El nivel de línea es la fuerza especificada de una señal de audio que se utiliza para transmitir sonido analógico entre componentes de audio, como reproductores de CD y DVD , televisores , amplificadores de audio y consolas de mezclas .
El nivel de línea se encuentra entre otros niveles de señales de audio. Hay señales más débiles, como las de los micrófonos ( nivel de micrófono o nivel de micrófono ) y pastillas de instrumentos ( nivel de instrumento ), y señales más fuertes, como las que se utilizan para controlar auriculares y altavoces ( nivel de altavoz ). La "fuerza" de estas diversas señales no se refiere necesariamente al voltaje de salida del dispositivo fuente; también depende de su impedancia de salida y su capacidad de potencia de salida.
Los dispositivos electrónicos de consumo relacionados con el audio (por ejemplo , tarjetas de sonido ) a menudo tienen un conector etiquetado como línea de entrada y / o salida de línea . La salida de línea proporciona una salida de señal de audio y la entrada de línea recibe una entrada de señal. Las conexiones de entrada / salida de línea en los equipos de audio orientados al consumidor suelen estar desequilibradas , con un conector miniconector TRS de tres conductores de 3,5 mm (0,14 pulgadas, pero comúnmente llamado "octava pulgada") que proporciona tierra, canal izquierdo y canal derecho, o estéreo. Tomas RCA . Los equipos profesionales suelen utilizar conexiones balanceadas en TRS de 6,35 mm (1/4 de pulgada)tomas de teléfono o conectores XLR . Los equipos profesionales también pueden utilizar conexiones no balanceadas con enchufes telefónicos TS (1/4 de pulgada).
Niveles nominales [ editar ]
Un nivel de línea describe el nivel de señal nominal de una línea como una relación, expresada en decibelios , frente a un voltaje de referencia estándar. El nivel nominal y el voltaje de referencia contra el que se expresa dependen del nivel de línea que se utilice. Si bien los niveles nominales varían, solo dos voltajes de referencia son comunes: voltios de decibelios (dBV) para aplicaciones de consumo y decibelios descargados (dBu) para aplicaciones profesionales.
El voltaje de referencia de decibelios voltios es 1 V RMS = 0 dBV . [1] El voltaje de referencia descargado en decibelios, 0 dBu , es el voltaje de CA necesario para producir 1 mW de potencia en una impedancia de 600 Ω (aproximadamente 0,7746 V RMS ). [2] Esta incómoda unidad es un vestigio de los primeros estándares telefónicos, que utilizaban fuentes y cargas de 600 Ω y medían la potencia disipada en decibeles-milivatios ( dBm ). Los equipos de audio modernos no utilizan cargas adaptadas de 600 Ω, por lo que dBm descargados ( dBu ).
El nivel nominal más común para equipos profesionales es +4 dBu (por convención, los valores de decibelios se escriben con un símbolo de signo explícito). En el caso de los equipos de consumo, es de −10 dBV , que se utiliza para reducir los costes de fabricación. [3]
Expresada en términos absolutos, una señal a −10 dBV es equivalente a una señal de onda sinusoidal con una amplitud máxima (V PK ) de aproximadamente 0,447 voltios , o cualquier señal general a 0,316 voltios de raíz cuadrada media (V RMS ). Una señal a +4 dBu es equivalente a una señal de onda sinusoidal con una amplitud máxima de aproximadamente 1.736 voltios , o cualquier señal general a aproximadamente 1.228 V RMS .
La amplitud de pico a pico (a veces abreviado como pp ) (V PP ) se refiere a la oscilación de voltaje total de una señal, que es el doble de la amplitud máxima de la señal. Por ejemplo, una señal con una amplitud de pico de ± 0,5 V tiene una amplitud pp de 1,0 V .
