¿Cuáles son las diferencias entre los cables balanceados, los no balanceados y los cables de altavoz?


Antes de empezar, debemos saber que cualquier cable puede añadir ruido y comprometer la calidad general del sonido de cualquier sistema de audio, por lo que es crucial utilizar el cable correcto en cada aplicación.

El blindaje

Un elemento importante de un cable de audio es lo que llamamos “blindaje” o “malla”. Este conductor exterior rodea al resto de conductores para protegerlos de las interferencias electrostáticas. Cuando se implementa adecuadamente, el blindaje exterior, que puede estar hecho de alambre trenzado o ser una lámina de metal o de plástico conductor, es una especie de extensión del chasis del equipo y funciona normalmente como toma de tierra (es decir, un punto de referencia cero para sus voltajes internos). Por ello, el blindaje del cable contiene el conductor o conductores de la señal en dicho voltaje cero de referencia. Un blindaje de buena calidad tiene una buena cobertura en torno a los conductores internos y una resistencia extremadamente baja para mantener la referencia de voltaje cero en toda su longitud.

Sin embargo, esta sencilla solución de blindaje no es perfecta, ya que será inefectiva frente a los campos electromagnéticos a no ser que el conductor del blindaje sea un metal magnéticamente permeable, como el acero o el níquel. Por esta razón se desarrolló la tecnología de cables balanceados.

Cables no balanceados

Un cable no balanceado tiene dos conductores (conductor de señal y blindaje o conexión a tierra) dentro de un cable que se conecta a un único conector. Un cable de guitarra TS (o “punta-malla”) convencional es un cable no balanceado. Los cables RCA estándar que se usan en componentes de AV utilizan dos cables no balanceados juntos (conectores phono/RCA blanco y rojo).

Dentro del cable, la conexión a tierra rodea al conductor de la señal, que está en el centro. El blindaje o tierra tiene dos funciones: llevar parte de la señal de audio (ruta de retorno de la señal) y proteger al conductor de la señal para evitar interferencias externas, como campos electrostáticos, ruido o transmisiones de radiofrecuencia (RF). Cuando las interferencias inducen voltajes de ruido en el blindaje conductor, que también lleva la señal, el ruido también se añade al voltaje de la señal.

Aunque la malla del cable sea muy buena y no muy susceptible a inducir voltaje de ruido, ofrece muy poca protección frente al zumbido electromagnético. Esto es debido a que el cable en sí actúa como un transformador de una vuelta, conectando la energía de otros conductores y transformadores cercanos.

Por este motivo, los cables no balanceados no deben ser de más de 4-6 metros (15-20 pies), especialmente cuando se utilizan en entornos con ruido y con señales que suelen tener un nivel bajo, como las de teclados, guitarras, reproductores de MP3, etc.

Imagen 1. Principio de conexión del cable no balanceado
Imagen 1. Principio de conexión del cable no balanceado
Imagen 2 Construcción de cable no balanceado y conexión a XLR y jack (TRS “punta-anillo-malla” o TS “punta-malla”).
Imagen 2 Construcción de cable no balanceado y conexión a XLR y jack (TRS “punta-anillo-malla” o TS “punta-malla”).

Cables balanceados

Una conexión balanceada resuelve este problema llevando la señal independientemente del blindaje o conexión a tierra. Un cable balanceado está compuesto por dos conductores que envían la señal y que están rodeados por el blindaje. La conexión balanceada alimenta una entrada diferencial, lo que significa que el circuito solo funciona con la diferencia de voltaje que hay entre las dos señales. Cualquier voltaje que sea igual en ambos conductores se anula y el circuito lo ignora.

Normalmente, las señales en los dos conductores son copias exactas opuestas pero, al contrario de lo que se cree, no tiene por qué ser así. Algunas salidas balanceadas envían la señal solo por un lado y el otro acaba en tierra, que tiene la misma impedancia del lado que envía la señal. Esto es algo que se suele utilizar, sobre todo, en equipamiento alimentado con baterías.

Lo que la convierte en una conexión balanceada no es la simetría de la señal, sino que ambos conductores tienen impedancias exactamente iguales a la tierra. La idea es que cualquier ruido que entre en uno de los lados termine llegando al otro, cancelándose luego en la entrada diferencial. En cables balanceados bien fabricados, los dos conductores de la señal están trenzados uniformemente para asegurar que su exposición a los campos de ruido electrostáticos o electromagnéticos sea la misma y por tanto se anule.

Para los cables de larga distancia que nos encontramos normalmente en aplicaciones de música en vivo, se desarrolló otro cable conocido como Star Quad que mejora aún más su resistencia a las interferencias. Este cable apantallado tiene cuatro conductores internos individuales cableados en dos pares paralelos. Los conductores están colocados de manera alterna y trenzados juntos para mejorar el efecto de ambas ramas de la señal que ocupan el mismo espacio. Los cables Star Quad son mucho más efectivos que los cables balanceados convencionales para las señales de nivel de micrófono.

En general, los cables balanceados pueden tener una gran longitud de 15-30 metros (50-100 pies). Los conectores balanceados estándar diseñados para utilizarse con señales balanceadas son XLR y TRS (o “punta-anillo-malla”).

Imagen 3. Principio de conexión del cable balanceado. El receptor cuenta con un circuito de entrada diferencial.
Imagen 3. Principio de conexión del cable balanceado. El receptor cuenta con un circuito de entrada diferencial.
Imagen 4. Construcción de un cable balanceado y conexión a XLR y jack (TRS “punta-anillo-malla”).
Imagen 4. Construcción de un cable balanceado y conexión a XLR y jack (TRS “punta-anillo-malla”).

Cables de altavoz

Un cable de altavoz proporciona la conexión eléctrica entre los altavoces y los amplificadores de sonido. Un cable de altavoz moderno consiste normalmente en dos conductores eléctricos de cobre aislados. Uno está marcado, con su aislamiento o con hebras chapadas, para mantener la polaridad correcta de la señal de audio. El cable tiene tres propiedades eléctricas importantes: resistencia, capacitancia e inductancia. La resistencia es la más importante con diferencia, ya que debe ser muy baja para optimizar la transferencia de la potencia de sonido del amplificador a la bobina de voz del altavoz.

Si la resistencia del cable supera una pequeña fracción de un ohmio, comprometerá el factor de amortiguamiento del amplificador. Además, debido a que la impedancia del altavoz varía con la frecuencia, la resistencia del cable puede afectar a la respuesta de frecuencia. Esto se debe a que la resistencia del cable está en serie con la impedancia del altavoz, formando un divisor de voltaje que varía la transferencia de la señal al altavoz con la frecuencia.

La resistencia del cable del altavoz es proporcional a su longitud, e inversamente proporcional a la sección transversal (calibre) de sus conductores. Por este motivo, es recomendable que los cables de los altavoces tengan la menor longitud posible y, en caso de que deban ser largos, utilizar cables de mayor calibre para mantener una resistencia reducida. Una regla general de los ingenieros de sonido en vivo es garantizar que la resistencia de ida y vuelta del cable del altavoz sea menor de 1/20 respecto a la impedancia del cable.

Imagen 5. Construcción del cable del altavoz.
Imagen 5. Construcción del cable del altavoz.

Conclusión

Los cables de audio tienen solo una finalidad: transmitir la señal de un extremo a otro sin pérdidas. Dicho esto, es extremadamente importante elegir el tipo de cable correcto para cada aplicación, teniendo en cuenta la longitud del cable necesario, su impedancia eléctrica general y el tipo de dispositivos y fuentes de sonido a los que se conectará.

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