Todos los amantes del buen sonido saben que la música bien reproducida pasa por combinar precisión tonal con gama dinámica, estando esta última íntimamente vinculada con el “músculo” de su equipo, es decir, el amplificador o la etapa de potencia, sin que ello no implique que su relevancia en el resto de componentes sea también crucial. Las marcas que hacen bien las cosas prestan mucha atención a la fuente de alimentación de sus productos, porque saben que en caso contrario el sonido se “atasca”, generando distorsión… esto, evidentemente, dando por supuesto que queremos escuchar nuestra música favorita a tamaño natural, con la intensidad asimilable a su interpretación en directo.
Entre dichas marcas, brilla con luz propia la japonesa Rotel por un motivo tan especial como simple: aplicar la misma filosofía al subsistema mencionado tanto si va a formar parte de un amplificador integrado al alcance de todos los bolsillos (A11 Tribute), como de una etapa de potencia sin compromiso (Michi S5).
¿Cuál es el cometido de la fuente de alimentación en un componente de audio?
En esencia, lo que tenemos es una circuitería que realiza una serie de funciones cuya correcta ejecución influye en la calidad del sonido que finalmente obtendremos. Son, en esencia, las siguientes:
1-Convertir la señal procedente de la red eléctrica (corriente alterna) en otra de menor voltaje que pueda ser utilizada por circuitos individuales. La mayoría de bloques de alimentación incluyen un transformador, concretamente uno de tipo reductor, para convertir la señal de 110 ó 220 voltios en otra más manejable de 30 ó 50 voltios.
2-Transformar tensiones eléctricas alternas en contínuas enviando la señal de salida de los devanados del mencionado transformador a unos dispositivos denominados rectificadores.
3-Estabilizar señales de corriente contínua haciéndolas pasar a través de reguladores de tensión.
4-Finalmente, almacenar energía de corriente continua en condensadores hasta que la misma sea requerida por los distintos circuitos del sistema.
Aunque lo que acabamos de decir parezca comparativamente simple, el problema es que las buenas fuentes de alimentación son también caras. Esto es especialmente cierto para las etapas de potencia, donde por lo general el transformador es la pieza individual más cara del conjunto. Otro factor que complica las cosas es que, mientras que todo el mundo habla sobre sistemas de alimentación, apenas unos pocos comprenden realmente lo que hacen. Evidentemente, el usuario final no será capaz de identificar al instante dicho sistema como responsable de que un componente de audio posea un sonido rico y robusto y otro suene anémico y estridente, pero como mínimo podrá oír la diferencia. Cierto es que el protagonista del presente Blog no es el único factor crítico en términos de sonido a la hora de diseñar un nuevo aparato pero, sí muy importante.
Transformadores: sin ellos no hay dinámica
En su forma más simple, una fuente de alimentación consiste en dos bobinas de cable aislado situadas muy cerca entre sí que envuelven un núcleo magnético. Una de las bobinas (el primario) se conecta directamente a una tensión procedente de la red eléctrica (220/240 voltios en Europa y 120 voltios en Estados Unidos). A medida que la corriente debida a esta tensión fluye a través del primario, induce una tensión en la segunda bobina (llamada, con toda la lógica del mundo, secundario). Aunque la tensión inducida en la bobina secundaria tenga el mismo valor que la tensión directa del primario, a menudo es menor; de ahí el nombre de transformador “reductor” a que antes hacíamos referencia. Los diseñadores eligen las tensiones presentes en el secundario variando el número de devanados de las dos bobinas.
Asimismo, es importante saber que el citado componente de circuito puede tener más de un secundario, algo bastante común en los componentes de audio, ya sean estereofónicos como multicanal, donde dos o más secundarios son capaces de suministrar tensiones distintas a diversos bloques circuitales. Además, la ausencia de contacto directo entre los devanados del primario y los del secundario significa que un transformador proporciona un cierto grado de aislamiento (esta es una de las ventajas de las tensiones “inducidas”). Un aislamiento que aporta dos ventajas principales: en primer lugar, reducir el nivel de las señales de Radiofrecuencia (RF) y Electromagnéticas (EM) que habitualmente contaminan la señal alterna extraída de la red eléctrica; en segundo lugar, la presencia de múltiples secundarios reduce las interacciones indeseadas entre etapas circuitales, como por ejemplo entre las secciones analógica y digital de un lector digital, por ejemplo, o un amplificador.
