Hispanopedia WikiEl nivel de línea es la intensidad 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 mesas de mezclas .
En general, las señales de nivel de línea se sitúan en el punto medio de la jerarquía de niveles de señal en la ingeniería de audio. Existen señales más débiles, como las de los micrófonos (Nivel de micrófono) y las de las pastillas de instrumentos (Nivel de instrumento), y señales más fuertes, como las que se utilizan para alimentar auriculares y altavoces (Nivel de altavoz). La intensidad de estas 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, las tarjetas de sonido ) suelen tener un conector etiquetado como entrada de línea y/o salida de línea . La salida de línea proporciona una señal de audio de salida y la entrada de línea recibe una señal de entrada. Las conexiones de entrada/salida de línea en los equipos de audio orientados al consumidor suelen ser no balanceadas , con un conector minijack TRS de 3,5 mm (0,14 pulgadas, pero comúnmente llamado octavo de pulgada ) de 3 conductores que proporciona tierra, canal izquierdo y canal derecho, o conectores RCA estéreo . Los equipos profesionales suelen utilizar conexiones balanceadas en conectores jack TRS de 6,35 mm (1/4 de pulgada) o conectores XLR . Los equipos profesionales también pueden utilizar conexiones no balanceadas con conectores jack TS (1/4 de pulgada).
Niveles nominales
El nivel de línea describe el nivel de señal nominal de una línea como una relación, expresada en decibelios , con respecto a una tensión de referencia estándar. El nivel nominal y la tensión de referencia con la que se expresa dependen del nivel de línea utilizado. Si bien los niveles nominales varían, solo dos tensiones de referencia son comunes: decibelios-voltios (dBV) para aplicaciones de consumo y decibelios sin carga (dBu) para aplicaciones profesionales.
La tensión de referencia decibelio-voltio es 1 V RMS = 0 dBV . [ 1 ] La tensión de referencia decibelio sin carga, 0 dBu , es la tensión de CA necesaria para producir 1 mW de potencia a través de una impedancia de 600 Ω (aproximadamente 0,7746 V RMS ). [ 2 ] Esta unidad poco práctica es un vestigio de los primeros estándares telefónicos, que utilizaban fuentes y cargas de 600 Ω y medían la potencia disipada en decibelios-milivatios ( dBm ). Los equipos de audio modernos no utilizan cargas adaptadas de 600 Ω, por lo tanto, dBm sin carga ( dBu ).
El nivel nominal más común para equipos profesionales es +4 dBu (por convención, los valores en decibelios se escriben con un símbolo de signo explícito). Para equipos de consumo es −10 dBV , que se utiliza para reducir los costos de fabricación. [ 3 ]
Expresado en términos absolutos, una señal de −10 dBV es equivalente a una señal sinusoidal con una amplitud máxima (V PK ) de aproximadamente 0,447 voltios , o a cualquier señal general de 0,316 voltios de valor cuadrático medio (V RMS ). Una señal de +4 dBu es equivalente a una señal sinusoidal con una amplitud máxima de aproximadamente 1,736 voltios , o a cualquier señal general de aproximadamente 1,228 V RMS .
La amplitud pico a pico (a veces abreviada como pp ) (V PP ) se refiere a la variación total de voltaje de una señal, que es el doble de la amplitud pico de la señal. Por ejemplo, una señal con una amplitud pico de ±0,5 V tiene una amplitud pp de 1,0 V.
La señal de nivel de línea es una señal de corriente alterna sin 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 ) hasta el voltaje negativo equivalente ( −1,5 V ). [ 4 ]
Impedancias
Como los cables entre la salida y la entrada de línea suelen ser extremadamente cortos en comparación con la longitud de onda de la señal de audio en el cable, se pueden ignorar los efectos de la línea de transmisión y no es necesario utilizar la adaptación de impedancias . En su lugar, los circuitos de nivel de línea utilizan el principio de puenteo de impedancia , en el que una salida de baja impedancia controla una entrada de alta impedancia. Una conexión de salida de línea típica tiene una impedancia de salida de 100 a 600 Ω, siendo más comunes los valores más bajos en los equipos más modernos. Las entradas de línea presentan una impedancia mucho mayor, típicamente de 10 kΩ o más. [ 5 ]
Las dos impedancias forman un divisor de voltaje con un elemento en paralelo de gran tamaño en relación con el elemento en serie, lo que garantiza que poca señal se derive a tierra y que los requisitos de corriente se minimicen. La mayor parte del voltaje emitido por la salida aparece a través de la impedancia de entrada y casi ninguna caída de voltaje se produce en la salida. [ 5 ] La entrada de línea actúa de forma similar a la entrada de un voltímetro o un osciloscopio de alta impedancia, midiendo el voltaje emitido por la salida mientras extrae una corriente mínima (y, por lo tanto, una potencia mínima) de la fuente. La alta impedancia del circuito de entrada de línea no sobrecarga la salida del dispositivo fuente.
Se trata de señales de voltaje (a diferencia de las señales de corriente), y lo que se busca es la información de la señal (voltaje), no la energía para alimentar 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.
Salir
Símbolo de línea cortada. Color de la guía de PC: lima.
Las salidas de línea suelen presentar una impedancia de fuente de entre 100 y 600 ohmios . El voltaje puede alcanzar los 2 voltios pico a pico, con niveles referenciados a -10 dBV (300 mV) a 10 kΩ . La respuesta en frecuencia de la mayoría de los equipos modernos se anuncia como de al menos 20 Hz a 20 kHz, lo que corresponde al rango de audición humana . Las salidas de línea están diseñadas para controlar una impedancia de carga de 10 000 ohmios; con tan solo unos pocos voltios, esto requiere una corriente mínima.
