MB101: Conexiones Balanceadas y No Balanceadas - Guía total

MB101: Conexiones Balanceadas y No Balanceadas - Guía total

Cuando se trata de trabajar con equipos de audio, es importante comprender las diferencias entre las conexiones balanceadas y no balanceadas. Estas dos opciones de conexión pueden tener un impacto significativo en la calidad del sonido, la reducción de ruido y la integridad de la señal. En este blog, exploraremos en detalle qué son las conexiones balanceadas y no balanceadas, y cómo se diferencian. 

TABLA DE CONTENIDO

  1. ¿Qué es una conexión balanceada?
  2. ¿Y qué es una conexión no balanceada?
  3. Diferencias entre conexiones balanceadas y no balanceadas
  4. Manejo del ruido en las conexiones
  5. ¿Cuándo se recomienda usar una conexión balanceada o no balanceada?
  6. ¿Qué sucede si se conecta un equipo balanceado en una conexión no balanceada y viceversa?
  7. Cómo construir cables balanceados y no balanceados
  8. Cómo afecta el rendimiento de un monitor de audio que tiene ambas conexiones al conectar una señal balanceada y una no balanceada
  9. Diferencia entre un cable balanceado y uno estéreo
  10. Recomendaciones
  11. Consideraciones adicionales

¿Qué es una conexión balanceada?

La conexión balanceada es un método utilizado para transmitir señales de audio de manera eficiente y confiable. Consiste en tres conductores: el positivo (+), el negativo (-) y la tierra. Estos tres conductores trabajan juntos para eliminar cualquier ruido o interferencia que pueda afectar la calidad del audio.

Imaginemos que estás en un concierto y estás disfrutando de la música. El cantante utiliza un micrófono conectado a un cable balanceado. La señal de audio viaja a través del cable con los tres conductores, lo que garantiza una transmisión de señal limpia y sin ruido. Esto significa que la calidad del sonido que escuchas es clara y sin distorsiones.

¿Y qué es una conexión no balanceada?

La conexión no balanceada es un método más simple de conexión de audio que utiliza dos conductores: el positivo (+) y la tierra. En esta configuración, la señal de audio se transmite a través del conductor positivo, mientras que la tierra se utiliza como referencia de voltaje. Aunque es más común encontrar conexiones no balanceadas en aplicaciones más simples, como la conexión de instrumentos musicales, también se utilizan en algunas situaciones profesionales.

Imaginemos que estás en casa y quieres conectar tu guitarra eléctrica a un amplificador. Utilizarías un cable de instrumento, que es una conexión no balanceada. La señal de audio viaja a través del conductor positivo y la tierra proporciona una referencia de voltaje. Si bien esta conexión puede funcionar bien en distancias cortas, puede ser susceptible a la interferencia y al ruido en entornos más ruidosos o con cables más largos.

Diferencias entre conexiones balanceadas y no balanceadas

Ahora que hemos entendido los conceptos básicos de las conexiones balanceadas y no balanceadas, veamos las diferencias clave entre ambas.

  • Inmunidad al ruido: La conexión balanceada ofrece una mayor inmunidad al ruido y la interferencia debido a su diseño de tres conductores. La señal positiva se envía a través del conductor positivo y una señal inversa pero idéntica se envía a través del conductor negativo. Cualquier ruido o interferencia capturado por el cable afectará por igual a ambos conductores, y se cancelará cuando la señal se combine en el equipo receptor que tenga una entrada balanceada. Por otro lado, la conexión no balanceada es más susceptible al ruido y la interferencia, ya que solo cuenta con un conductor para transmitir la señal de audio.
  • Distancia de transmisión: Las conexiones balanceadas son más adecuadas para distancias largas. Gracias a su diseño, pueden transmitir señales de audio sin degradación significativa incluso a distancias considerables. Por otro lado, las conexiones no balanceadas pueden experimentar pérdida de señal y degradación de la calidad del sonido en distancias más largas.
  • Aplicaciones: Las conexiones balanceadas son ampliamente utilizadas en entornos profesionales, como estudios de grabación, conciertos en vivo y sistemas de sonido de alta gama. Proporcionan una calidad de sonido superior y una mayor integridad de la señal en entornos exigentes. Las conexiones no balanceadas, por otro lado, son comunes en aplicaciones más sencillas, como la conexión de instrumentos musicales y sistemas de audio domésticos.