| Usar | Nivel nominal | Nivel nominal, V RMS | Amplitud de pico, V PK | Amplitud pico a pico, V PP |
|---|---|---|---|---|
| Audio profesional | +4 dBu | 1.228 | 1.736 | 3.472 |
| Audio de consumo | −10 dBV | 0.316 | 0.447 | 0,894 |
La señal de nivel de línea es una señal de corriente alterna sin un desplazamiento de CC, lo que significa que su voltaje varía con respecto a la tierra de la señal desde la amplitud máxima (por ejemplo, +1,5 V ) al voltaje negativo equivalente ( -1,5 V ). [4]
Impedancias [ editar ]
Un excitador de línea se utiliza típicamente para salidas de señal analógica de nivel de línea de accionamiento. [5] Como los cables entre la salida de línea y la entrada de línea son generalmente extremadamente cortos en comparación con la longitud de onda de la señal de audio en el cable, los efectos de la línea de transmisión pueden ignorarse y no es necesario utilizar la adaptación de impedancia . En cambio, los circuitos de nivel de línea utilizan el principio de puenteo de impedancia , en el que una salida de baja impedancia impulsa una entrada de alta impedancia. Una conexión de salida de línea típica tiene una impedancia de salida de 100 a 600 Ω , y los valores más bajos son más comunes en los equipos más nuevos. Las entradas de línea presentan una impedancia mucho más alta, típicamente 10 kΩ o más. [6]
Las dos impedancias forman un divisor de voltaje con un elemento de derivación que es grande en relación con el tamaño del elemento en serie, lo que garantiza que una pequeña parte de la señal se deriva a tierra y que se minimizan los requisitos de corriente. La mayor parte del voltaje afirmado por la salida aparece a través de la impedancia de entrada y casi nada del voltaje cae a través de la salida. [6] La entrada de línea actúa de manera similar a una entrada de voltímetro o osciloscopio de alta impedancia, midiendo el voltaje afirmado por la salida mientras extrae una corriente mínima (y por lo tanto una potencia mínima) de la fuente. La alta impedancia de la línea en el circuito no carga la salida del dispositivo fuente.
Estas son señales de voltaje (a diferencia de las señales de corriente) y lo que se desea es la información de la señal (voltaje), no la energía para impulsar un transductor , como un altavoz o una antena. La información real que se intercambia entre los dispositivos es la variación de voltaje; es esta señal de voltaje alterno la que transmite la información, haciendo que la corriente sea irrelevante.
Línea de salida [ editar ]
Símbolo de salida de línea. Color de la guía de PC verde lima.
Las salidas de línea suelen presentar una impedancia de fuente de 100 a 600 ohmios . El voltaje puede alcanzar 2 voltios pico a pico con niveles referenciados a −10 dBV (300 mV) a 10 kΩ . La respuesta de frecuencia de la mayoría de los equipos modernos se anuncia como al menos de 20 Hz a 20 kHz, que corresponde al rango convencional de audición humana . Las salidas de línea están diseñadas para impulsar una impedancia de carga de 10,000 ohmios; con solo unos pocos voltios, esto requiere solo una corriente mínima.
Conectando otros dispositivos [ editar ]
La conexión de una carga de baja impedancia, como un altavoz (generalmente de 4 a 8 Ω ) a una salida de línea, básicamente provocará un cortocircuito en el circuito de salida. Tales cargas son alrededor de 1/1000 de la impedancia que una salida de línea está diseñada para conducir, por lo que la salida de línea generalmente no está diseñada para generar la corriente que sería consumida por una carga de 4 a 8 ohmios a voltajes de señal de salida de línea normales. El resultado será un sonido muy débil del altavoz y posiblemente un circuito de salida de línea dañado.
Las salidas de auriculares y las salidas de línea a veces se confunden. Los auriculares de diferentes marcas y modelos tienen impedancias muy variables, desde tan solo 20 Ω hasta unos pocos cientos de ohmios; el más bajo de estos tendrá resultados similares a los de un altavoz, mientras que el más alto puede funcionar de manera aceptable si la impedancia de salida de línea es lo suficientemente baja y los auriculares son lo suficientemente sensibles.
Por el contrario, una salida de auriculares generalmente tiene una impedancia de fuente de solo unos pocos ohmios (para proporcionar una conexión de puente con auriculares de 32 ohmios) y conducirá fácilmente una entrada de línea.
Por razones similares, los cables en "estrella" (o "divisores en Y") no deben usarse para combinar dos señales de salida de línea en una sola entrada de línea. Cada salida de línea conduciría la otra salida de línea, así como la entrada deseada, de nuevo resultando en una carga mucho más pesada que la diseñada. Esto resultará en una pérdida de señal y posiblemente incluso en daños. En su lugar, debe utilizarse un mezclador activo que utilice, por ejemplo , amplificadores operacionales . [7] Se puede usar un resistor grande en serie con cada salida para mezclarlos de manera segura, pero debe diseñarse apropiadamente para la impedancia de carga y la longitud del cable.
Línea en [ editar ]
Símbolo de entrada de línea. Color de la guía de PC azul claro.
