¿Tiene curiosidad por los amplificadores para coches? Tienes un problema de audio del coche que resolver o estás pensando en actualizar el sistema de sonido de tu vehículo?

Si te has preguntado «¿Qué hace un amplificador de coche?» has llegado al lugar correcto.

En este post, voy a cubrir todo lo que necesitas saber, incluyendo cómo funcionan y los diferentes tipos.

Infografía – Datos sobre el amplificador de coche

¿Qué hace un amplificador de coche?

Un diagrama simplificado que muestra las secciones básicas de un amplificador de coche y cómo funciona. Hay mucho más, pero lo básico es bastante sencillo. Una pequeña señal de muy bajo nivel se introduce desde un equipo de música y se amplifica a una forma de onda eléctrica mucho mayor, pero idéntica. De este modo, puede ofrecer mucha potencia y hacer funcionar los altavoces con un buen volumen. El suministro de +12V se «intensifica» (aumenta) para conducir un voltaje más alto a las etapas del transistor de salida.

Un amplificador de coche aumenta una señal de audio eléctrica muy pequeña a un voltaje mucho más alto capaz de conducir altavoces.

La mayoría de los equipos estéreo de coche no pueden ofrecer una salida de alta potencia que pueda conducir altavoces con alto volumen y claridad. Un gran ejemplo es añadir un subwoofer a su coche. Se necesita mucha potencia para conseguir unos graves «contundentes»

¿Cómo funciona un amplificador de coche?

Los amplificadores de coche utilizan un tipo especial de fuente de alimentación interna para alimentar sus circuitos internos de amplificación con una mayor potencia. Estas secciones toman una señal de audio acondicionada (proporcionada por un equipo de música), la potencian y la envían a los terminales de los altavoces.

Todos los amplificadores tienen unas cuantas secciones básicas que son fundamentales para hacer funcionar los altavoces con sólo una fuente de +12V. También hay algunas otras secciones que son esenciales y algunas que son opcionales.

Casi todos los amplificadores de coche típicos de hoy tienen las siguientes subsecciones en su diseño:

1. Una fuente de alimentación conmutada DC-DC (corriente continua) de alta potencia
2. Circuitos de prevención de ruido («bucle de tierra»)
3. Circuitos de cruce de altavoces
4. Circuitos de puenteo
5. Etapas de entrada a nivel de altavoces

Nótese que la #5 (característica de entrada a nivel de altavoces) es una opción específica del producto y puede o no estar incluida. Sin embargo, las otras se encuentran en casi todos los amplificadores de coche con buena potencia que se venden hoy en día. Explicaré más sobre las entradas a nivel de altavoz a medida que avancemos.

Como puede ver en el diagrama que he proporcionado, algunos componentes electrónicos están unidos al cuerpo metálico del amplificador. Esto se debe a que, a medida que se suministra potencia a los altavoces, una parte se desperdicia en forma de calor. Para ayudar a enfriar los transistores de alta potencia, están unidos al pesado cuerpo metálico del amplificador.

Explicación de las fuentes de alimentación de los amplificadores de coche

Las partes principales ilustradas de la fuente de alimentación conmutada (SMPS) de un coche. Aquí se muestra el pequeño y bonito amplificador económico Crunch PD2000.4 de 4 canales que compré en Amazon y abrí para vosotros. El transformador es impulsado por transistores de alta potencia extremadamente rápidos (muchos miles de veces por segundo). El chip SMPS controla cuando el transistor se enciende y se apaga rápidamente según la demanda de energía. El transformador utiliza campos magnéticos para dar salida a un suministro de mayor voltaje en el otro lado de la alimentación de +12V.

Aunque se alimentan de la conexión de la batería del vehículo, es imposible que un equipo de música o un amplificador de coche conduzcan los altavoces directamente con alta potencia desde sólo 12 voltios. La razón son las propiedades matemáticas de la potencia eléctrica y la impedancia (resistencia) de los altavoces.

La ley de Ohm es una regla fundamental que se utiliza para calcular cosas como la potencia suministrada a una carga (en este caso, un altavoz) en función de un determinado voltaje. Un voltaje más alto puede producir una mayor potencia, como ya habrás adivinado. Lo mismo ocurre con los altavoces de su coche que con una bombilla de su casa.

