VARIACIONES EN TORNO A LA FASE

[rocoa]

Son frecuentes las disquisiciones en torno al tema de la fase y la polaridad entre los aficionados. Trataremos de aclarar una serie de conceptos básicos para entender la complejidad del asunto.
Es importante conocer el estándar utilzado en los equipos que conectamos para no cruzar las señales e invertir la polaridad.

Comencemos repasando la polaridad en los conectores XLR y RCA habituales en nuestros aparatos.

XLR
Son los más utilizados en el mundo del audio profesional.Su apodo cannon, por el que es más conocido en España, se debe a que los primeros que se usaron en este país estaban fabricados por la marca ITT/CANNON, y llevaban "Cannon" grabado en el chasis.
En el caso de los XLR el pin 1 es el de masa, el pin 2 para la señal positiva y el 3 para el negativo.
Podemos refererirnos a dichos pines con diferentes términos:

1.- Masa, tierra, pantalla o malla
2.- Fase,  señal de ida, vivo ó + (hot)
3.- Retorno, señal de vuelta, retorno, - (cold)



Este es el estándar actual aunque en EEUU y UK se han utilizado hasta hace poco las señales de los pines 2 y 3 invertidas, o sea, el pin 2 (-) y el pin 3 hot (+).


RCA
El conector macho tiene un polo en el centro (+), rodeado de un pequeño anillo metálico (-) .





El conector hembra tiene como polo central un agujero cubierto por otro aro de metal, más pequeño que el del macho para que éste encaje y se sujete sin problemas.









Aquí podemos ver un esquema de la combinación de conector balanceado (XLR) con otro RCA:

[rocoa]

Para que no haya inversiones de fase en el sistema de audio hemos de respetar las polaridades.
Si los aparatos que conforman el equipo montan conexiones RCA no suele haber problema dado que el pin central en todas ellas ha de ser el positivo.
Para que se mantenga la señal en fase hemos de conectar los altavoces correctamente:

- Rojo en la conexión del amplificador con rojo en el conector de altavoces.
- Negro (o blanco) en la conexión del amplificador con negro (o blanco) en la conexión de altavoces.





Podemos invertir la conexión en ambos altavoces (rojo en el amplificaor con negro en cajas y negro en el amplificador con rojo en cajas, o viceversa) y de este modo estamos invirtiendo la polaridad. Hemos hecho un cambio de fase a 180 grados.
Esto no plantea ningún problema y el sistema sonará perfectamente. Con algunas grabaciones nos gustará más en esta posición y con otras preferiremos la contraria.
Es frecuente que aficionados que escuchan habitualmente grabaciones clásicas de la EMI o DG, y no disponen de inversión de fase en ninguno de los aparatos de su cadena, mantengan los altavoces "en contrafase" porque así esos discos les suenan mejor. La razón está en como han sido grabados y editados pero de eso trataremos en otro apartado.

Una manera fácil de saber la fase de nuestros altavoces es conectar una pila a los bornes, haciendo coincidir las polaridades (+ con +) y ver si el driver se desplaza hacia dentro o hacia fuera. Si coinciden las polaridades debería hacerlo hacia fuera aunque en los bafles que montan varios drivers es frecuente que alguno de ellos esté desfasado respecto a los otros.

El problema se plantea cuando poseemos conexiones balanceadas, como es mi caso.
Ya hemos dicho que en las mismas el pin 1 es siempre la masa pero los 2 y 3 pueden ser + y - indistintamente.
Pondré el ejemplo de mi sistema.



La fuente, un Berkeley Alpha DAC posee el pin 2 + pero el preamplificador Jeff Rowland Synergy IIi al que está conectado tiene los pines 2 - , al igual que la etapa de potencia que controla.
Por tanto cuando llegamos a los bornes del amplificador la señal se ha invertido y en el conector señalado con + (rojo) realmente está presente la señal -.
Por la misma razón en el conector - (negro) del ampli está presente la señal + (positivo).
Es por ello que conecto los cables de las Avalon de la siguiente manera:

- El rojo del ampli (+) al negro del altavoz (-)
- El negro del ampli (-) al rojo del altavoz (+)

Creo que así es fácil comprender que de este modo la señal origninalmente positiva alcanza el terminal positivo del altavoz y lo mismo para la negativa.