Conectar otros dispositivos
Conectar una carga de baja impedancia, como un altavoz (normalmente de 4 a 8 Ω ), a una salida de línea provocará un cortocircuito en el circuito de salida. Estas cargas tienen una impedancia aproximadamente mil veces menor que la que la salida de línea está diseñada para manejar, por lo que esta salida no suele estar diseñada para suministrar la corriente que consumiría una carga de 4 a 8 Ω con los voltajes de señal de salida normales. El resultado será un sonido muy débil proveniente del altavoz y, posiblemente, un daño en el circuito de salida de línea.
A veces se confunden las salidas de auriculares con las salidas de línea. Los auriculares de diferentes marcas y modelos tienen impedancias muy variadas, desde tan solo 20 Ω hasta varios cientos de ohmios; la impedancia más baja dará resultados similares a los de un altavoz, mientras que la más alta puede funcionar de forma 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 puente con auriculares de 32 ohmios) y puede alimentar fácilmente una entrada de línea.
Por razones similares, no se deben usar cables en estrella (o divisores en Y ) para combinar dos señales de salida de línea en una sola entrada de línea. Cada salida de línea estaría controlando la otra salida de línea, así como la entrada prevista, lo que nuevamente resultaría en una carga mucho mayor de la prevista. Esto provocará pérdida de señal e incluso posiblemente daños. En su lugar, se debe usar un mezclador activo, por ejemplo, con amplificadores operacionales . [ 6 ] Se puede usar una resistencia grande en serie con cada salida para mezclarlas de forma segura, pero debe diseñarse adecuadamente para la impedancia de carga y la longitud del cable.
Línea en
Símbolo de entrada de línea. Guía de PC color azul claro.
Los diseñadores prevén 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 dentro del rango proporcionado por las salidas de línea. Por otro lado, las impedancias no coinciden entre la salida y la entrada. La impedancia de una entrada de línea suele ser de alrededor de 10 kΩ . Cuando se alimenta con la baja impedancia habitual de una salida de línea (de 100 a 600 ohmios), se forma una conexión en puente en la que la mayor parte del voltaje generado por la fuente (la salida) 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 impedancia mayor que las salidas de línea, no deben confundirse con las llamadas entradas Hi-Z (donde Z representa la impedancia ), que tienen una impedancia de 47 kΩ a más de 1 MΩ . Estas entradas Hi-Z o de instrumento generalmente tienen una ganancia mayor que una entrada de línea. Están diseñadas para usarse, por ejemplo, con pastillas de guitarra eléctrica y cajas de inyección directa . Algunas de estas fuentes solo pueden proporcionar un voltaje y una corriente mínimos, y la entrada de alta impedancia está diseñada para no sobrecargarlas.
Nivel de línea en rutas de señalización tradicionales
Los sonidos acústicos (como voces o instrumentos musicales ) suelen grabarse con transductores ( micrófonos y pastillas ) que producen señales eléctricas débiles. Estas señales deben amplificarse hasta alcanzar el nivel de línea, donde se pueden manipular más fácilmente con otros dispositivos como mesas de mezclas y grabadoras. Dicha amplificación la realiza un dispositivo conocido como preamplificador , que eleva la señal al nivel de línea. Tras su manipulación, las señales se envían normalmente a un amplificador de potencia , donde se amplifican hasta niveles que permiten el funcionamiento de auriculares o altavoces . Estos convierten las señales de nuevo en sonidos audibles.
La mayoría de las cápsulas fonográficas tienen un nivel de salida bajo y requieren un preamplificador; por lo general, un amplificador o receptor estéreo integrado para el hogar cuenta con una entrada de fono especial . Esta entrada envía la señal a través de un preamplificador de fono, que aplica la ecualización RIAA a la señal y la eleva al nivel de línea.
Véase también
Referencias
- ↑ "Conceptos básicos de audio de Tangible Tech" . Archivado del original el 25 de febrero de 2007. Consultado el 4 de febrero de 2007 .
- ↑ Glenn M. Ballou, ed. (1998). Manual para ingenieros de sonido: La nueva enciclopedia de audio, segunda edición . Focal Press. pág. 761. ISBN 0-240-80331-0.
- ↑ Winer, Ethan (2013). El experto en audio: Todo lo que necesitas saber sobre audio . Focal Press. pág. 107. ISBN 978-0-240-82100-9.
- ↑ Medición con osciloscopio para señal de nivel de línea
- 1 2 Dennis Bohn (mayo de 1996). "Requisitos prácticos de corriente de excitación de línea" . RaneNotes . Rane Corporation . Recuperado el 1 de septiembre de 2025.
En la práctica, la teoría de líneas de transmisión de ingeniería eléctrica no se aplica a las líneas de audio del mundo real. ... Esto allana el camino para un modelado RC simple de nuestra línea de audio.
- ↑ Dennis Bohn (abril de 2004). "¿Por qué no en Y?" . RaneNotes . Rane Corporation . Consultado el 1 de septiembre de 2025 .
Las salidas son de baja impedancia y solo deben conectarse a entradas de alta impedancia; nunca, nunca conecte dos salidas directamente entre sí; nunca. Si lo hace, cada salida intentará controlar la muy baja impedancia de la otra, forzando a ambas a alcanzar el límite de corriente y posiblemente dañándolas. Como mínimo, se produce una pérdida de señal grave.
Enlaces externos
- 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 decibelio
- Ingeniería electrónica
- Ingeniería de audio
- Sonido
- electrónica de consumo
- Cables de señal
