musical produce ondas muy complejas. La aparición o el comienzo de la onda acústica (el ataque) es crítico para como percibimos la dinámica. Este inicio es seguido por armónicos variantes en el tiempo que nos proporcionan el color, el timbre de la nota (la resonancia - y el decaimiento-).

Imaginemos un gran tambor que es golpeado por una baqueta. Cuando la baqueta incide en el tambor el parche del mismo se expande en la dirección en que la baqueta viaja a través del aire y la otra parte del parche es repentinamente comprimida. Esta repentina compresión del aire es el inicio de la nota grave. La excursión del parche, causada por la fuerza de la baqueta está limitada por la flexibilidad del parche y su soporte.
Tras esto el parche invertirá su dirección e intentará retornar a su posición original. Cuando el parche invierte su dirección esto causa una rarefacción en la cara opuesta a donde la baqueta ha golpeado.

Por tanto la compresión seguida de la rarefacción es, o más bien crea, la onda sonora y así debería captarlo el micrófono en el momento de la grabación. Cuando reproducimos esta frecuencia sonora grave a través de un altavoz en nuestra sala de escucha sería deseable hacerlo de la misma manera que ocurre en la vida real, tal y como debiera hacerlo también el micrófono que lo ha captado. Esto es lo mismo que decir que querríamos que el cono del woofer del altavoz comience desplazándose hacia delante en la habitación, hacia nosotros, y no hacia atrás (hacia el interior del bafle del altavoz). La diferencia en el sonido de la nota que  percibiremos es fundamental.


Dejadme, simplificando y de forma exagerada, intentar demostrar la diferencia de este modo:

Digamos “Agg” en voz alta. Al hacerlo, estamos expulsando aire a través de los labios y se oirá claramente la expresión. A continuación tratemos de decir la misma expresión inspirando aire. Efectivamente, podemos hacerlo pero suena diferente ¿cierto? Es como si se perdiera fuerza e impacto.
Otro experimento podría ser silbar inspirando y espirando aire (“hacia fuera y hacia dentro”).

Por tanto lo ideal será que el altavoz emule los patrones de compresión y rarefacción de los instrumentos o voces grabadas.


La polaridad absoluta se determina en el momento de la grabación. La onda producida por los instrumentos golpea la membrana del micrófono, la cual se desplaza y crea una corriente alterna a medida que vibra hacia delante y atrás (exactamente como el parche del tambor mencionado anteriormente). Ahí es donde radica el secreto de la polaridad absoluta.
Si se utilizan varios micrófonos en la grabación, sería deseable que todos ellos estén enchufados de la misma manera, o sea, que la fase y el neutro sean uniformes en todos ellos y así todas las membranas de los micros tendrán la misma dirección de movimiento

Desafortunadamente no siempre se ha prestado mucha atención a la polaridad de los micrófonos.
No obstante, la moderna tecnología digital demanda el tener en cuenta la polaridad absoluta para obtener un realismo óptimo en el proceso de grabación-reproducción.
De hecho numerosos sellos discográficos prestan especial atención a este fenómeno, no sólo los pequeños sellos audiófilos sino también las grandes compañías.


La polaridad absoluta, tantas veces llamada incorrectamente “fase”, puede ser normal o invertida. Algunas veces también se describe como a 0 grados o a 180 grados. Estos son valores absolutos y podemos estar escuchando en polaridad absoluta correcta o invertida (el término fase se refiere a un fenómeno completamente diferente y puede asumir cualquier valor hasta los 360 grados a cualquier frecuencia).

O sea que, si tu electrónica posee un conmutador de “fase”, se trata de un mal llamado conmutador de polaridad absoluta. Y si no dispone de tal conmutador podemos realizar la misma operación pero de una forma mucho más trabajosa. Para ello deberemos invertir la orientación de los cables de altavoz en las conexiones de los mismos (de ambos transductores ) o bien en los terminales de la etapa de potencia (en ambos cables).

En un sistema con un nivel de resolución alto es obvio que el prestar atención al problema de la polaridad absoluta redundará en unas mejores prestaciones. No obstante, muchos audiófilos se muestran insensibles a tal cuestión e incluso la desconocen. Sin embargo si percibimos que una grabación suena algo así como anémica, con una pobre definición del grave, sin profundidad, el agudo enfatizado y “arisco”, poco aire y sensación de espacio entre instrumentos e insuficiente dimensión de la escena sonora, entonces es recomendable que invirtamos la polaridad del sistema para ver si mejora la escucha.
¡Quizás nos llevemos una sorpresa! Lo he vivido con muchos aficionados que, teniendo esta función en el preamplificador o en el DAC, no conocían su utilidad.