A efectos prácticos, dos son los transformadores más populares en audio: los de tipo “EI” y los toroidales. Ambos son razonablemente eficientes, aunque los toroidales tienden, como consecuencia de su forma, a “focalizar” con mayor intensidad los campos magnéticos y generan menos radiación espúrea que sus homólogos EI. Esto quiere decir que, por ejemplo, una etapa de potencia será ligeramente más silenciosa si incluye un diseño toroidal.
Rectificadores, reguladores y condensadores: el complemento necesario
Los rectificadores convierten corriente alterna en pulsos de corriente continua. En consecuencia, si ponemos una tensión alterna en una de las caras de un rectificador obtendremos una serie de pulsos de corriente continua en la otra. Cada vez que los ingenieros hablan sobre rectificadores, usan términos como “caída de tensión continua”, “corriente de pico máxima”, etc., unas palabras que significan sencillamente que los rectificadores deben ser capaces de funcionar con las tensiones suministradas por las bobinas secundarias de un transformador. Afortunadamente, hacerse con el rectificador adecuado no es nada difícil: basta con asegurarse de que disponga de capacidad suficiente para manejar la salida de dichas bobinas. Por su parte, los reguladores de tensión se limitan a gestionar las tensiones continuas internas dentro de un margen especificado.
El subsistema de alimentación se completa con los condensadores, unos dispositivos destinados al almacenamiento de energía compuestos por una placa conductiva enrollada que, a su vez, está dispuesta en estructura “sandwich” con un material aislante llamado dieléctrico. Dichos componentes convierten los pulsos de corriente continua generados por los rectificadores en una señal de corriente continua estática. Con el fin de entender mejor lo que acabamos de decir, imaginemos un condensador como un cubo con un grifo en su parte inferior durante una tormenta. El cubo recoge las gotas de agua (los pulsos de corriente continua), pero el grifo entrega una corriente estacionaria de agua (la señal estática de corriente continua). ¡Es así de simple, al menos en concepto! Sin embargo, en la realidad las cosas son más complejas, ya que los condensadores poseen un gran número de características que influyen en los circuitos, algo que en buena parte se debe al hecho de que los hay de muchos tipos.
Volviendo a nuestro símil, consideremos, por ejemplo, un cubo con una parte superior muy ancha y un grifo muy pequeño o uno con una parte superior muy estrecha y un grifo muy generoso. En términos electrónicos, todos los condensadores poseen una cierta capacidad para almacenar energía que suele medirse en microfaradios (uF) referidos a una tensión específica (expresada en voltios). Asimismo, exhiben otras características: inductancia, resistencia y absorción dieléctrica por un lado y el factor de disipación (DF), el factor de calidad (QF) y la resistencia serie equivalente (ESR) por otro, afectando todos ellos a las prestaciones. Por ejemplo, los condensadores de láminas finas diseñados por Rotel realzan la “rapidez” y la pureza de la fuente de alimentación al comportarse como varios de menor capacidad y un ESR mucho más bajo, siendo el resultado una reproducción musical abierta y descongestionada.
Fuentes de alimentación y Rotel: invertir en lo que realmente influye en el sonido
El diseño de este crítico subsistema es uno de los elementos fundamentales de la filosofía, el “ethos”, de Rotel, que la firma nipona ha convenido en llamar “Concepto de Diseño Equlibrado”.
De ahí el uso de transformadores toroidales (a menudo sobredimensionados con el objetivo de garantizar la capacidad dinámica y de entrega de potencia requerida si queremos escuchar sin limitaciones las grabaciones más exigentes), diseñados y construidos por la marca en sus propias instalaciones y de condensadores y resistencias seleccionados por sus virtudes sonoras. Como en todo sistema bien concebido, en las fuentes de alimentación de Rotel el todo supera la suma de las partes y el resultado es un sonido transparente y ágil a partes iguales, sea cual sea el género musical y el nivel de volumen.