Dado que tanto el DAC como el preamplificador traen inversor de polaridad (0/180 grados) ésto mismo podría hacerlo, y  así lo hago, conmutando dicho selector.
Cada vez que lo activo es como si hubiese invertido la conexión de los cables en los bornes de las cajas acústicas.

[rocoa]

¿Inviertes la polaridad de tu sistema de audio cuando cambias de un CD de la Deutsche Gramophon para otro de Harmonía Mundi o de la Warner Brothers para Chesky?
Si no lo haces estás perdiendo una parte importante del impacto de la grabación. Las frecuencias bajas no serán tan profundas y tensas como debieran ser; las sibilancias vocales serán más pronunciadas y las cuerdas podrían ser demasiado "sintéticas" e hirientes. Además notaremos falta de espacialidad y de aire entre los instrumentos con reducción de transparencia y dimensionalidad.



¿A qué es debido esto? ¿Qué es la polaridad absoluta? ¿Cómo puedo cambiarla? ¿Por qué es tan importante?
Trataremos de explicar algunas de estas cuestiones.

Un instrumento musical produce ondas muy complejas. La aparición o el comienzo de la onda acústica (el ataque) es crítico para como percibimos la dinámica. Este inicio es seguido por armónicos variantes en el tiempo que nos proporcionan el color, el timbre de la nota (la resonancia y la decaída).

Imagina un gran tambor que es golpeado por una baqueta. Cuando la baqueta incide en el tambor el parche del mismo se expande en la dirección en que la baqueta viaja a través del aire y la otra parte del parche es repentinamente comprimida. Esta repentina compresión del aire es el inicio de la nota grave. La excursión del parche, causada por la fuerza de la baqueta está limitada por la flexibilidad del parche y su soporte. Tras esto el parche invertirá su dirección e intentará retornar a su posición original. Cuando el parche invierte su dirección esto causa una rarefacción en la cara opuesta a donde la baqueta ha golpeado.

Por tanto la compresión seguida de la rarefacción es, o más bien crea, la onda sonora. Cuando reproducimos esta frecuencia sonora grave a través de un altavoz en nuestra sala de escucha sería deseable hacerlo de la misma manera que ocurre en la vida real. Esto es lo mismo que decir que querríamos que el cono del woofer del altavoz comience desplazándose hacia delante en la habitación, hacia nosotros, y no hacia atrás (hacia el interior del bafle del altavoz). La diferencia en el sonido de la nota que  percibiremos es fundamental.



Dejadme, simplificando y de forma exagerada, intentar demostrar la diferencia de este modo:

Digamos "Agg" en voz alta. Al hacerlo, estamos expulsando aire a través de los labios y se oirá claramente la expresión. A continuación tratemos de decir la misma expresión inspirando aire. Efectivamente, podemos hacerlo pero suena diferente ¿cierto? Es como si se perdiera fuerza e impacto.
Otro experimento podría ser silbar inspirando y espirando aire ("hacia fuera y hacia dentro").

Por tanto lo ideal será que el altavoz emule los patrones de compresión y rarefacción de los instrumentos o voces grabadas.



     La polaridad absoluta se determina en el momento de la grabación. La onda producida por los instrumentos golpea la membrana del micrófono, la cual se desplaza y crea una corriente alterna a medida que vibra hacia delante y atrás (exactamente como el parche del tambor mencionado anteriormente). Ahí es donde radica el secreto de la polaridad absoluta.
Si se utilizan varios micrófonos en la grabación, sería deseable que todos ellos estén enchufados de la misma manera, o sea, que la fase y el neutro sean uniformes en todos ellos y así todas las membranas de los micros tendrán la misma dirección de movimiento

Desafortunadamente en los viejos tiempos no se prestaba mucha atención a la polaridad de los micrófonos. Así el problema de la polaridad absoluta era ignorado y su importancia quizás no era reconocida y apreciada adecuadamente. No obstante, la moderna tecnología digital demanda el tener en cuenta la polaridad absoluta para obtener un realismo óptimo en el proceso de grabación-reproducción.
De hecho numerosos sellos discográficos prestan especial atención a este fenómeno, no sólo los pequeños sellos audiófilos sino también las grandes compañías. Así un sorprendente número de compañías mantienen un alto nivel de uniformidad en la orientación de la polaridad absoluta grabación tras grabación.



