Eficiencia del Altavoz

ULTRA Miami 2013

La eficiencia es la relación entre el trabajo realizado y el esfuerzo invertido. Los vatios (Watts) son la forma en que medimos el esfuerzo invertido y los dB son la forma en que medimos el trabajo realizado. La única otra consideración en esta ecuación es si el trabajo se está haciendo dónde y cómo tú lo deseas. Uno podría construir un sistema despiadadamente eficiente que llegara a 112 dB a 1 watt pero que no haría nada a 30 Hz. También se podría construir un sistema temerariamente ineficiente que tuviera 60000 W de potencia pero que movería más aire con los ventiladores que con los parlantes. Comprar o alquilar cualquier sistemas basado en la potencia nominal, o solo en la eficiencia, sería desaconsejable.

Cuando escuches un sistema que te guste, considera qué es lo que te gusta de él, qué hace para que te guste. Considera lo que quizás no te guste, también. Cuando escuches un sistema que no te guste, considera lo que está haciendo para que no te guste. Me imagino que no podrás saber cuántos vatios usa con solo escucharlo.

¡Una vez tuvimos un festival y el promotor quería tener un sistema GRANDE! Así que tuvimos un gran sistema con cerca de 60000 W de amplificación. La policía nos limitó a algo así como 92 dB sobre la línea de la propiedad, así que estábamos reteniéndonos, pero ¿cuánto?, me pregunté. Fui hacia los amplificadores, que muestran la potencia en vatios en tiempo real, y seleccioné los números máximos mostrados por cada banda de frecuencia y sumé toda la salida del sistema que estábamos utilizando para lograr lo que, inevitablemente, estaba por encima del límite de NPS a 100′. La respuesta: alrededor de 1 W.

La sensibilidad es una medida específica de la eficiencia, sin embargo, sin una referencia a un rango de frecuencia, no te dice lo suficiente como para tomar una decisión. La eficiencia es la relación entre el trabajo realizado y el esfuerzo invertido. En este caso, los vatios son la forma en que medimos el esfuerzo invertido y dB NPS es la forma en que medimos el trabajo realizado.

Uno podría construir ese sistema temerariamente ineficiente que tenía 60000 W de potencia y movería más aire con los ventiladores que con los parlantes, y sería fácil venderlo a las personas que solo preguntan »¿cuántos vatios?».

Alternativamente, uno podría construir un sistema despiadadamente eficiente capaz de 115 dB a 1 watt. Sería muy fácil usarlo con solo un tomacorriente de pared, pero sería muy difícil venderlo a los no iniciados. Dada la física involucrada, para una respuesta decente de bajas frecuencias, probablemente también sería grande de transportar.

Para mí, la consideración más importante en esta ecuación es si se está haciendo el trabajo dónde y cómo tú lo deseas. La eficiencia no es el factor determinante para una evaluación subjetiva de la calidad del sonido.

Comprar o alquilar un sistema basado solo en su calificación energética no sería aconsejable. Del mismo modo, la elección de un sistema basado únicamente en la calificación de eficiencia también carece de datos relevantes. Escoger un sistema de sonido basado en cuántos vatios usa es tan apropiado como escoger a tu novia por la cantidad calorías que come en un día. ¡Probablemente hay consideraciones más importantes!

La eficiencia puede estar relacionada con la idoneidad para un propósito particular. Para mí, la eficiencia no se limita necesariamente a la cantidad de vatios que usa un sistema para un NPS dB determinado. En mi opinión, podría ampliarse a qué tan grande necesita ser un vehículo para transportarlo y cuánto tiempo lleva armarlo y cuántas personas (y sudor) se necesita para hacerlo. En algunos casos es justo sacrificar un poco de pérdida de energía eléctrica para compensar pérdidas en otras áreas, ¡especialmente esas pérdidas que sientes muy personalmente cada vez que haces un concierto!