Los diseñadores tienen la intención de que la salida de línea de un dispositivo se conecte a la entrada de línea de otro. Las entradas de línea están diseñadas para aceptar niveles de voltaje en el rango proporcionado por las salidas de línea. Las impedancias, por otro lado, no se comparan deliberadamente de salida a entrada. La impedancia de una entrada de línea suele ser de alrededor de 10 kΩ . Cuando es impulsado por la baja impedancia habitual de una salida de línea de 100 a 600 ohmios, esto forma una conexión de "puente" en la que la mayor parte del voltaje generado por la fuente (la salida) se cae a través de la carga (la entrada) y fluye una corriente mínima debido a la impedancia relativamente alta de la carga.
Aunque las entradas de línea tienen una alta impedancia en comparación con las salidas de línea, no deben confundirse con las llamadas entradas "Hi-Z" (Z es el símbolo de impedancia ) que tienen una impedancia de 47 kΩ a más de 1 MΩ . Estas entradas "Hi-Z" o "instrumento" generalmente tienen una ganancia mayor que una entrada de línea. Están diseñados para utilizarse, por ejemplo, con pastillas de guitarra eléctrica y cajas de " entrada directa ". Algunas de estas fuentes pueden proporcionar solo voltaje y corriente mínimos y la entrada de alta impedancia está diseñada para no cargarlas en exceso.
Nivel de línea en rutas de señal tradicionales [ editar ]
Los sonidos acústicos (como voces o instrumentos musicales ) a menudo se graban con transductores ( micrófonos y pastillas ) que producen señales eléctricas débiles. Estas señales deben amplificarse a nivel de línea, donde son más fáciles de manipular por otros dispositivos, como mesas de mezclas y grabadoras de cinta. Dicha amplificación se realiza mediante un dispositivo conocido como preamplificador o "preamplificador", que aumenta la señal a nivel de línea. Después de la manipulación a nivel de línea, las señales generalmente se envían a un amplificador de potencia , donde se amplifican a niveles que pueden impulsar auriculares o altavoces.. Estos vuelven a convertir las señales en sonidos que se pueden escuchar a través del aire.
La mayoría de los cartuchos de fonógrafo también tienen un nivel de salida bajo y requieren un preamplificador; Normalmente, un amplificador o receptor estéreo integrado en el hogar tendrá una entrada fonográfica especial . Esta entrada pasa la señal a través de un preamplificador phono, que aplica la ecualización RIAA a la señal y la eleva al nivel de línea.
Ver también [ editar ]
- Nivel nominal
- Nivel de alineación
- Micrófono
- Preamplificador
- Amplificador
- Tarjeta de sonido
Referencias [ editar ]
- ^ Conceptos básicos de Tangible Tech Audio
- ^ Glenn M. Ballou, ed. (1998). Manual para ingenieros de sonido: The New Audio Cyclopedia, Second Edition . Prensa Focal. pag. 761. ISBN 0-240-80331-0.
- ^ Winer, Ethan (2013). El experto en audio: todo lo que necesita saber sobre audio . Prensa Focal. pag. 107. ISBN 978-0-240-82100-9.
- ^ Medición osciloscópica para señal de nivel de línea
- ^ Obispo, Owen (2011). Electrónica: circuitos y sistemas . Routledge. pag. 250. ISBN 9781136440434. Consultado el 18 de abril de 2016 .
- ↑ a b Dennis Bohn (mayo de 1996). "Requisitos prácticos de corriente de conducción de línea" . RaneNotes . Rane Corporation . Consultado el 15 de julio de 2012 .
En términos prácticos, la teoría de las líneas de transmisión de ingeniería eléctrica no se aplica a las líneas de audio del mundo real. ... Esto allana el camino para el modelado RC simple de nuestra línea de audio.
- ^ Dennis Bohn (abril de 2004). "¿Por qué no Wye?" . RaneNotes . Rane Corporation . Consultado el 15 de julio de 2012 .
Las salidas son de baja impedancia y solo deben conectarse a entradas de alta impedancia; nunca, nunca conecte dos salidas directamente juntas, nunca.
Si lo hace, entonces cada salida intenta impulsar la impedancia muy baja de la otra, forzando ambas salidas al límite de corriente y posibles daños.
Como mínimo, se producen graves pérdidas de señal.
Enlaces externos [ editar ]
- Medios relacionados con el nivel de línea en Wikimedia Commons
- Conversión de dBu a voltios, dBV a voltios y voltios a dBu y dBV
- Conversión de voltaje V a dB, dBu, dBV y dBm
- El Decibel
