Articulos posteado por

¿Cuál es la diferencia entre ganancia y volumen?

¿Cuál es la diferencia entre ganancia y volumen?

Los términos de ganancia y volumen suelen ser usados indistintamente o prestarse a confusión. En parte por la forma en la que están etiquetados los controles de muchos amplificadores de instrumento y en parte porque al oído pueden representar un mismo resultado. Sin embargo existe una diferencia entre ganancia y volumen y la idea de este artículo es aclarar en donde radica esa diferencia.

¿Donde radica la diferencia entre ganancia y volumen?

Básicamente en el hecho de que son términos que indirectamente pueden representar lo mismo pero directamente pueden no tener demasiado que ver.

Es similar a la definición de precisión y exactitud. La mayoría de las personas suele usar estos términos sin conocer la diferencia e intercambiarlos sin darse cuenta. En el caso del ejemplo precisión es una medida más bien estádistica que da cuenta de la capacidad de algo de otorgar siempre el mismo resultado.

Supongamos que queremos embocar un dardo en el centro del tablero, si lo embocamos el 100% de las veces a 20 cm del centro somos precisos pero no exactos. Si lo embocamos siempre al medio somos precisos y exactos.

Con el volumen y la ganancia la ecuación es muy similar:  Ambos conceptos se suelen intercambiar pero representan cosas distintas. Empecemos explicando que es la ganancia.

¿Qué es la ganancia?

Etapa de ganancia: Amplificador de emisor común.

Etapa de ganancia que consiste en un amplificador de emisor común.

Podemos definir la ganancia como un cambio relativo entre dos estados, aunque a manera de hacer el concepto más ameno digamos que la ganancia es un incremento en algún valor.

En el caso del ejemplo de arriba, tenemos una etapa de amplificación de emisor común, vemos que a la izquierda de todo tenemos la señal que ingresa y en la parte superior derecha tenemos la señal que veríamos a la salida. Definimos la ganancia como la relación entre estas dos señales.

Para hacerlo usaremos la siguiente formula:

Ganancia = 20 log (Vout / Vin)

Donde Vout = Voltaje de salida y Vin = Voltaje de entrada. En este caso la definición esta aplicada al voltaje pero bien podría aplicarse a la potencia o a la corriente.  El resultado de la ecuación tiene como unidad el dB (decibel) y también es conocido como “Factor de amplificación”.

Esta definición puede parecer lo suficientemente simple como para no confundir a nadie, sin embargo más adelante veremos donde esta la parte que la puede hacer algo confusa.

¿Qué es el volumen?

Para definirlo en pocas palabras el volumen es considerado como la percepción subjetiva de la potencia de un sonido. El fenómeno en si es complejo de explicar porque involucra el nivel de presión sonora (medible) y las curvas del oído que fueron mencionadas en el artículo sobre la guerra del volumen.

Curvas de igual sonoridad

Curvas de igual sonoridad de Fletcher y Munson

En pocas palabras lo que sucede es que definimos al volumen como la percepción de cuan “fuerte” suena algo, el nivel de presión sonora a la medición de dicho sonido comparado con un parámetro conocido ( el umbral de audición). Finalmente las curvas de Fletcher y Munson nos dicen lo que creemos estar escuchando (el oído tiene su propia ecualización).

Hasta acá simplemente definimos los términos pero todavía no explicamos bien cual es la diferencia entre ganancia y volumen.

Entonces ¿Cual es la diferencia entre ganancia y volumen?

En términos teóricos las diferencia más notoria entre ganancia y volumen es que la ganancia es la medición de un fenómeno puramente electrónico (voltaje, potencia, corriente) que no necesariamente implica la participación de un parlante o de algo que emita sonido en si.

En el caso del ejemplo del amplificador de emisor común, si yo tengo los componentes para armar una etapa de amplificación de emisor común y armo el circuito en una protoboard e inyecto una señal a la etapa y posteriormente mido el resultado a la salida voy a obtener un voltaje dado. Si comparo el voltaje de salida con el de entrada siguiendo la formula del factor de amplificación voy a ver que tengo una ganancia de voltaje. En este ejemplo no intervino un parlante ni se movió una sola partícula de aire por ende no intervino el fenómeno del sonido.