Una vez que nos hayamos familiarizado con la escucha en la polaridad absoluta correcta o invertida, es relativamente fácil comparar y determinar cual es la correcta para las distintas grabaciones. También el nivel de refinamiento de la cadena musical juega un papel importante en la relativa importancia de la correcta polaridad.
Algunas personas refieren que les trae sin cuidado mientras que otras son incapaces de permanecer escuchando música en un sistema, incluso con no mucha resolución, en la polaridad incorrecta. Tengo que decir que las diferencias más significativas las he encontrado en buenas tomas en directo, sobre todo de música clásica y jazz.
De todos modos conviene experimentarlo uno mismo y quizás nos percatemos de que esas grabaciones de la DG, EMI y Mercury no son tan brillantes como habíamos pensado hasta ahora.


He chequeado la polaridad absoluta de muchos de los CDs de mi colección marcando en la carátula + o – (también podríamos poner “normal” o “invertida” o bien  0 grados/180 grados ). Cada uno de los discos requiere una pequeña atención para determinar cual es la polaridad correcta, y obviamente en algunas grabaciones las diferencias son mucho más patentes que en otras.

Muchas grandes compañías como DG, RCA, Mercury, EMI y DECCA son uniformes en este sentido mientras que otras como Sony, Philips, etc. lo son menos. Muchos de los sellos audiófilos son fiables en su polaridad grabación tras grabación.
Por desgracia muchas grabaciones tienen la polaridad mezclada debido a la falta de atención en este aspecto durante la grabación y edición, pudiendo también cambiar no solo entre temas, sino entre los diferentes instrumentos que interpretan un tema.
Y para colmo puede ser cambiada, y restaurada, en distintos lugares del sistema de audio.............lo cual nos lleva a cuestionar la relativa importancia de lo que estamos tratando.

Hay visiones muy "drásticas" acerca del tema, generador de controversia como tantos otros.

http://www.polaritygeorge.com/

De todos modos no hay mejor juez que nuestro propio oído por lo que la decisión es fácil si tenemos la posibilidad de cambiar la polaridad absoluta de nuestro sistema presionando un botón.
Para los que nunca hayan tenido esto en cuenta recomiendo reproducir una grabación con buena toma sonora hecha en una iglesia. Debería notarse claramente el cambio de polaridad.

Rocoa

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POLARIDAD ELÉCTRICA
« Respuesta #3 en: 19 de Marzo de 2019, 01:20:29 am »
Encontrar la polaridad eléctrica idónea de todos y cada uno de los componentes de nuestro equipo de audio es de suma importancia.

La corriente alterna que recibimos en nuestros domicilios es polarizada. Así vamos a encontrar una fase, un neutro y la toma de tierra -en teoría esto es el planeta Tierra en que vivimos-). Esta última debería estar presente aunque desgraciadamente no siempre es así, por no hablar de la multitud de casos en que no tiene la calidad apropiada.


Neutro y fase están conectadas a la fuente de alimentación del aparato y la tierra está conectada al chasis del mismo de manera que si la corriente alterna se deriva al chasis debido a un fallo eléctrico (cortocircuito) la protección saltará y evitaremos "tostarnos".
Y alguna pérdida de corriente es común ya que, como hemos dicho, fase y neutro están conectadas al transformador del aparato lo cual normalmente produce una corriente de deriva en el chasis. Esa corriente residual debiera eliminarse a tierra a través de la toma de tierra que está conectada al chasis aunque no siempre es así y a veces se forman bucles de masa que inducen ruido.


En cualquier caso cuanta más corriente residual tengamos circulando por los cables de interconexión más posibilidad hay de interacciones y degradación de la compleja señal musical que transportan.
No olvidemos que esa corriente drena a través de los mismos. En el caso de los XLR por el cable del pin 1 y en el caso de los RCA por el conductor conectado al anillo externo (-) y/o por la malla de apantallamiento.

Normalmente una determinada orientación de las patillas del schuko en la toma de corriente supone una pérdida menor y buscar cual es la apropiada resulta relativamente fácil.
En gran parte de los casos el sonido mejora cuando conectamos los aparatos correctamente. Incluso los sistemas más modestos pueden beneficiarse de ello.
Y aunque hay personas que tienen más sensibilidad que otras para esto, en muchos casos se tiene una preferencia nítida por una de las dos posiciones.


La fortaleza del campo electromagnético generado puede ser minimizada conectando los aparatos en la polaridad correcta ya que puede llegar a ser 1000 veces más potente si la fase eléctrica no es la correcta. Por tanto,¡Polarícese!