La polaridad absoluta, tantas veces llamada incorrectamente "fase", puede ser normal o invertida. Algunas veces también se describe como a 0 grados o a 180 grados. Estos son valores absolutos y podemos estar escuchando en polaridad absoluta correcta o invertida (el término fase se refiere a un fenómeno completamente diferente y puede asumir cualquier valor hasta los 360 grados a cualquier frecuencia).

O sea que, si tu electrónica posee un conmutador de "fase", se trata de un mal llamado conmutador de polaridad absoluta. Y si no dispone de tal conmutador podemos realizar la misma operación pero de una forma mucho más trabajosa. Para ello deberemos invertir la orientación de los cables de altavoz en las conexiones de los mismos (de ambos transductores ) o bien en los terminales de la etapa de potencia (en ambos cables).

En un sistema con un nivel de resolución alto es obvio que el prestar atención al problema de la polaridad absoluta redundará en unas mejores prestaciones. No obstante, muchos audiófilos se muestran insensibles a tal cuestión e incluso la desconocen. Sin embargo si percibimos que una grabación suena algo así como anémica, con una pobre definición del grave, sin profundidad, el agudo enfatizado y "arisco", poco aire y sensación de espacio entre instrumentos e insuficiente dimensión de la escena sonora, entonces es recomendable que invirtamos la polaridad del sistema para ver si mejora la escucha.
¡Quizás nos llevemos una sorpresa! Lo he vivido con muchos aficionados que, teniendo esta función en el preamplificador o en el DAC, no conocían su utilidad.

Tristemente algunas grabaciones tienen la polaridad mezclada debido a la falta de atención en este aspecto durante la grabación o la mezcla por no haber colocado todos los micros "en fase absoluta". Esas grabaciones nunca podrán sonar adecuadamente.

Una vez que nos hayamos familiarizado con la escucha en la polaridad absoluta correcta o invertida, es relativamente fácil comparar y determinar cual es la correcta para las distintas grabaciones. También el nivel de refinamiento de la cadena musical puede jugar un papel importante en la relativa importancia de la correcta polaridad. Algunas personas refieren que les trae sin cuidado mientras que otras son incapaces de permanecer escuchando música en un sistema, incluso con no mucha resolución, en la polaridad incorrecta. Tengo que decir que las diferencias más significativas las he encontrado en buenas tomas en directo, sobre todo de música clásica y jazz.
De todos modos conviene experimentarlo uno mismo y quizás nos percatemos de que esas grabaciones de la DG, EMI y Mercury no son tan brillantes como habíamos pensado hasta ahora.



He chequeado cuidadosamente la polaridad absoluta de muchos de los CDs de mi colección marcando en la carátula + o – (también podríamos poner "normal" o "invertida" o bien  0 grados/180 grados ). Cada uno de los discos requiere una pequeña atención para determinar cual es la polaridad correcta, y obviamente en algunas grabaciones las diferencias son mucho más patentes que en otras.

Algo muy interesante es el alto grado de uniformidad entre las diferentes grabaciones de los distintos sellos discográficos. Un alto porcentaje de los discos de una discográfica dada poseen la misma polaridad. Evidentemente hay excepciones pero el nivel de uniformidad en este sentido es elevado.
En los tiempos "analógicos" había mucha menos uniformidad de grabación en grabación (a veces no la había incluso entre los distintos tracks de un mismo disco).

