Transductores electroacústicos ¿Qué tipos de drivers hay? ¿Qué ventajas e inconvenientes tienen?

Jesús Sánchez, 19 noviembre 2019

El transductor electroacústico (o driver en inglés) es el dispositivo encargado de crear sonido a partir de señales eléctricas en los auriculares; y viceversa en los micrófonos. Por tanto, se trata de uno de los componentes más importantes de los dispositivos de audio, porque de ellos dependerán la calidad y características del sonido producido.

En este artículo repasaremos los tipos de drivers más comunes (dinámicos, balanced armature, electrostáticos y ortodinámicos) y veremos cuales son las ventajas e inconvenientes de cada uno.

Drivers dinámicos (DD)

  • Más populares
  • No suelen requerir alimentación externa
  • Pueden crear distorsión armónica

La gran mayoría de auriculares Bluetooth y altavoces utilizan drivers dinámicos porque tienen una muy buena relación calidad-precio y son capaces de conseguir un sonido aceptable a un precio muy contenido.

Los transductores dinámicos hacen circular la corriente eléctrica por una bobina, creando un campo magnético que varía de acuerdo con dicha señal.

Diagrama de funcionamiento de un driver dinámico

En su interior existe un imán (habitualmente de neodimio) que se mueve debido a los cambios en el campo magnético. A su vez, el imán hace vibrar la membrana que mueve el aire generando así variaciones de presión o, lo que es lo mismo, ondas sonoras.

Ventajas

Los drivers dinámicos (DD) pueden conseguir un sonido de mucha calidad, pero es complicado y caro ya que la calidad de audio depende mucho de los materiales de construcción del driver, así como la forma y materiales de la caja de resonancia.

Los transductores dinámicos son fáciles de alimentar y no suelen requerir de un amplificador o un DAC para conseguir una buena calidad de sonido lo que hace que sean unos drivers muy polivalentes. Los montan desde auriculares de 5 euros, hasta otros gama alta de más de 3.000 euros.

Los transductores dinámicos son los más utilizados en auriculares y altavoces domésticos

Es muy común que el diafragma esté visible es muchos modelos de altavoces, sin embargo, en los auriculares o en los altavoces Bluetooth compactos el diafragma queda oculto detrás de una rejilla protectora.

Inconvenientes

Debido a su funcionamiento, los DD reproducen muy bien las frecuencias bajas a volúmenes moderados, sin embargo, a volúmenes altos es habitual que se produzcan distorsiones armónicas. Además, el desplazamiento del imán suele ser limitado lo que produce imprecisiones en el sonido si el volumen es alto.

Si los DD son muy pequeños (auriculares in-ear), es frecuente que la propia membrana pueda crear distorsiones que afectan más a los medios y a los agudos.

Drivers balanced armature (BA)

  • Pequeños y eficientes
  • Excelente respuesta en los agudos
  • Más caros que los drivers dinámicos

Los transductores de armadura balanceada o balanced armature (BA) son los drivers más pequeños que vamos a ver y por ese motivo son muy populares en cierta gama de auriculares, no tanto en altavoces.

El funcionamiento de un driver balanced armature consiste en un imán que se encuentra en equilibrio con un campo magnético, pero que gira cuando este se ve alterado por la corriente eléctrica que circula a través de una bobina. Este giro se realiza alrededor de un eje pivote que está unido al diafragma que produce el sonido.

Esquema de funcionamiento de un transductor balanced armature (BA)

A menudo, los auriculares utilizan varios drivers BA para proporcionar un sonido de mayor fidelidad utilizando diferentes transductores para reproducir frecuencias diferentes y así cubrir todo el rango de frecuencias de la audición humana (20 Hz - 20 kHz). Esta técnica se conoce como configuración crossover o cruce.

Por ejemplo, si tenemos un auricular con 6 transductores BA distribuidos de la siguiente forma: 2 para las frecuencias bajas, 2 para las medias y 2 para los agudos; diremos que tenemos unos auriculares con una configuración de triple crossover (tres bandas o rangos de frecuencia diferenciados).

Ventajas

Las principales ventajas de los BA es que su tamaño es muy pequeño y son muy eficientes convirtiendo señales eléctricas en sonido. Por eso, aunque fueron utilizados como auriculares militares durante la Primera y la Segunda Guerra Mundial, en la actualidad se utilizan principalmente en auriculares de botón y auriculares.