Lo mismo sucede con otros elementos de un circuito: Por ejemplo si en el circuito introducimos una cierta cantidad de atenuación voy a tener que la señal a la salida es más baja y por ende voy a tener una ganancia negativa.



Esto puede complicar un poco el entendimiento porque solemos asociar la ganancia con el incremento sin embargo como muchas cosas en las ciencias exactas todo depende del marco de referencia. Cuando se habla de ganancia negativa hay que pensar simplemente que hubo una atenuación.

¿Y en la vida real? ¿Cual es la diferencia?

Vamos a usar como ejemplo un amplificador de guitarra básico. Vamos a analizar sus controles y a explicar que hace cada uno en relación a la ganancia y el volumen.

Diferencia entre ganancia y volumen: Orange Tiny Terror

La diferencia entre Ganancia y Volumen se puede apreciar jugando con los controles de este amplificador.

En el caso de este amplificador que es de lo más simple que hay, vemos que tenemos un control de ganancia y uno de volumen. Si tuviesemos el amplificador en frente veríamos que el control de volumen tiene una importante influencia sobre el volumen percibido (nivel, “loudness” etc) mientras que el de ganancia tiene cierta influencia sobre el volumen percibido pero tiene una mayor influencia en la saturación o distorsión de la señal.

¿Esto por qué?

Diferencia Volumen y ganancia circuito de un Orange Tiny Terror

En esta versión ligeramente simplificada del circuito (no tiene PSU) podemos ver que controla cada perilla.

Si bien así a simple vista puede parecer chino mandarin lo que esta sucediendo en este circuito es que el potenciometro de Gain o ganancia regula la cantidad de señal que llega a la segunda etapa de amplificación que es el que en este circuito tiene más influencia sobre la distorsión.

Por otro lado la perilla de volumen como podemos ver esta casi al final del circuito y lo que es regular la cantidad de señal que va a llegar a las válvulas de potencia que a su vez esta conectadas al parlante mediante un transformador.

En este circuito la diferencia es sencilla, las primeras etapas de amplificación manejan voltajes más bajos y tienen una mayor injerencia en la cantidad de distorsión de la señal. La ganancia en este caso determina la cantidad de distorsión mientras que el volumen determina el volumen en si.

Ahora la parte donde se pone “complicado” se debe a que en términos teóricos lo que esta sucediendo en ambos casos es que existe una ganancia porque no interviene el sonido propiamente dicho aún.

Entonces si nos queremos poner exquisitos podemos decir que ambos potenciometros regulan la ganancia del circuito pero por la topologia del circuito (esta pensado para distorsionar) la perilla de ganancia regula la cantidad de saturación y la perilla de volumen regula la ganancia de la etapa de potencia que para términos prácticos regula el volumen (en realidad regularía la cantidad de potencia que le llega al parlante y de ahi para afuera es problema del parlante)

Tanto la perilla de gain como la de volume suelen venir con distintos nombres: “Pre-amp”, “Gain”, “Master”, “Normal Volume” y una larga lista de etceras. Sin embargo las funciones suelen ser similares en casi todos los casos.

Entonces no son lo mismo pero pueden ser lo mismo:

Como había dicho antes la curiosidad de estos dos términos es que representan cosas concretas pero para fines prácticos les asignamos representaciones mentales de manera de hacer que sea más fácil comprender que hace cada control en un circuito.

Ahora, lo curioso del caso es que el control de ganancia o pre-amp volume no existió desde siempre porque el mismo concepto de distorsión no existió desde siempre. Entonces es importante entender que la ganancia sucede en muchas partes del circuito y puede incluso ser negativa, por ende incluso un control de volumen maestro tiene una injerencia sobre la ganancia.