Manejo del ruido en las conexiones

En cualquier sistema de audio es importante reducir el ruido no deseado. Como los cables de audio son propensos a captar interferencias eléctricas y de radio externas, actuando como pequeñas antenas alrededor de su estudio, muchos cables = mayor probabilidad de ruido no deseado.

Las interferencias eléctricas y de radio se filtran en los cables a través de un proceso llamado inducción, que se manifiesta como ruido. En un solo canal de una mezcla, este ruido puede estar situado en un nivel muy bajo, y en realidad no parece un gran problema, pero cuando se multiplica en varios canales, el nivel de ruido se convierte en una distracción y es inaceptable.

En un intento por reducir la interferencia, un cable de instrumento básico no balanceado, como los que se usan para guitarras o teclados, utiliza un cable de protección en malla que rodea el cable conductor de la señal central. Si bien esto ofrece cierta protección contra las interferencias, no es particularmente efectivo, especialmente en largas distancias de cable y fuentes de salida de bajo nivel, como micrófonos.

Por el contrario, un cable balanceado utiliza un método adicional para reducir el ruido mediante la utilización de un cable de transporte de señal adicional. El cable transporta lo que se conoce como una versión de fase invertida de la señal; uno que es exactamente lo contrario de la señal principal como se ilustra a continuación.


Señal original
Señal de fase invertida


En la reproducción, sería difícil notar alguna diferencia entre la onda de sonido 1 y la onda de sonido 2 y parecería que suenan idénticos. Sin embargo, si combina los dos sonidos y los reproduce simultáneamente, no hay ningún sonido. ¿Entonces, por qué pasa ésto?

Para explicar esto, veamos un poco de teoría acústica básica: el sonido se propaga a través del aire en ondas de presión de aire fluctuante. Ambas ondas de sonido 1 y 2 representan una forma de onda con áreas positivas y negativas (grados de fase). La línea central representa un área sin cambios en la presión del aire. Por encima de esto, donde la forma de onda se eleva y muestra un valor positivo, hay un área de mayor presión de aire (compresión). El área debajo de la línea central, que muestra un valor negativo, es un área de presión de aire disminuida (rarefacción).

Como se mencionó anteriormente, un cable de equilibrio contiene dos cables: uno que contiene la señal original y el otro que contiene la señal invertida. Ambas señales ocurren simultáneamente en un cable de balance resultando en la siguiente suma:

1 + -1 = 0

Al atribuir un valor de +1 al área de presión de aire aumentada y un valor de -1 al área de presión de aire disminuida, tenemos cero. Esto es igual a ningún cambio en la presión del aire y, por lo tanto, ningún sonido.

Cuando el sonido se convierte en energía eléctrica, los electrones en el cable siguen el mismo patrón de compresiones y rarefacciones que tenían las moléculas de aire cuando vibraban en el aire.

Por lo tanto, tenemos nuestro cable balanceado con dos hilos para transportar la señal (junto con un tercer hilo de pantalla en malla que proporciona la conexión a tierra para el circuito). El primer cable lleva la señal normal y el segundo cable lleva una versión de fase invertida de la señal. Estas dos señales simultáneas se anulan entre sí. Sin embargo, cuando las dos señales llegan a su destino en un circuito balanceado, pasan a través de un dispositivo llamado amplificador diferencial el cual mide la diferencia entre las dos señales. Si el valor del primer cable es +1 y el valor del segundo cable es -1, entonces la diferencia entre los dos es igual a +2. Por lo tanto, la señal de salida del amplificador es el doble de la fuerza de la señal que entra.

Ahora, cualquier ruido que se haya filtrado en los dos cables desde fuentes externas, como cables de alimentación o interferencias de radio, estará en el mismo grado de fase en ambos cables. Cuando el ruido no deseado en el primer cable tiene un valor de +1, el ruido no deseado en el segundo cable también tiene un valor de +1. Cuando estos se alimentan al amplificador diferencial, la diferencia entre los dos es cero. Por lo tanto, la salida es 0 y se elimina el ruido que se ha filtrado (ha sido 'inducido') en el cable.


Este proceso se puede expresar con la siguiente ecuación:

Salida = (A + Ruido) – (-A + Ruido) = A + Ruido + A – Ruido = 2A

En resumen, cuando se utilizan cables balanceados, se elimina cualquier ruido no deseado que se haya filtrado en sus cables, mientras que la señal de audio buscada se duplica en fuerza. Por lo tanto, su señal no solo estará libre de ruidos no deseados, sino que también será más fuerte.