Los KZ T1 montan un DD y un BA. El DD se encarga de los bajos y el BA de los medios y agudos. El resultado es muy buen sonido a bajo precio

Otro punto fuerte de los BA es que son capaces de reproducir un sonido muy preciso y equilibrado por un precio bastante contenido. Debido a ese motivo los BA son unos drivers muy utilizados para reproducir las frecuencias medias y altas en auriculares de gama media y alta.

Inconvenientes

Los transductores de armadura balanceada no son buenos reproduciendo las frecuencias bajas. Además, en comparación con los drivers dinámicos, los BA tienen un sonido más frío y analítico.

Drivers electrostáticos

  • No tienen partes móviles, lo que reduce la distorsión
  • Son muy precisos
  • Son caros, grandes, pesados y requieren de amplificadores especiales

Los drivers electrostáticos carecen de partes móviles para producir el sonido. En su lugar utilizan la electricidad estática para crear un campo eléctrico que atrae y repele el diafragma que está “emparedado” entre un par de placas metálicas. Una con carga positiva y otra con carga negativa. Las placas metálicas tienen perforaciones que permiten el flujo de aire que creará el sonido.

Esquema de funcionamiento de un transductor electrostático

Ventajas

La ausencia de componentes móviles permite que estos controladores produzcan un sonido detallado y libre de distorsiones.

Inconvenientes

Sin embargo, estos transductores electrostáticos son muy caros de fabricar y requieren de amplificadores especializados, lo que aumenta el coste total. Para que te hagas una idea, es difícil encontrar auriculares electrostáticos de segunda mano en buen estado por menos de 1.000 euros. Y si quieres unos nuevos puedes irte a por los Sennheiser Orpheus HE-1 que cuestan unos 60.000 dólares. Eso sí, incluyen el amplificador dedicado…

Además, debido a la cantidad relativamente pequeña que son capaces de moverse hacia delante y hacia atrás, no son buenos reproduciendo frecuencias bajas por lo que a menudo se utilizan junto a drivers dinámicos en crossover.

Transductores ortodinámicos

  • Una mezcla entre drivers dinámicos y electrostáticos
  • Baja distorsión armónica
  • Sonido preciso

Los transductores ortodinámicos tienen características de los drivers dinámicos y de los electrostáticos. Por un lado, funcionan de forma similar a los controladores dinámicos porque también utilizan campos magnéticos, pero en lugar de utilizar una bobina, los transductores magnéticos planares usan una membrana plana que tiene un circuito impreso y que está “emparedada” entre imanes.

La membrana plana vibra al circular la corriente eléctrica por ella y produce el sonido

Ventajas

Dado que la membrana es muy fina, apenas tiene inercia por lo que el sonido es preciso y apenas sufre distorsiones. La respuesta en frecuencia es muy balanceada y neutra por lo que pueden reproducir todas las frecuencias con gran calidad.

Detalle externo de un driver ortodinámico

Al tener una gran superficie, se crea un “frente de onda plano” (una fuente de sonido plana) con la que es menos probable que el sonido que llegue a nuestros oídos tenga ecos o reverberancias extrañas. Gracias a eso los auriculares planar magnetic tienen una amplitud y escena sonora sobresaliente.

Inconvenientes

Debido al diafragma gran superficie y a que la colocación y fuerza de los imanes debe ser muy precisa, estos modelos suelen ser pesados y caros, además requieren más potencia para ser accionados por lo que suelen necesitar un amplificador.

¿Cuál es el mejor tipo de driver?

Como ya hemos visto, cada tipo de transductor tiene sus ventajas e inconvenientes. Por lo que al final, el mejor driver dependerá del uso que le vayamos a dar.

  • A nivel de calidad sonora se podría decir que los mejores drivers son los electrostáticos, sin embargo, son muy caros, pesados y necesitan amplificadores dedicados.
  • Para la gran mayoría de usos los drivers más recomendados son los dinámicos. No es necesario gastarse un dineral para conseguir un sonido de calidad. Además, son ligeros y prácticos (no suelen necesitar amplificador).
  • Si queremos algo más de calidad, pero a un precio razonable, seguiremos encontrando auriculares con drivers dinámicos e irán apareciendo auriculares con varios drivers (DD y BA).
  • Si aún queremos algo mejor, ya pasaremos a los auriculares planar magnetic de gama “baja” que cuestan unos 300 euros y se escuchan de maravilla.

Fuentes

  1. es.wikipedia.org
  2. en.wikipedia.org
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