La fuente de alimentación conmutada (SMPS) de un amplificador de coche es lo que hace posible todo lo demás: es la parte más importante del amplificador. Es una sección crítica y necesaria para obtener una alta potencia a partir de un suministro de 12V.

Un chip de circuito integrado (IC) de conmutación enciende y apaga transistores de alta corriente miles de veces por segundo. Alternan ciclos que activan y desactivan el suministro de +12V al transformador. Al hacerlo, el transformador, según el número de vueltas de cable de cobre que tenga, produce tensiones más altas en su salida.

La fuente de alimentación conmutada de un amplificador de coche enciende y apaga el transformador de alta corriente rápidamente miles de veces por segundo. Dos lados del lado de entrada (conexión de entrada de +12V) se encienden y apagan en ciclos alternativos. Las formas de onda se parecen a estas que ves aquí.

¡Interesantemente, produce tanto tensiones positivas como negativas! Eso es para permitir un rango completo de polaridad cuando una señal de audio es aumentada y reproducida en la salida.

Los amplificadores de coche pueden consumir mucha corriente eléctrica. Muchos pueden consumir fácilmente hasta 50 A (amperios), pero eso suele ser sólo cuando están cerca de la potencia máxima. Durante un uso normal y de bajo volumen, sólo consumen unos pocos amperios.

Los amplificadores suelen estar conectados mediante un fusible directamente a la batería del vehículo para el cable positivo. El cable de tierra (negativo) se conecta normalmente a una conexión metálica limpia en la carrocería. Esto se debe a que el cable original del vehículo normalmente no puede manejar la cantidad de corriente que demanda un amplificador bajo un uso intensivo.

Cómo se encienden y apagan los amplificadores de coche

Para evitar que el amplificador permanezca encendido cuando no se está utilizando, se utiliza un cable de «encendido remoto». Normalmente se conecta a un cable dedicado en su equipo de música. Alternativamente, se puede conectar a un cable de encendido que se apaga cuando la posición de accesorios del interruptor de encendido se apaga.

El cable remoto, cuando está a 0V, apaga la energía al chip SMPS. Esto hace que deje de funcionar. El amplificador entonces no toma ninguna energía de su batería.

Puede utilizar un cable muy pequeño como el calibre 18 o 20, ya que la entrada del cable remoto de casi todos los amplificadores dibuja sólo una pequeña cantidad de corriente – a menudo menos de 25 miliAmperios (.025A).

Etapas de entrada, secciones de amplificación y etapas de salida

Aquí se muestran otras dos de las principales secciones funcionales de un amplificador de coche: la sección de salida del amplificador & y las etapas de entrada. La placa de la etapa de entrada consta de muchos circuitos más pequeños para hacer cosas como proporcionar funciones de cruce, hacer un puente para más potencia posible, proporcionar control de ganancia y bloquear el ruido del bucle de tierra. Las etapas de amplificación toman la señal de audio de la placa de la etapa de entrada, utilizan la salida de la fuente de alimentación y la potencian para crear una salida potente.

Etapas de entrada

Las etapas de entrada (a menudo agrupadas, en este caso en una placa de circuito impreso separada como se muestra arriba) tienen una serie de trabajos que realizar.

Estas son:

• Permitir que el amplificador se conecte a equipos de música sin tomas RCA (entradas a nivel de altavoz)
• Impedir que se amplifique el terrible ruido de «bucle de tierra»
• Proporcionar funciones de cruce de paso alto y paso bajo
• Permitir ajustar la ganancia, o nivel de amplificación, del amplificador

Las etapas de entrada están formadas por un tipo de componente electrónico extremadamente versátil llamado op amp (amplificador operacional). Los op amps son básicamente pequeños circuitos amplificadores incorporados en un pequeño chip que se utiliza para una amplia gama de diseños.

Prevención del ruido

El ruido de bucle de tierra, que quizá conozcas como «el zumbido del alternador», es un problema muy frustrante y molesto en el mundo de la radio del coche. Se trata de un ruido eléctrico que aparece como un terrible zumbido que aumenta y disminuye con la velocidad del motor de su vehículo.

Este tipo de ruido se debe a las corrientes eléctricas que fluyen dentro de la carrocería de un vehículo y las conexiones de los componentes de audio. Cuando hay una diferencia de potencial eléctrico en 2 o más puntos del sistema, puede existir una pequeña diferencia de voltaje.

