Hablemos De Los Requisitos De Tamaño Del Cable del Altavoz de Audio para Automóvil

No hace mucho tiempo, nos topamos con una discusión sobre la necesidad de que el cable de altavoz de audio para automóvil de gran calibre se conecte a un amplificador de alta potencia. Los comentarios en la publicación fueron excelentes ejemplos de lo poco que algunos entusiastas del audio entienden sobre las señales que van a los altavoces en su sistema de audio para automóvil. Por lo tanto, para ayudar a la mayor cantidad de personas posible a entender el tema, preparamos este artículo para explicar por qué no necesita cables de 12 AWG para sus tweeters.

Señales de audio: Amplitud y frecuencia

La cantidad de voltaje producida por su amplificador depende de la configuración del volumen y el contenido de frecuencia de la señal de audio. Supongamos que estás escuchando una grabación de una guitarra eléctrica. En ese caso, su amplificador producirá significativamente menos potencia de la que se necesitaría para reproducir las notas más bajas de un sintetizador o bajo, incluso al mismo nivel de volumen percibido.

¿Por qué las frecuencias más altas necesitan menos energía para reproducirse? La mayoría de los sonidos que escuchamos siguen la misma forma aproximada que el ruido rosado. Si analizas la energía en una forma de onda de ruido rosa, verás que su amplitud se atenúa a una velocidad de -3 dB por octava o -10 dB por década a medida que aumenta la frecuencia.

Si tiene un sistema de audio de automóvil típico, puede tener uno o dos subwoofer para reproducir frecuencias de audio inferiores a 80 Hz, controladores de rango medio para manejar los sonidos de 80 a 3500 Hz y tweeters para esas frecuencias superiores a 3500 Hz. El siguiente gráfico muestra la energía alimentada a los subwoofers, controladores de rango medio y tweeters utilizando estos puntos de cruce.

Está claro que los tweeters están recibiendo mucha menos energía que los controladores de rango medio en las puertas. De hecho, es aproximadamente 20 dB menos en el nivel más alto. Si tuviera 100 vatios yendo a los altavoces de la puerta, sus tweeters solo necesitarían 1 vatio de potencia para mantenerse al día. En este ejemplo, la amplitud media de la señal que va a los medios en comparación con los tweeters es de 13,9 dB más alto. Por lo tanto, necesita unos 4,1 vatios para esos tweeters si los medios obtienen 100 vatios. Con casi 5 dB más de salida requerida, los subwoofers necesitarían 316 vatios, suponiendo que tuvieran la misma eficiencia que los altavoces de rango medio.

Potencia en Señales de corriente alterna

Un comentarista en ese hilo escribió, “Sí, pero es CA, no CC”, como para implicar que una señal de CA no entregaría tanta corriente al altavoz. Para ondas sinusoidales puras, esto con donde entra el valor del Cuadrado Medio de la Raíz (RMS). Una onda sinusoidal de CA de, digamos, 10 voltios RMS puede hacer la misma cantidad de trabajo que 10 voltios DC.

La música no es una sola forma de onda sinusoidal constante. Varía en amplitud y frecuencia. Como tal, necesitamos mirar a un nivel promedio. Para que nuestro ejemplo sea simple, usemos 300 vatios, 100 vatios y 4 vatios para calcular la cantidad de energía que se pierde debido a la resistencia del cableado de altavoces. También mantendremos la simplicidad del ejemplo asumiendo que todos los altavoces del sistema tienen una impedancia nominal de 4 ohmios.

