¿Qué es un preamplificador pasivo?

Todo lo que necesitas saber sobre los preamplificadores más transparentes del mundo

Nota: Esta publicación ha sido traducida del inglés, por lo que algunos términos técnicos podrían no ser del todo precisos.

Mientras que muchos componentes hi-fi buscan modelar o mejorar el sonido, la función de un preamplificador pasivo es justo la contraria: actuar como un centro de control invisible, permitiendo que las señales pasen libremente sin afectar en absoluto el sonido, más allá del control de volumen y la selección de entradas. Así que, si alguna vez has querido escuchar tu música con el nivel de transparencia que solo un preamplificador pasivo puede ofrecer, prepárate: vamos a sumergirnos en todo lo que necesitas saber sobre ellos. Empecemos por lo básico:

¿Qué es un preamplificador pasivo?

Dicho de forma sencilla, es un control de volumen de alta calidad, unas cuantas resistencias y algunos interruptores dentro de una caja. No lleva fuente de alimentación, ni condensadores, ni transistores, ni electrónica activa de ningún tipo. Esto te permite controlar el volumen, cambiar entre fuentes y configurar múltiples salidas sin ningún cambio audible en el sonido.

Preamplificadores pasivos vs. activos

Los preamplificadores activos amplifican la señal, aumentando su voltaje para alimentar el amplificador de potencia. Son ideales para fuentes con bajo nivel de salida, pero pueden introducir ruido, distorsión o coloración debido a los circuitos adicionales. En cambio, los preamplificadores pasivos no amplifican la señal: simplemente controlan el volumen y cambian entradas/salidas. El resultado es un sonido más limpio y transparente.

Suena genial, ¿pero cuál es la desventaja?

"Desventaja" puede que sea una palabra demasiado fuerte, pero los preamplificadores pasivos sí tienen algunas limitaciones, todas las cuales pueden evitarse si el diseño es bueno y el sistema es compatible.

Compatibilidad del sistema

La limitación más obvia es que los preamplificadores pasivos no tienen ganancia, es decir, no amplifican la señal. Para lograr un volumen adecuado, tu fuente debe tener suficiente voltaje de salida para alimentar el amplificador de potencia de manera eficaz. Como regla general, el voltaje de salida de tu fuente debería ser al menos la mitad de la sensibilidad de entrada de tu amplificador. Esto asegura que tendrás suficiente voltaje para alcanzar un volumen cercano al máximo. Las fuentes digitales suelen tener salida suficiente, por lo que no es un problema. Sin embargo, los sistemas de vinilo requieren más atención: aquí debes considerar tanto el voltaje de salida de la cápsula como la ganancia de la etapa de fono. Envíanos los detalles de tu cápsula, etapa de fono y amplificador, y te ayudaremos a comprobar la compatibilidad.

Impedancia de salida y cables

Otra limitación de los preamplificadores pasivos es que pueden tener una impedancia de salida alta si no están bien diseñados, lo cual es lamentablemente común en muchos modelos del mercado. Una impedancia de salida alta es problemática por varias razones. La primera es que requiere una cuidadosa compatibilidad entre componentes para evitar perder volumen máximo (ver Coincidencia de impedancia más abajo). La segunda es que valores altos introducen más ruido, reduciendo la relación señal/ruido de tu sistema. La tercera, y quizás más importante, es que una impedancia de salida alta se combina con la capacitancia de los cables de salida para formar un filtro paso bajo, atenuando algunas frecuencias altas. Por ejemplo, si combinas una impedancia de salida de 12,5 kOhm (un valor típico en algunos modelos mal diseñados) con 3 metros de cable RCA promedio, obtienes un punto de atenuación de -3 dB alrededor de los 10 kHz. Esto está muy por debajo del límite superior de la audición humana y tendrá un efecto audible en el sonido.

¿Cómo evitar una impedancia de salida alta?

Es bastante sencillo: utiliza un control de volumen de 10 kOhm del tipo adecuado, como un potenciómetro o un atenuador escalonado SMD, como en nuestro Mini Passive Preamp. Evita usar valores más altos y evita los atenuadores tipo shunt, sin importar su valor. Nuestro preamplificador Mini tiene una impedancia de salida máxima de 2,5 kOhm, lo que significa que esos mismos cables de 3 metros tendrán un punto de -3 dB a 80 kHz, muy por encima del umbral de la audición humana, asegurando que el sonido no se vea afectado.

"Coincidencia de impedancia"

Un error común sobre los preamplificadores pasivos es pensar que requieren una “coincidencia de impedancia”. Los sistemas hi-fi en realidad usan lo que se llama acoplamiento de impedancia (impedance bridging), donde la impedancia de salida de la fuente es significativamente menor que la impedancia de entrada de la carga, para evitar una pérdida de volumen. A pesar de lo que muchos creen, la impedancia no tiene efecto alguno sobre la calidad del sonido en condiciones normales, solo sobre el nivel de volumen. ¿Cuándo se convierte en un problema entonces? Algunos preamplificadores pasivos tienen una impedancia de salida tan alta que provoca una pérdida de volumen significativa al conectarse a un amplificador. En contraste, el atenuador SMD utilizado en nuestro Mini Preamp tiene una impedancia de salida de 0 Ohmios a volumen máximo (una conexión directa), lo que significa que el acoplamiento de impedancia no es un problema. No perderás volumen, incluso al alimentar múltiples amplificadores al mismo tiempo.