Los amplificadores de coche modernos incluyen circuitos para eliminar prácticamente esto en las instalaciones típicas.

Crossovers

Diagrama que muestra cómo funcionan los crossovers (pasivos) de los altavoces como los de los sistemas de altavoces de 2 vías. Los crossovers son una característica maravillosa que puede evitar posibles daños en los altavoces. También ayudan a evitar la distorsión y permiten conducir los altavoces a volúmenes más altos con un sonido claro. Son un tipo de filtro, ya que bloquean el sonido no deseado para que no llegue a los altavoces que se están utilizando. Los crossovers electrónicos en los amplificadores realizan la misma función pero sin grandes componentes como inductores y condensadores.

Los crossovers son una gran característica que ofrecen los amplificadores de coche actuales. La mayoría de los que se venden hoy en día incluyen circuitos de cruce electrónicos en las etapas de entrada del amplificador.

Los cruces electrónicos ofrecen una forma económica y eficiente en cuanto al espacio de enviar sólo los graves o sólo el sonido de rango superior a un altavoz, según se desee. Por ejemplo, cuando se accionan subwoofers, el uso del crossover de paso bajo en un amplificador bloqueará todo excepto los graves. Del mismo modo, puede bloquear los graves de los altavoces más pequeños utilizando la función de paso alto.

Esto ofrece una forma de manejar los altavoces con mucha más claridad y volumen que la que podría obtener de otro modo.

Ganancia del amplificador

Como su nombre indica, los amplificadores funcionan amplificando una señal de entrada de un equipo de música. Dado que no existe una tensión de señal máxima estándar utilizada por los distintos equipos de música, es necesario ajustar la ganancia.

El ajuste de la ganancia de un amplificador permite adaptar mejor el nivel de salida de los altavoces al nivel de la señal de entrada. También es una forma de reducir el ruido, ya que algunos equipos de música para automóviles tienen señales de salida buenas y fuertes. En ese caso, el nivel de ganancia de un amplificador puede reducirse y el nivel de ruido (siseo de fondo) del amplificador será muy bajo.

La ganancia es una característica increíblemente importante y la base de todos los amplificadores del mundo electrónico.

Cualquier tipo de amplificador, desde los amplificadores de coche hasta los equipos estéreo domésticos e incluso los equipos de DJ domésticos tienen una ganancia que potencia la señal. Sin embargo, es necesario ajustarlos correctamente.

Secciones del amplificador y etapas de salida

Ilustración simplificada de las etapas de amplificación y salida que utilizan la mayoría de los amplificadores de coche. Un amplificador de coche tiene grandes transistores de salida capaces de manejar grandes cantidades de corriente. Estos son alimentados por la fuente de alimentación conmutada y accionan el altavoz. Están controlados por algunos componentes más pequeños necesarios para dividir la señal de audio en mitades positivas y negativas.

Los amplificadores de coche (como se ve en la imagen anterior que proporcioné) tienen una sección dedicada a conducir los altavoces. Estas secciones contienen pequeños componentes, como transistores en miniatura, que dividen la señal de audio en dos mitades.

Estas señales se utilizan para accionar transistores más grandes y potentes desde la salida de la fuente de alimentación de mayor voltaje hasta el altavoz.

Al hacerlo, la señal musical se amplifica y el altavoz es ahora capaz de recibir una señal mucho más potente. El altavoz es impulsado por una forma de onda idéntica, pero mucho más grande, de la señal de entrada recibida de un equipo estéreo de coche.

¿Qué son los canales de un amplificador?

Los canales son rutas de audio independientes que se utilizan para crear una salida de sonido de un amplificador. En las grabaciones en estéreo, son fuentes de audio izquierda y derecha que se diferencian y proporcionan un sonido de audio izquierdo y derecho.

Los canales de audio izquierdo y derecho son salidas separadas de un equipo estéreo de coche u otra fuente.

Se utilizan para proporcionar un sonido más completo y realista al escuchar. Además, algunos equipos de música proporcionan pares de salidas delanteras y traseras, aunque son simplemente las mismas señales proporcionadas para accionar un par adicional de altavoces en la parte trasera.

En la mayoría de los amplificadores de coche de hoy en día, los canales del amplificador pueden ser «puenteados». Esto significa que 2 canales pueden trabajar juntos para accionar uno o más altavoces y, por lo tanto, ofrecer más potencia que un solo canal.

