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Condensadores: Señales de audio

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Recordemos que un condensador es un componente electrónico pasivo que almacena carga eléctrica, y que ante una corriente continua presenta una resistencia infinita...

Texto: Redacción

En el número anterior vimos, después de dos capítulos dedicados a las fuentes de alimentación, cómo se aprovechan las características de los condensadores en esa parte de los aparatos, usándolos como filtro (para obtener una corriente continua más pura) y también como almacén de energía (para que la fuente pueda hacer frente a exigencias transitorias de corriente).

Recordemos que un condensador es un componente electrónico pasivo que almacena carga eléctrica, y que ante una corriente continua presenta una resistencia infinita; es decir, la corriente continua nunca fluirá a través de un condensador más que un breve instante para cargarlo.

BLOQUEO DE CC

Esta característica ya nos da un primer uso para los condensadores como elemento de bloqueo de corriente continua cuando ésta puede acompañar a una señal de audio (que eléctricamente viene a ser una corriente alterna): ése es precisamente el uso que hacen casi todos los preamplificadores o fuentes con válvulas en su salida, pues a la salida del circuito hay una cantidad muy notable de corriente continua que si pasara al siguiente circuito (una etapa de potencia) podría dañarla. Son los condensadores “de acoplo”, ubicados en la zona de salida de estos aparatos, y suelen ser de un tamaño notable, pues a mayor capacidad menos influencia tienen en la respuesta en frecuencia en graves (enseguida veremos por qué).

Algunas etapas de potencia y algunos previos, por el mismo motivo y por precaución, tienen también condensadores en línea con la señal entrante para eliminar cualquier residuo de corriente continua que pudiera estar presente. Es más, en aparatos de fabricantes industriales (no artesanales) es habitual encontrar condensadores de acoplo entre las diversas partes internas del aparato para evitar que si alguna sufre un problema y transmite corriente continua ésta afecte al siguiente eslabón.

Como es fácil imaginar, cada vez que la señal de audio pasa por un condensador, sobre todo si (como en el último caso citado) no es de calidad óptima, puede degradarse. De ahí el interés en aparatos minimalistas y la razón de que algunas marcas lleguen a usar esta cuestión tan técnica en la publicidad de sus componentes: “sin condensadores en el camino de la señal”, o también “con sólo un condensador de alta calidad en el paso de la señal de audio”.

Para este uso el peor condensador posible es un electrolítico, pero como precisamente este tipo de condensador tiene gran capacidad en un compacto tamaño (y bajo precio), es el más comúnmente usado en aparatos mass market o de precio económico.

Para evitar este uso de condensadores es posible diseñar el circuito de forma que sea intrínsecamente imposible que emita corriente continua; o también se pueden sustituir los condensadores de salida por un circuito que detecta cualquier pequeña cantidad de corriente continua y la cancela: son los llamados circuitos DC servo.

FILTROS PASIVOS

Vimos cómo los condensadores podían filtrar la corriente de una fuente de alimentación para que fuera lo más pura posible. Aquí vamos a ver otro uso en otro tipo de filtros: la eliminación de cierto rango de frecuencias. Ya hemos visto qué útiles son para filtrar la corriente continua, que no es otra cosa que una señal de audio a 0Hz.

Un buen ejemplo es el filtro de un altavoz de dos vías, en el que queremos que de la señal entera procedente del amplificador sólo vayan los graves al altavoz grande, optimizado para ellos, y los agudos al tweeter, en su caso optimizado para las altas frecuencias. Si un tweeter recibe graves, será incapaz de reproducirlos correctamente y provocará distorsión, y lo mismo ocurre en un altavoz de graves al que enviemos agudos. El filtro divisor se ocupa precisamente de eso, de repartir las frecuencias entre ambos componentes. Y el filtro más sencillo posible es precisamente un condensador: puesto en serie con la señal del altavoz de agudos, eliminará los graves. A partir de qué frecuencia se calcula con una fórmula que no viene al caso y que depende de la resistencia del circuito, pero quédese con la idea que a menor capacidad del condensador, mayor será la frecuencia, y viceversa; es decir, a mayor capacidad del condensador, menor será la frecuencia de corte (corte que en este caso no es brusco sino todo lo contrario, pues éste es un filtro de primer orden, sólo 6dB de atenuación por octava).

Esto explica el uso de condensadores de gran capacidad para filtrar CC en la señal de audio: si usáramos uno menor, la frecuencia de corte podría entrar en lo audible y dejar al aparato con una respuesta en graves recortada. Un ejemplo: un condensador de 10 microfaradios a la salida de un previo provocará un filtro con la etapa siguiente situado en 5Hz, es decir, inaudible; pero si ese condensador fuera de mil veces menos capacidad, el corte estaría en 40 Hz y ahí sí que apreciaríamos enseguida que faltan graves.

Para filtrar los agudos también se puede usar un condensador en este caso montado en paralelo al componente que queremos filtrar. De nuevo, en función de la capacidad cambiará la frecuencia de corte.

Casi ninguna caja usa filtros tan sencillos, pues los fabricantes aprovechan mejor las cualidades de los altavoces montados buscando filtros más agresivos o complejos. Pero siempre son combinaciones de condensadores, resistencias y bobinas y el principio de funcionamiento es exactamente el mismo, puesto que todos estos componentes son pasivos, de ahí el nombre de este tipo de filtros.

CONDENSADORES PARA AUDIO

El mes pasado vimos que un tipo muy común de condensador es el electrolítico, usado ampliamente en fuentes de alimentación por su gran capacidad (y por tanto posibilidad de buen filtrado) y abundante acumulación de energía. Sin embargo, cuando una señal de audio atraviesa un condensador de este tipo es fácil medir distorsiones y apreciar que la calidad sonora se degrada. Desde el punto de vista de la calidad, para permitir el paso de señales de audio con una mínima degradación, estos son (en orden de calidad) los tipos de condensadores que existen en función del aislante utilizado en su interior: Teflón (PTFE), Poliestireno, Polipropileno metalizado, Polipropileno, Poli-carbonato metalizado, Poli-carbonato, Polietileno metalizado, Polietileno, Mica. Los primeros (Teflón) son muy caros y suelen tener un tamaño demasiado grande para ser de uso práctico, y por ambos motivos sólo se ven en aparatos de muy alta gama. También los hay con papel impregnado en aceite, que estarían entre los mejores, pero de nuevo el precio y tamaño los hace poco prácticos. De ahí que los más frecuentes en aparatos de calidad de gamas media y alta sean los de Poliestireno, Polipropileno y Poliéster metalizado (estos últimos también conocidos por sus siglas MKP y MKT respectivamente).

Existen también algunos tipos de electrolíticos que, por construcción y materiales empleados, mejoran notablemente las propiedades de los ordinarios. Destacan los Black Gate, los Nichicon Muse y los Elna Silmic.

SUMAS Y SINERGIAS

En el capítulo anterior vimos que combinando condensadores conseguimos otro condensador cuya capacidad será la suma de todos (si están en paralelo). En algunas aplicaciones de audio no importa tanto el valor final como las propiedades. Por eso se usan a veces varios tipos de condensadores en paralelo, buscando que cada uno aporte lo mejor de sí. Un ejemplo muy habitual es usar como condensador de desacoplo en la salida de un previo uno de polipropileno de bastante capacidad (aseguramos así un buen grave) con uno de teflón de mucha menor capacidad, pero que ayudará en las frecuencias medias y altas.