Ejemplos con dispositivos reales:

Voy a citar algunos dispositivos describiendo lo que hacen y comparandolos en términos de ganancia y volumen:

  • Booster de guitarra: Es en esencia una etapa de amplificación que se encarga de amplificar (valga la redundancia) y por ende tiene una ganancia positiva. La diferencia es que esta diseñado de tal manera de no producir distorsión. Al producir una ganancia nosotros vamos a escuchar la señal mas fuerte en términos de volumen porque el circuito “ve” un voltaje mucho más alto a la entrada.
  • Treble Booster: Esto es exactamente lo mismo, la única diferencia es que la etapa de amplificación incorpora además un filtro pasa-altos que permite atenuar las frecuencias graves y resaltar los agudos. En esencia se produce una ganancia mayor en frecuencias agudas que en las bajas.
  • Pedal de distorsión: Un pedal de distorsión sigue exactamente los mismos principios. Una o varias etapas de amplificación que tienen asociada una ganancia pero que se diferencian de los ejemplos anteriores porque introducen cierto recorte en la señal ocasionando justamente la distorsión. La realidad es que la distorsión, saturación y overdrive son lo mismo en términos electrónicos: Señales más o menos recortadas o distorsionadas.

Estos son solo algunos ejemplos que demuestran que el fenómeno de ganancia esta asociado intrínsecamente a la amplificación pero en el caso práctico suele estar relacionado con la distorsión.

Otros ejemplos incluyen consolas donde el control de ganancia regula el nivel de entrada del micrófono  o un pedal de wah donde la ganancia regula justamente la ganancia que tiene el filtro y por ende que tanto se van a enfatizar las frecuencias por donde barre.

Conclusiones:

Como podemos ver a pesar de que es relativamente simple de definir en términos teóricos la diferencia entre ganancia y volumen ir al plano práctico es un poco mas difícil porque son conceptos que pueden suceder juntos o no.

En un principio lo mejor es asociar la ganancia a las etapas de pre-amplificación y el volumen a las de potencia. Posteriormente lo mejor es tratar de entender los conceptos de la manera más teórica posible para poder entender bien sobre que parte del circuito tiene injerencia cada uno de los controles.

 

13 Comentarios

  • Gracias esta pagina es excelente y la información muy comprensible y fiel. Me estoy leyendo todo! Saludos!

    • Gracias por comentar Gonzalo, me alegro que te guste la página. Un saludo

  • Lo felicito amigo. Su manera de explicar este tema es muy inteligente y didáctica. Hace ver las cosas concretas y le ayuda a las personas que no tienen conocimientos previos de electrónica y amplificación a comprender este maravilloso mundo de una manera amena y pragmática..
    Muchas gracias por tomarse el tiempo de hacer este blog.

    • Hola Jorge, te agradezco por tus palabras. Me alegro mucho que te haya servido el artículo y el blog, siempre es bueno saber que este tipo de iniciativas le sirven a la gente o le llegan de una manera simple.

      Un saludo y gracias por comentar

  • Hola. Primero felicitarte por tus excelentes aportaciones en esta web.
    Y ahora mi pregunta de “novato”. Acabo de adquirir un amplificador de bajo LANEY- RB-4 165W. No acabo de encontrar el sonido adecuado. Digamos qeu sale “chafado” y sospecho que no manejo bien los mandos y el ecualizador. Creo que al subir la ganancia pierdo limpieza, pierdo pegada limpia.
    Agradecería algún consejo si es posible.
    Gracias

    • Que tal José, te escribe Exequiel. Yo escribí este artículo y en general, los que hablan de electrónica en el blog solo que no tenía un usuario todavía. Con respecto a tu pregunta: buscando, veo que el término chafado significa aplastado, es una definición subjetiva pero supongo que te refieres a la pérdida de la dinámica. En primera instancia fijate de no tener el compresor o limitador del amplificador activado ya que eso provocará que se reduzca el rango dinámico de la señal.