Amplificador de estilo clásico con ventilador
DJ21S Subwoofer

El aguante de potencia es esencialmente una medida de la capacidad de disipación térmica. Un mayor aguante de potencia solo significa que puede empujar más potencia sin fundir algo. La sensibilidad expresa la relación entre la entrada de potencia eléctrica y la salida de potencia del sonido. Para poner esto en perspectiva, un altavoz que tiene una sensibilidad de 93 dB medida con 1 vatio a 1 m de distancia es técnicamente solo 1% eficiente. 96 dB 1 W a 1 m es 2% eficiente, 99 dB 1 W a 1 m es 4% eficiente, 102 dB 1 W a 1 m es 8% eficiente y así sucesivamente. Por cada 3 dB más de salida que obtienes por la misma entrada, la eficiencia de la conversión eléctrica a acústica se duplica. Un sistema que tiene una sensibilidad de 93 dB 1 W a 1 m está convirtiendo el 1% de la energía eléctrica en energía acústica y el resto, el 99%, se desperdicia en forma de calor. Para un sistema que tiene una sensibilidad de 105 dB 1W a 1 m, el 16% de la energía eléctrica se está convirtiendo en energía acústica, ¡que es 16 veces más que el sistema sensible de 93 dB! ¡Eso es 1600% más de sonido por el mismo vatio!

Es por eso que la cantidad de vatios que entran es relativamente insignificante y que qué porcentaje de eso se obtiene como sonido es tan significativo. Incluso en el sistema sensible de 105 dB, el 84% de la energía eléctrica se sigue perdiendo en forma de calor, por lo que el aguante de potencia, la capacidad de disipar el calor, sigue siendo una preocupación importante. Un sistema que sea eficiente Y que tenga un aguante de potencia alto es lo más deseable, pero en el contexto de los drivers de altavoces, el aguante de potencia solo es, en gran medida, una expresión de cuánta energía puede desperdiciarse.

¿Qué pasa el NPS máximo? La práctica de la industria es citar el NPS máximo como un número derivado de un cálculo de la sensibilidad especificada del altavoz combinada con la potencia del amplificador, o el aguante de potencia, que a menudo se cita como un número «pico» o »máximo». Esta es una consideración a corto plazo, en el mejor de los casos, y supone que las especificaciones son precisas, realizables y representativas del desempeño en todo su espectro. La realidad es que son, en su mayoría, escogidos precisamente para verse bien en el papel. Muy raramente se pueden lograr. Elegir un sistema basado en el número máximo de NPS de una hoja de especificaciones es como creer todo lo que lee en un sitio de citas amorosas por Internet: una receta para la decepción.

2 Comentarios

  1. Tim

    1 watt to produce 92dB at 100 feet? Must have been a bit more than that….

    • morethanbass

      It might have been more, but not by much. I’m not citing this as a scientific test… Theoretically it would take more power for 8x101dB boxes to produce 92dB at 100′ with 1 watt. I just read the displays on the Powersoft amp channels and they were in the fractions of watts each, with 2 amplifiers and 8 subs. I watched for the highest indicated numbers during music playback and I added them all up to estimate the total output power to the speaker stacks. The SPL meter wasn’t very special but it was what the cops suggested to go by to avoid getting into trouble. The measurement was taken at the property line, approximately 100′ from the stage. The stage and the subwoofer array were about 40′ wide. The large subwoofer array would have generated high conversion efficiency due to the coupling of adjacent boxes, and the energy loss per doubling of distance would have been less than 6db because it was a big array relative to the measuring distance and it was sitting on the ground. I was very surprised at the readings on the amps and the SPL meter but that’s what I saw. Sure, the displays may not have been reading the peak power and the meter may have been a couple of dB off but it was still really remarkable! The system was pounding the crowd and shaking the adjacent buildings while using virtually no power. I’d be happy to set a system like that up for anyone interested in finding out how much power it would use to hit 92dB at 100′. I wish they would have let us crank it up but since they didn’t I thought to see what percentage of the system’s power we were actually using. It turned out that I could have run that massive system at the legal limit level all night on a single wall outlet and had more than enough power left over for my mini-fridge! 🙂

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