Una señal puede ser descripta de muchas
maneras, una de ellas es su valor en amplitud. Dado que en las señales de audio
la amplitud varía en el tiempo, se utilizan dos conceptos para poder
describirlas mejor. Uno de ellos es el valor RMS (Root Mean Square) o valor
eficaz, y se define como el valor de señal continua (igual amplitud en el
tiempo) que al circular por una resistencia disipa la misma cantidad de
potencia que una señal variable en el tiempo. Por otro lado el valor pico de la
señal es el valor de amplitud máximo que esta alcanza.
De esta manera para una señal continua, su
valor RMS es igual a su valor pico, mientras que en una onda senoidal (tono
puro) si su valor pico es de 1, su valor eficaz es de 0,707.
Cuando se habla de una señal compleja sus
valores pico y RMS van a variar dependiendo de la porción de tiempo que se
analice. Si se observa el dibujo de una señal en un editor de audio, en
definitiva el valor eficaz puede ser pensado como el área bajo la curva.
Se deriva de estos dos descriptores el
factor de cresta, y se define como la diferencia entre el valor pico y el valor
RMS de la señal. Es de suma importancia porque es el parámetro que determina
cuanta potencia hay realmente en juego.
Como se vio en post anteriores uno de los principales problemas en los altoparlantes es el calor generado
en la bobina, y está directamente ligado al valor RMS. A mismo nivel, una señal
con un factor de cresta bajo va a generar más potencia (y calor) a un
altoparlante, que una con un valor de factor de cresta alto. En definitiva el
factor de cresta nos va a determinar la potencia de amplificación necesaria
para lograr un nivel deseado con un altoparlante.
En general para sistemas musicales el
factor de cresta tiene un rango de 6 a 20dB, esto quiere decir que para
mantener una señal inalterada (sin compresión o clipping) se necesitan de 4 a
100 veces de potencia por sobre el valor eficaz. En caso de usar un
amplificador más chico, el clipping va a recortar la señal, y además de
producir distorsión, eleva el valor RMS, lo cual es peligroso para los
componentes. Una solución es la de usar limitadores RMS y pico.
Si por ejemplo se posee un parlante con una
sensibilidad de 94 dBSPL/W/m (con 1 Watt de potencia desarrolla 94dBSPL a 1
metro de distancia), y se necesita 112 dBSPL a 1 metro, se van a tener que
aplicar aproximadamente 64 watts. Pero la señal que se va a reproducir posee un
factor de cresta de 12dB, esto significa que para reproducir su valor pico es
necesario 16 veces la potencia del valor RMS, en este caso 1024 watts.
El problema se torna un poco más
complicado, dado que los amplificadores son capaces de entregar mayor potencia
cuanto más corto sea la duración (ver Criterio de Diseño), es decir en pasajes muy cortos de tiempo (picos). Si una especificación
de potencia se realiza con una señal senoidal tiene 3dB hasta su valor pico, es
decir el doble de potencia.
Los altoparlantes en general son capaces de
soportar mucha más potencia de pico que RMS, para las pruebas de potencia son
comunes señales con factor de cresta de 6 o 12 dB.
Eduardo Sacerdoti
Investigación & Desarrollo
Equaphon