      Posteriormente, al subir la ganancia del circuito siempre vas a perder limpieza, es más o menos lo que explica el artículo: la ganancia al controlar los niveles de operación en el preamplificador afectan con mayor facilidad la cantidad de distorsión total. Entonces, lo que yo haría en tu lugar sería primero bajar la ganancia hasta un punto en el que creas que no pierdes pegada limpia (también es algo subjetiva esta definición) y fijar la ganancia en ese nivel, de ahí para arriba no vas a obtener más “limpieza” sino todo lo contrario. El volumen lo tendrás que regular con el control de “Volume”, que en este caso es el nivel de operación de la etapa de potencia.

      El control “enhance” por su parte, es un excitador armónico así que si lo que buscas es la menor cantidad de distorsión posible vas a tener que desactivarlo o ponerlo al mínimo.

      Siempre tienes que tener en cuenta que los equipos tienen un nivel de operación denominado headroom que en este caso da cuenta de la cantidad de potencia sin saturar puedes obtener del amplificador. O en criollo: que tan fuerte puede sonar el ampli limpio. Ese headroom está definido por el diseño del circuito y mucho no se puede hacer para cambiarlo salvo operar desde ese nivel para abajo. O sea, si tu amplificador empieza a distorsionar y eso no te gusta, no te queda otra que comprar otro del mismo modelo pero mayor potencia (suelen tener el mismo preamplificador con una etapa de salida capaz de entregar más potencia) o cambiar de amplificador.

      Por el lado del ecualizador, yo tengo la postura de usarlos lo menos posible en equipos de guitarra o bajo. Los ecualizadores son accesorios a la tarea principal y por tanto no suelen ser de gran calidad o complejidad. Yo lo que hago para juzgar el sonido de un equipo es escucharlo lo más plano posible, de ahí, lo que puede hacer el ecualizador es relativo. Nunca uso el ecualizador de un equipo para cambiar radicalmente el sonido ni para “buscarlo” o sea, si el sonido no me gusta es muy complicado que me empiece a gustar con una ecualización en particular y mucho menos se trata de una curva específica en donde funciona bien. Por eso, desactiva el EQ gráfico de ser posible o ponlo lo más plano que puedas y juzga el sonido desde ahí y con los EQ, si no está roto no lo arregles. En otras palabras, usa el EQ moderadamente (en este ampli tiene 15 dB de ganancia y atenuación) y solamente si tienes claro qué es lo que buscas.

      Espero haber sido de ayuda, repito que estoy contestando a lo que entendí que quisiste decir con los términos subjetivos que usaste. No es que esté mal usar términos subjetivos, de hecho todos lo hacemos pero es muy difícil interpretar lo que la otra persona quiere decir. Porque por ejemplo cuando yo leo “pegada limpia” entiendo: “la menor cantidad de distorsión armónica posible con el rango dinámico intacto” pero para ti “pegada limpia” puede ser algo totalmente distinto que quizás no sabes expresar.

      Un saludo

  • Excelente artículo, gracias

  • […] se saldria de dudas. Si alguien quiere perder un ratito leyendo, aqui os dejo un enlace: http://blog.7notasestudio.com/difere…cia-y-volumen/ Mi ex-sala en buhardilla: […]

  • más claro echale agua!!!
    excelente post. gracias!

    • Hola Nihuel, gracias por tu comentario y palabras.
      Un saludo y suerte!

  • Hola, cuando hablamos de voltaje, la fórmula para calcular los db no es: dB= 2o x Log (Vout/Vin) ?
    En tu fórmula lo calculaste multiplicando por 10. Estoy equivocado? Un saludo!

    • Hola David, gracias por tu comentario y observación, estas en lo correcto y hubo una confusión al colocar la fórmula con la de la potencia, en efecto se calcula con 20 Log (Vout/Vin)

      Un saludo y gracias nuevamente.

    • Gracias a ti por todo lo que haces, un abrazo.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

Posts Relacionados

Buscar

Nos gusta que te guste

Tweets Recientes