Desafortunadamente, algunos dispositivos no balanceados dejan de funcionar por completo cuando se interconectan con un dispositivo balanceado (aunque no todos). Cuando se enfrenta a este problema, una solución simple es desconectar el pin 3 del XLR (o el anillo de un conector jack) y volver a soldarlo al manguito de una conexión no balanceada, pero asegúrese de marcar claramente estos cables para evitar confundirlos. con cualquier cable balanceado que ya tenga.

 

¿Cuándo se recomienda usar una conexión balanceada o no balanceada?



Cuándo usar una conexión balanceada:

  • En entornos profesionales, como estudios de grabación y salas de conciertos, donde se busca una calidad de sonido excepcional y una mínima interferencia.
  • Cuando se requiere transmitir señales de audio a distancias largas, como en sistemas de sonido en grandes eventos.
  • Al conectar equipos que cuentan con conexiones balanceadas, como mezcladoras de audio, preamplificadores y equipos profesionales de sonido.

Cuándo usar una conexión no balanceada:

  • En aplicaciones más sencillas, como la conexión de instrumentos musicales, altavoces de consumo doméstico y reproductores de música.
  • Cuando se requiere una conexión rápida y simple entre dispositivos que solo admiten conexiones no balanceadas.
  • En distancias cortas, donde la interferencia no es un problema significativo.

¿Qué sucede si se conecta un equipo balanceado en una conexión no balanceada y viceversa?

Es importante tener en cuenta que se puede utilizar un adaptador para conectar un equipo balanceado en una conexión no balanceada y viceversa. Sin embargo, hay algunas consideraciones a tener en cuenta:

Conexión balanceada en una conexión no balanceada:

  • Si conectas un equipo balanceado en una conexión no balanceada utilizando un adaptador, perderás las ventajas de la conexión balanceada. La señal negativa no se utilizará en la conexión no balanceada, lo que significa que la inmunidad al ruido y la interferencia se verán comprometidas.
  • Es posible que experimentes un nivel de ruido mayor y una calidad de sonido ligeramente degradada.


Conexión no balanceada en una conexión balanceada:

  • Al conectar un equipo no balanceado en una conexión balanceada utilizando un adaptador, no obtendrás los beneficios adicionales de la conexión balanceada.
  • Sin embargo, es poco probable que cause problemas graves, ya que el sistema balanceado simplemente tratará la señal no balanceada como si fuera una señal balanceada. La diferencia de voltaje entre el conductor positivo y la tierra se interpretará como la señal positiva y la señal negativa, respectivamente.

Cómo construir cables balanceados y no balanceados



Construcción de cables balanceados:

  1. Reúne los materiales necesarios: cable balanceado (por ejemplo, cable XLR), conectores XLR macho y hembra, soldador y estaño.
  2. Corta el cable al tamaño deseado, asegurándote de dejar un margen adicional para trabajar con los conectores.
  3. Retira aproximadamente 2-3 cm del revestimiento exterior del cable, revelando los conductores internos (generalmente uno rojo, uno negro y uno desnudo).
  4. Desenrosca y separa los conductores internos para facilitar su soldadura a los conectores.
  5. Solda el conductor positivo al pin correspondiente en el conector XLR macho y el conductor negativo al pin correspondiente en el conector XLR hembra. El conductor desnudo se conecta a la carcasa del conector, que actúa como la conexión a tierra.
  6. Asegúrate de que las soldaduras estén bien hechas y aísla los puntos de soldadura con cinta aislante o funda retráctil.
  7. Repite el proceso en el otro extremo del cable para obtener una conexión balanceada completa.


Construcción de cables no balanceados:

  1. Reúne los materiales necesarios: cable no balanceado (por ejemplo, cable de instrumento), conectores de audio (como conectores TS o conectores TRS), soldador y estaño.
  2. Corta el cable al tamaño deseado, dejando un margen adicional para trabajar con los conectores.
  3. Retira aproximadamente 2-3 cm del revestimiento exterior del cable para revelar los conductores internos.
  4. Desenrosca y separa los conductores internos, asegurándote de identificar correctamente el conductor positivo.
  5. Solda el conductor positivo al pin correspondiente en el conector de audio y el conductor negativo o desnudo a la carcasa del conector (conexión a tierra).
  6. Asegúrate de que las soldaduras estén bien hechas y aísla los puntos de soldadura con cinta aislante o funda retráctil.
  7. epite el proceso en el otro extremo del cable para obtener una conexión no balanceada completa.


