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¿Qué es un amplificador?

Para muchos cuando se menciona “amplificador” piensan en un amplificador electrónico, pero…

Genéricamente un amplificador es un dispositivo que recibe un estímulo pequeño y entrega uno grande. Pero como estamos hablando de audio, entonces un amplificador sería el dispositivo que estimulado por el audio nos daría más audio…

¡Y esto parece ya un galimatías! Así que vayamos por pasos.

Audio para muchos es la señal eléctrica obtenida a partir de un transductor expuesto a sonidos. Luego ésa señal eléctrica puede ser amplificada en un amplificador electrónico y tendríamos una señal eléctrica mayor.
¡Hum! ¡Algo no anda bien aquí! Porque nosotros no podemos oír “ése audio” ya que es una señal eléctrica. Luego nos falta otro transductor que convierta ése audio amplificado de nuevo en sonido.

¿Es ésta la única manera? Pues no y copio de la Wikipedia:
“A pneumatic amplifier may be realised by using some kind of sensitive valve, which requires little force to operate, to modulate the flow of a stream of compressed air. They were used in compressed air gramophones before the days of electronic amplification, as in the Auxetophone, the Stentorphone, and similar devices… The Auxetophone1 was capable of producing sufficient volume to broadcast public music performances from the top of the Blackpool Tower, and was said to be loud enough to cause people to vacate the front rows of seats in an auditorium.”

Y para aquellos que la lengua de Shakespeare resulta difícil pues Google translate:
“Un amplificador neumático se puede realizar mediante el uso de algún tipo de válvula sensible, que requiera muy poca fuerza para operar, y así modular el flujo de una corriente de aire comprimido. Fueron utilizados gramófonos de aire comprimido antes de los días de la amplificación electrónica, como en el Auxetophone, Stentorphone, y dispositivos similares… El Auxetophone1 era capaz de producir un volumen suficiente para emitir interpretaciones o ejecuciones públicas de música desde la parte superior de la torre Blackpool, y se decía que era lo suficientemente fuerte como para hacer a la gente abandonar las primeras filas en un auditorio.”

Incluso antes de esos amplificadores de audio neumáticos, Edison nos asombra con su teléfono parlante basado en el efecto Johnsen–Rahbek.
Más hoy día la amplificación de audio es siempre electrónica. Luego asumamos que al decir amplificador nos estamos realmente refiriendo a un amplificador electrónico de audio.
Recordemos que siempre hay al menos dos transductores en el procesamiento del sonido, que es lo que nosotros, simples mortales, podemos oír. Por lo que nunca debemos olvidar que el sonido que oímos pasa al menos por un micrófono y un parlante. Y en muchas ocasiones por mas transductores, como en el caso de los discos de vinilo, o conversiones AD/DA como en un CD, o codecs como el mp3, o Vorbis, wma, etc. y aunque éstos últimos no sean de alta fidelidad a ratos los escuchamos.

Finalmente, un amplificador recibe una señal eléctrica y nos devuelve otra señal eléctrica de mayor amplitud, o mayor intensidad y/o mayor potencia.

Para caracterizar un amplificador se usan varios parámetros:
Ganancia, que puede ser de tensión, de corriente, o de potencia. Es un número sin unidades y a veces se da en decibelios;
Ancho de banda (BW), determina el rango de frecuencias útiles del dispositivo. Generalmente entre puntos de media potencia, -3db o el 70% de la tensión;
Eficiencia, importante en las etapas de potencia. Nos dice cuánta potencia útil obtenemos en relación a la consumida. Se da generalmente en porciento.
Algunos valores típicos para amplificadores de audio: Clase A 10-20%, Clase AB 40-60%, Clase D 80-90%;
Linearidad, distorsión, intermodulación, estos parámetros están estrechamente vinculados.
Idealmente un amplificador de audio debería ser lineal, es decir la salida proporcional a la entrada o relacionadas por la ecuación de una línea recta, que es lo mismo. En la práctica ningún amplificador es lineal por lo que la señal de salida no es idéntica a la de entrada, provocando distorsión e intermodulación cuando se amplifican dos o más frecuencias simultáneamente, creando frecuencias que no están en la entrada;
Ruido, es una señal aleatoria, inherente a todo circuito; ¡no hay modo de librarse del ruido! Sin embargo un diseño cuidadoso permite reducirlo al mínimo. Se caracteriza con la relación de ruido S/N, o el factor de ruido NF.
Rango dinámico, es la relación entre la menor señal de salida posible, limitada por el ruido, y la mayor señal de salida posible limitada por la distorsión. Generalmente se expresa en db.
Slew Rate (razón de cambio para gran señal), es la mayor velocidad posible de cambio en V/seg a la salida del amplificador para señales grandes. Generalmente provocado por un nodo limitado en corriente para cargar una capacidad parásita. El efecto final es que el BW a alta potencia es menor que el BW a pequeña señal.
El tiempo de subida (Raise Time) y de caida (Fall Time), el tiempo de establecimiento (Settling Time), el Overshoot, el Ringing, etc., son otros parámetros útiles para caracterizar amplificadores en dependencia de su aplicación.

1 http://www.douglas-self.com/MUSEUM/COMMS/auxetophone/auxetoph.htm
2 https://web.archive.org/web/20110723031652/http://www.bobsoldphones.net/Pages/index.htm