Conexiones y controles típicos de los amplificadores para coche

Se muestra: la mayoría de los amplificadores para coche tienen conexiones y controles muy similares, con las conexiones de alimentación y las salidas de los altavoces en un extremo. Las entradas de audio y los controles de ganancia suelen estar en el otro extremo. Este amplificador Crunch PD2000.4 de 4 canales es un buen ejemplo de amplificador típico. Incluye entradas de nivel de altavoz (etiquetadas como «Hi Input», imagen superior, conectores blancos).

La mayoría de los amplificadores de coche, ya sean caros o económicos, son muy similares en su configuración. Por lo general, las conexiones de alimentación están cableadas en un extremo (imagen inferior) y los conectores RCA y otros controles están en el otro (imagen superior).

En la imagen superior, puede ver los diales de cruce ajustables y los interruptores para activarlos. El punto en el que se bloquean ciertos rangos musicales, llamado frecuencia de corte, es ajustable en este caso por el usuario.

En otros modelos, es un ajuste fijo que se maneja con un interruptor.

Conexiones de alimentación

Terminales de conexión de la alimentación y de los altavoces en un amplificador de coche Pioneer GM-D9605.

Las conexiones de alimentación se realizan normalmente utilizando cable de cobre de mayor calibre y conectores, a menudo incluidos en un kit de cableado del amplificador. Los cables RCA se utilizan para conectar el amplificador a las salidas de señal de audio de la unidad principal desde la que se reproduce la música.

Note que para puentear 2 canales en el amplificador y entregar más potencia como un solo canal, se conectan de una manera particular. La imagen inferior de arriba muestra la polaridad y las conexiones de cableado necesarias. Están marcados como «Bridged» como puede ver.

En el modo puente, un canal proporciona la conexión positiva del altavoz y el otro proporciona la negativa.

Entradas de nivel de altavoz

Un arnés de entrada de nivel de altavoz para un amplificador de coche. Las salidas de los altavoces de un equipo de música de fábrica o de otro tipo se conectan al cableado y luego se conectan a un conector en el amplificador. Las señales de alto nivel se convierten en señales de bajo nivel similares a las entradas RCA.

En el caso de los equipos estéreo instalados de fábrica, los conectores RCA no suelen estar disponibles. En ese caso se pueden utilizar entradas de nivel de altavoz (también llamadas «de alto nivel»), si están disponibles. Éstas toman la señal de nivel de altavoz de mayor voltaje directamente del cableado del altavoz y la reducen a un nivel más pequeño que el amplificador puede utilizar.

La otra opción es utilizar un adaptador de nivel de altavoz para hacer lo mismo.

Cómo se instalan los amplificadores de coche

Una instalación típica para un amplificador de coche. Los cables de alimentación de gran calibre se conectan a los terminales de alimentación y se fijan con tornillos. El cableado de los altavoces se conecta de forma similar. Después de la instalación, se prueba el sistema de sonido y se ajustan el control de ganancia y los cruces del amplificador según sea necesario.

Para que funcionen correctamente, los amplificadores de coche deben instalarse con un tamaño y tipo de cable suficiente. La razón más importante es que el cableado original del vehículo no puede soportar las demandas de alta corriente de un amplificador.

Por ejemplo, algunos amplificadores de coche pueden consumir hasta 50 amperios a alto volumen o cuando se utilizan subwoofers con mucha fuerza. El cableado de fábrica no está preparado para este tipo de demandas y se produciría una pérdida de voltaje (y, en consecuencia, de potencia) en el amplificador. Por lo tanto, se debe tender un cable de alimentación lo suficientemente grande hasta la batería y asegurarse de que se realiza una conexión eléctrica buena y limpia.

Un fusible de capacidad suficiente, colocado en un portafusibles, protege el cable de alimentación positivo. Si se produce un problema, como un cortocircuito, el fusible se fundirá y protegerá de provocar un incendio.

Hay varias conexiones de cableado utilizadas en todos los amplificadores de coche:

1. Un cable de alimentación de gran calibre con fusible a la batería (+12V)
2. Conexión negativa a la «tierra»: terminal negativo de la batería o la carrocería metálica del coche
3. Cable de encendido para encender y apagar el amplificador con el equipo de música o el interruptor de encendido
4. Señales de entrada de audio: Cables RCA o entradas a nivel de altavoz
5. Conexiones del cableado de los altavoces

Afortunadamente, este cableado suele encontrarse fácilmente preempaquetado y listo para su uso comprando un kit de cableado de amplificador.