Cómo afecta el rendimiento de un monitor de audio que tiene ambas conexiones al conectar una señal balanceada y una no balanceada

Al conectar una señal balanceada y una no balanceada a un monitor de audio que tiene ambas conexiones, es importante tener en cuenta lo siguiente:

  • Al conectar una señal balanceada al conector balanceado del monitor de audio, se aprovecharán todas las ventajas de la conexión balanceada, como la inmunidad al ruido y la interferencia.
  • Al conectar una señal no balanceada al conector balanceado del monitor de audio, la señal no balanceada se interpretará como una señal balanceada en el monitor. Sin embargo, no se obtendrán las ventajas adicionales de la conexión balanceada, ya que no se utiliza la señal negativa para cancelar el ruido.
  • Al conectar una señal balanceada al conector no balanceado del monitor de audio, se perderán las ventajas de la conexión balanceada. La señal negativa no se utilizará en la conexión no balanceada, lo que puede resultar en una mayor susceptibilidad al ruido y la interferencia.
  • Al conectar una señal no balanceada al conector no balanceado del monitor de audio, se utilizará la configuración estándar de conexión no balanceada. Aunque no se aprovecharán las ventajas de la conexión balanceada, es poco probable que cause problemas graves en la mayoría de los casos.

Diferencia entre un cable balanceado y uno estéreo

Además de las conexiones balanceadas y no balanceadas, también es importante comprender la diferencia entre un cable balanceado y uno estéreo. Aunque ambos tipos de cables se utilizan para transmitir señales de audio, tienen características y aplicaciones distintas:

Cable balanceado:
Un cable balanceado consta de tres conductores: positivo (+), negativo (-) y tierra. Los dos conductores activos (positivo y negativo) transmiten señales idénticas pero en polaridad opuesta.

Cable estéreo:
Un cable estéreo se utiliza para transmitir señales de audio estéreo, es decir, dos canales de audio independientes, generalmente el canal izquierdo (L) y el canal derecho (R). Los cables estéreo tienen dos conductores, uno para cada canal de audio, y suelen utilizarse en aplicaciones más comunes, como la conexión de reproductores de música, teléfonos móviles, computadoras y sistemas de audio domésticos.

Los conectores utilizados en cables estéreo pueden variar según la aplicación, pero comúnmente se utilizan conectores TRS (con punta, anillo y manga) o RCA.

La principal diferencia entre un cable balanceado y uno estéreo radica en su diseño y función. Mientras que un cable balanceado se enfoca en minimizar el ruido y la interferencia mediante el uso de dos conductores activos y polaridad opuesta, un cable estéreo se utiliza para transmitir señales de audio estéreo con dos conductores independientes para los canales izquierdo y derecho.

Recomendaciones:

  1. Siempre que sea posible, utiliza una conexión balanceada para obtener la mejor calidad de sonido y reducir la interferencia.
  2. Si tienes una señal balanceada y necesitas conectarla a un dispositivo con una conexión no balanceada, utiliza un adaptador de calidad para evitar problemas de ruido e interferencia.
  3. Si estás conectando un monitor de audio con ambas opciones de conexión, asegúrate de utilizar la conexión adecuada según el tipo de señal que estés utilizando. Utiliza la conexión balanceada para señales balanceadas y la conexión no balanceada para señales no balanceadas.
  4. Siempre utiliza cables de buena calidad y evita cables dañados o de construcción deficiente para garantizar una transmisión de señal óptima.

Consideraciones adicionales

Adaptadores: Si tienes un dispositivo con una conexión balanceada y otro con una conexión no balanceada, puedes utilizar adaptadores para hacer la conexión. Sin embargo, es importante tener en cuenta que al utilizar adaptadores, es posible que se pierdan algunas de las ventajas de la conexión balanceada.

Calidad del cableado: Tanto en conexiones balanceadas como no balanceadas, la calidad del cableado es importante. Utilizar cables de buena calidad y evitar cables dañados o de mala construcción garantizará una transmisión de señal óptima y reducirá la posibilidad de ruido e interferencia.

 

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