Diferentes tipos de controles de volumen

¿Potenciómetro? ¿Atenuador en derivación? ¿Qué significan todos esos términos?

Estos son algunos de los distintos tipos de controles de volumen. Existen varias configuraciones, cada una con sus ventajas e inconvenientes. Vamos a repasarlas:

Potenciómetros

El tipo de control de volumen más básico, presente en la gran mayoría de equipos de audio. Utilizan un contacto deslizante que gira sobre un elemento resistivo.
Ventajas: Baratos y prácticos. Funcionan suficientemente bien para el 99 % de los casos.
Inconvenientes: A menudo son de baja calidad y tienden a tener un equilibrio de canales deficiente a volúmenes bajos.
Características de impedancia: Son ideales para preamplificadores pasivos cuando se utiliza un valor de 10 kOhm. Tienen una impedancia de entrada fija y una impedancia de salida que siempre será igual o inferior al valor dividido entre 4. Por ejemplo, un atenuador de 10 kOhm tiene una impedancia de entrada fija de 10 kOhm y una impedancia de salida máxima de 2,5 kOhm.

Atenuadores escalonados

Existen tres tipos principales de atenuadores escalonados: en serie, en escalera y en derivación. Mira esta imagen para visualizar mejor las diferencias. Tal vez profundicemos en este tema en otra entrada del blog, pero por ahora cubriremos lo básico:

Atenuadores escalonados en serie

Este es el tipo de atenuador que utilizamos en nuestro Mini Passive Preamp. Funcionan casi igual que los potenciómetros, excepto que en lugar de una pista resistiva, los contactos barren una placa de circuito con muchas resistencias diminutas individuales.
Ventajas: Mayor calidad y precisión que los potenciómetros.
Inconvenientes: Más caros.
Características de impedancia: Idénticas a las de los potenciómetros.

Atenuadores escalonados en escalera

Ofrecen un rendimiento similar al de los atenuadores en serie, pero usan un conmutador complejo para seleccionar entre pares de resistencias.
Ventajas: Menos componentes en la trayectoria de la señal en cada momento.
Inconvenientes: Pueden producir ruido al cambiar de volumen (chasquidos en los altavoces). Requieren el doble de resistencias que una configuración en serie, lo que los hace más complejos y costosos.
Características de impedancia: Idénticas a las de los potenciómetros, si están bien diseñados.

Atenuadores escalonados en derivación

Básicamente, son un intento de reducir el coste de los atenuadores en escalera reemplazando la mitad del circuito por una resistencia fija. Aunque suene bien en teoría, poner una resistencia fija en la entrada genera muchos más problemas de los que resuelve. Tienen una impedancia de salida considerablemente más alta que otras configuraciones, lo que provoca todos los problemas mencionados anteriormente, como la pérdida de frecuencias altas. La resistencia fija está siempre en la ruta de la señal, lo que significa que no existe una "conexión directa" al máximo volumen, y esto hace que el acoplamiento de impedancia se convierta en un problema real. Además, introducen un problema nuevo: la impedancia de entrada varía con el volumen, y a volúmenes bajos puede llegar a ser tan baja que también genera problemas de impedancia con la fuente. En resumen, los atenuadores shunt son una solución en busca de un problema y no son adecuados para preamplificadores pasivos.
Ventajas: Solo dos resistencias en la ruta de la señal (aunque de valores subóptimos, lo que anula cualquier beneficio).
Inconvenientes: Requiere una compatibilidad de sistema extremadamente cuidadosa y cables cortos con baja capacitancia para contrarrestar la alta impedancia de salida. No tienen una "conexión directa" al máximo volumen. Pueden aparecer problemas de acoplamiento de impedancia tanto con la fuente como con el amplificador.
Características de impedancia: Impedancia de salida alta y una posible impedancia de entrada baja. Justo lo contrario de lo que buscamos en un preamplificador pasivo.

Controles de volumen exóticos

Relés

Los controles de volumen por relés son básicamente un atenuador en escalera, pero en lugar de utilizar un conmutador rotatorio grande, emplean una serie de relés para cambiar entre resistencias. Si están bien diseñados, pueden ofrecer un rendimiento excelente. Las desventajas son que su diseño es complicado, son caros de fabricar con componentes de calidad, y los relés hacen clic constantemente cada vez que se ajusta el volumen, lo cual suena como un niño rebuscando en una caja de piezas de Lego.

Transformadores

Los controles de volumen por transformador, o TVC, son una opción peculiar. En teoría, tienen más desventajas que los potenciómetros: mayor distorsión y unas características de impedancia complejas que varían con el volumen. Además, los transformadores de buena calidad son costosos, y los de baja calidad pueden tener un rendimiento pésimo. Son el equivalente en volumen a usar un ordenador cuántico para hacer sumas. También se parecen un poco a uno. Dicho esto, hay algo divertido en un nivel de sobreingeniería tan absurdo, así que si tienes presupuesto y estás dispuesto a dedicar algo de tiempo a garantizar la compatibilidad de tu sistema, pueden ser una alternativa curiosa a los controles resistivos.

Conclusión

Los preamplificadores pasivos ofrecen una experiencia de escucha excepcionalmente transparente, pero solo si están bien diseñados y se integran correctamente en tu sistema. En Tisbury Audio, llevamos años perfeccionando nuestro Mini Passive Preamp para evitar las trampas típicas y ofrecer un rendimiento preciso y transparente. ¿Tienes dudas sobre la compatibilidad? Escríbenos, estaremos encantados de ayudarte.