Aquí tienes un diagrama que he creado para ayudar a explicar mejor visualmente cómo se suele instalar un amplificador de coche. Ii muestra uno de los usos más comunes de un amplificador de coche: añadir un subwoofer para tener un gran bajo.

Diagrama de instalación de un amplificador de coche

¿Cómo son beneficiosos los amplificadores de coche?

Los amplificadores de hoy en día pueden alimentar todo un sistema estéreo de coche con excelente sonido y potencia. Algunos, como este excelente modelo Alpine MRV-F300 de 4 canales, son muy compactos y pueden instalarse bajo un asiento. Un buen amplificador proporciona varias veces la potencia de un equipo estéreo de coche medio. Además, su sonido es mucho más claro y nítido.

Los amplificadores de coche tienen muchas ventajas, además de ser una necesidad en algunos casos. Los típicos equipos de música para coches, incluso hoy en día, sólo pueden producir entre 15 y 18 vatios de potencia por canal como máximo.

A volúmenes más altos y cuando se intenta manejar altavoces que necesitan más potencia, el sonido de un equipo de música se distorsiona y es terrible. Conducir altavoces con un volumen más alto es básicamente imposible sólo con un estéreo de coche.

Ahí es donde entra en juego un amplificador de coche.

Los amplificadores de coche ofrecen un sonido mucho mejor, especialmente para la música con muchos graves. También hay algunas situaciones especiales en las que son la única opción para mejorar el sonido de un vehículo:

• Sistemas estéreo de fábrica sin woofer
• Amplificadores instalados de fábrica que han muerto o son débiles
• El deseo de un sonido potente, sonido claro cuando se disfruta de música de mayor calidad
• Propietarios de vehículos que quieren un volumen fuerte
• Propietarios de barcos y otros vehículos al aire libre (los vehículos al aire libre necesitan potencia adicional para un mejor sonido)

Beneficios adicionales

Como mencioné anteriormente, muchos ofrecen características como cruces integrados que pueden evitar la distorsión y permitirle reproducir altavoces a volúmenes más altos con mayor claridad. Los sistemas de fábrica normalmente no pueden hacer esto y el sonido se «rompe» pronto cuando se sube a volúmenes más altos.

La instalación de un amplificador del mercado de accesorios resuelve este problema y permite un mayor control sobre su sistema de audio. Además, un sistema puede ampliarse fácilmente para añadir un subwoofer para los graves que faltan, ya sea añadiendo un segundo amplificador o utilizando 2 canales de un amplificador de 4 canales para impulsarlo.

Amplificadores de 2 canales frente a los de 4 canales: ¿cuáles son las diferencias?

Piense en los amplificadores de 4 canales como una extensión de un modelo de 2 canales. Añaden 2 canales de potencia a los altavoces pero suelen ser más compactos que dos amplificadores separados.

Los amplificadores de 4 canales son casi idénticos a los modelos de 2 canales. Sin embargo, tienen algunas diferencias y en algunas situaciones son más beneficiosos.

Los amplificadores de 4 canales son diferentes principalmente en su diseño: tienen 2 canales adicionales para añadir más altavoces.

Hay varias ventajas de utilizar un amplificador de 4 canales en lugar de uno de 2:

• Puedes accionar altavoces delanteros y traseros
• Accionar altavoces delanteros de rango completo y utilizar los canales 3 y 4 para los subwoofers
• Suelen ser más compactos que 2 amplificadores estéreo separados

La mayoría de los amplificadores de 4 canales de hoy en día también son puenteables, por lo que son muy flexibles en cuanto a su uso. Es decir, no está limitado a utilizarlos sólo para 2 o más altavoces: puede utilizar 4, 2 o incluso 3 canales, dependiendo del uso de la función de puente.

Resumen

Esperamos que haya aprendido lo que necesitaba saber sobre los amplificadores para coches. Estas son las cosas fundamentales que debes recordar:

• Los amplificadores para coche potencian una señal pequeña hasta convertirla en una señal más grande que pueda hacer funcionar los altavoces
• Se utilizan para resolver muchos problemas de audio del coche y mejorar el sonido
• Los equipos de música para coche no pueden proporcionar una salida de alta potencia como lo hace un amplificador

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