Debe realizarse con cada uno de los componentes del equipo de audio y marcar la posición apropiada utilizando un buscapolos para ello. Por poner un ejemplo digamos que en el caso de un lector de CDs, hay una posición en la que la música parece más viva y con una proyección más frontal pero, a la vez, es como más agreste tanto en las cuerdas  como en las voces, principalmente en las femeninas; cambiando la fase al invertir el schuko en la base de enchufe, el sonido se muestra más calmado y suave, con mayor especialidad y más retrasado.


Por convención se ha adoptado como correcta la polaridad en la cual el IEC posee la fase en el orificio de la derecha, tal y como se muestra en las siguientes imágenes:



Normalmente los fabricantes respetan esta norma y con un simple destornillador buscapolos podemos detectarla en el IEC, una vez que hemos enchufado el schuko en la regleta, y enchufar nuestros aparatos de forma correcta.
Pero no vivimos en un mundo ideal y esto no siempre es así. He detectado diferentes polaridades en el mismo modelo de un mismo fabricante y una cantidad de aparatos no desdeñable funcionan mejor "a contrafase".
También los hay que la corriente de deriva no varía en función de la orientación del schuko en la toma de corriente.
Por tanto, deberíamos testarla en todos los aparatos del sistema. Es una operación sencilla y, una vez hecho, se marca y nos olvidamos del asunto. No obstante, es aconsejable contrastar las mediciones con la escucha pues, al fin y al cabo, nada es absoluto y es el oído el que dictamina lo que más nos gusta.

Hay diferentes maneras de acometer la tarea de búsqueda de la polaridad eléctrica correcta de nuestros aparatos.

Una de las maneras de hacerlo consiste en la utilización de un polímetro con el que mediremos los milivoltios generados en el chasis del aparato que estemos testando.

1- Para ello primero desconectaremos todos los cables del componente para que esa corriente de deriva no "escape" por la masa de los cables de interconexión a tierra.
2- Llevaremos el negativo del tester a tierra (puede servir una patilla de tierra de la regleta o el chasis del rack si éste es metálico) y el positivo a un tornillo del chasis del aparato en cuestión, con el mismo enchufado a la red, sin toma de tierra en el schuko (con el interruptor de encendido en "on").
Para inactivar la tierra en el schuko podemos utilizar un adaptador con sólo dos patillas o bien, si no disponemos del mismo, tapando con cinta aislante las patillas de tierra del schuko.
3- Medimos la corriente.
4- Invertimos la orientación del schuko del power cord en la regleta y repetimos la operación.

Aquella posición del schuko en la regleta en la que midamos el menor voltaje es la posición correcta usualmente.

Otra forma de hacerlo, aunque puede resultar más complicada en ciertos casos, consiste en la utilización de un detector de campos magnéticos como el ELFIX.
 
https://www.russandrews.com/eu/search/?name=elfix


El procedimiento de actuación sería igual que con el tester, pero en este caso testamos la posición del schuko en que el campo electromagnético generado es más débil, y esa sería la posición correcta.

También con el Van den Hul POLARITY CHECKER.

https://www.vandenhul.com/product/the-polarity-checker/

Una forma mucho más cómoda y rápida de hacerlo es mediante un aparato específicamente diseñado para ello. Se trata de un "fasímetro".
Al enchufar el schuko del aparato en cuestión en el mismo se enciende una luz en el lado de la patilla del schuko que indica la fase eléctrica correcta. En la foto se muestra el de Oelhbach.


Unas recomendaciones a la hora de utilizar el fasímetro.

Lo primero que debemos mirar es si el aparato a testar dispone de toma de tierra en el IEC que monta.
Si el IEC hembra del aparato sólo tiene dos patillas debemos conectar el cablecito que trae el fasímetro a un RCA del aparato mediante el conector RCA del cable o a un tornillo del chasis con la pinza de cocodrilo.
Si el IEC del aparato a testar tiene tres patillas no hay que hacer nada de eso.

El aparato a testar ha de estar con el conector de encendido-apagado en posición "ON".

Enchufamos el cable de red en cuestión en el fasímetro y pulsamos el botón.
Se encendará un luz en el lado de la patilla del schuko que indica la fase.

A continuación invertimos la posición del schuko en el fasímetro y volvemos a pulsar el botón. Pueden pasar dos cosas:

1.- Que se encienda la luz en el lado contrario.
En ese caso está claro que la polaridad está en la patilla del schuko del lado en que se enciende la luz.

2.-Que se encienda la luz en el mismo lado que se encendía antes de invertir la posición del schuko.
En este caso el aparato es "inmune" a la fase y podemos enchufarlo como nos plazca o coincida.

Saludos y felices audiciones.