Cable de altavoz de audio para automóvil con corriente

Para nuestro ejemplo, nuestros niveles de potencia de 300, 100 y 4 vatios se traducen en 8,66, 5 y 1 amperio de corriente que fluye a través de los altavoces respectivos. Usemos un cable de altavoz de 12 AWG con una longitud de 10 pies para nuestro punto de referencia. Si el cable del altavoz tiene especificaciones AWG completas y está hecho de cobre puro, la longitud de 10 pies tendrá una resistencia total de aproximadamente 36,3 miliohmios. La caída de tensión en el alambre se 0.314, 0.181 y 0,026 voltios que, si mis cálculos están correctos, representa una reducción en la producción de 0.157, 0.091 y 0.018 dB, respectivamente. En resumen, estas diferencias no van a ser audibles en nada más que cuando el volumen se sube hasta el final. Incluso en una muesca hacia abajo, esas reducciones disminuyen significativamente. Con las características dinámicas de la música, es seguro asumir que la potencia media requerida es 1/10 de la máxima.

¿Qué sucede si ejecutamos cables de 14 o 18 AWG en lugar de 12 AWG? La siguiente tabla muestra la reducción en la salida en los casos más extremos con tonos de prueba reproducidos. Para tus tweeters, simplemente no importa. Para los medios, a plena potencia, tal vez haya una pérdida de minutos que pueda afectar el equilibrio del sistema. ¿Debería usar un cable de altavoz de 18 AWG con su subwoofer? Probablemente no.

¿Qué sucede a niveles de escucha normales? Digamos que va al trabajo y la radio está encendida para que pueda escuchar el tráfico y las noticias con la canción extraña mezclada. Con el controlador de rango medio típico con una eficiencia de 86-88 dB a 1W/1M, es probable que tenga un promedio de mucho menos de 1 vatio de potencia para las puertas. Por el bien de la discusión, digamos que lo eres. Para mantener los mismos niveles de salida relativos, el sub obtendría 3 vatios y los tweeters están a 40 milivatios. Nuestras pérdidas en el cable del altavoz bajan a niveles imperceptibles de 0,063 dB en los woofers, 0,036 dB en los medios y 0,003 dB en los tweeters. ¿Sigues preocupado por el tamaño del cable del altavoz?

Veamos más Matemáticas de Subwoofer

A las compañías de audio para automóviles parece gustarles diseñar amplificadores de subwoofer de audio para automóviles que produzcan su máxima potencia en bajas impedancias. Ya hemos analizado los sacrificios en la eficiencia del amplificador y los aumentos en la distorsión a bajas impedancias en otro artículo.

En resumen, para la misma entrega de potencia a los subwoofers, las impedancias de carga más bajas requieren más corriente para fluir a través de la bobina de voz de un altavoz. Más corriente significa que se desperdicia más energía en el cable del altavoz debido a su resistencia. Preparemos otro ejemplo: 750 vatios en cargas de 4, 2 y 1 ohmios con cable de altavoz de 12, 14 y 18 AWG. Aquí están los resultados:

Como puede ver, esta es otra buena razón para evitar amplificadores que requieren bajas impedancias de carga para producir grandes cantidades de energía. De acuerdo, 750 vatios a través de un conductor de 18 AWG que mide 10 pies de largo es un ejemplo bastante extremo, pero puntualiza el punto con bastante claridad.

En realidad, nunca entregarás toda la potencia a todos los altavoces de tu coche, excepto quizás el subwoofer si compites en contenido SPL. En esos casos, donde las décimas o tal vez incluso las centésimas de un decibelio, tener un cable de altavoz y un cable de alimentación del amplificador de gran tamaño es imposible. ¡Diviértase y haga que su instalador ejecute cables de alimentación de ocho AWG a los submarinos! Para el resto de nosotros que escuchamos música a niveles de potencia incluso modestamente razonables, el cable de altavoz de 14 AWG es más que adecuado, y sus tweeters no necesitan nada superior a 18 AWG. Pásate por tu tienda de mejoras móviles especializada local para obtener información sobre las actualizaciones de audio disponibles para tu automóvil o camión. Gaste el dinero que ahorrará en no comprar cables de altavoz monstruosos para sus tweeters y controladores de rango medio en mejores altavoces.