La siguiente lista indica la polaridad absoluta prevalente que he encontrado en las diferentes compañías dentro de mi colección. Muchas grandes compañías como DG, RCA, Mercury, Warner Brothers, EMI y DECCA son asombrosamente uniformes en este sentido mientras que otras como Columbia, Sony, Capitol, Philips, etc. lo son menos. Muchas de los sellos audiófilos son fiables en su polaridad grabación tras grabación.



Para utilizar este listado, lo primero que debemos de tener en cuenta es que la fase del equipo de audio sea la correcta (como ya hemos comentado, ciertas marcas de equipamientos de audio no siguen la norma estándar en sus polaridades por lo que la inclusión de estos aparatos en la cadena hará que se invierta la fase de la cadena musical). Si no estamos seguros, para corroborarlo procederemos de la siguiente manera:

Buscaremos una grabación de las incluidas en el listado (preferiblemente una grabación en vivo tomada en un espacio acústico real) y operaremos sobre el conmutador de polaridad determinando la polaridad absoluta para nuestro sistema. Veremos si la polaridad coincide con la de la lista.
Si no lo hace, escucharemos otros discos del mismo sello y, si sigue sin coincidir,  es que el equipo no está en fase con lo cual tenemos dos posibilidades: o seleccionar la polaridad contraria a la incluida en el listado o bien invertir los cables de altavoces (ambos cables).

[rocoa]

Encontrar la polaridad eléctrica idónea de todos y cada uno de los componentes de nuestro equipo de audio es de suma importancia.

La corriente alterna que recibimos en nuestros domicilios es polarizada. Así vamos a encontrar una fase, un neutro y la toma de tierra -en teoría ésto es el planeta Tierra en que vivimos-). Esta última debería estar presente aunque desgraciadamente no siempre es así, por no hablar de la multitud de casos en que no tiene la calidad apropiada.



Neutro y fase están conectadas a la fuente de alimentación del aparato y la tierra está conectada al chasis del mismo de manera que si la corriente alterna se deriva al chasis debido a un fallo eléctrico (cortocircuito) la protección saltará y evitaremos "tostarnos".
Y alguna pérdida de corriente es común ya que, como hemos dicho, fase y neutro están conectadas al transformador del aparato lo cual normalmente produce una corriente de deriva en el chasis y se elimina por la tierra. Esa corriente residual debiera eliminarse a tierra a través de la toma de tierra que está conectada al chasis aunque no siempre es así y a veces se forman bucles de masa que inducen ruido.



En cualquier caso cuanta más corriente residual tengamos circulando por los cables de interconexión más posibilidad hay de interacciones y degradación de la compleja señal musical que transportan.
No olvidemos que esa corriente drena a través de los mismos. En el caso de los XLR por el cable del pin 1 y en el caso de los RCA por el conductor conectado al anillo externo (-) y/o por la malla de apantallamiento.

Normalmente una determinada orientación de las patillas del schuko en la toma de corriente supone una pérdida menor y buscar cual es la apropiada resulta relativamente fácil.
En gran parte de los casos el sonido mejora cuando conectamos los aparatos correctamente. Incluso los sistemas más modestos pueden beneficiarse de ello.
Y aunque hay personas que tienen más sensibilidad que otras para ésto, en muchos casos se tiene una preferencia nítida por una de las dos posiciones.



La fortaleza del campo electromagnético generado puede ser minimizada conectando los aparatos en la polaridad correcta ya que puede llegar a ser 1000 veces más potente si la fase eléctrica no es la correcta. Por tanto,¡Polarícese!

Debe realizarse con cada uno de los componentes del equipo de audio y marcar la posición apropiada utilizando un buscapolos para ello. Por poner un ejemplo digamos que en el caso de un lector de CDs, hay una posición en la que la música parece más viva y con una proyección más frontal pero, a la vez, es como más agreste tanto en las cuerdas  como en las voces, principalmente en las femeninas; cambiando la fase al invertir el schuko en la base de enchufe, el sonido se muestra más calmado y suave, con mayor especialidad y más retrasado.



Por convención se ha adoptado como correcta la polaridad en la cual el IEC posee la fase en el orificio de la derecha, tal y como se muestra en las siguientes imágenes:





Normalmente los fabricantes respetan esta norma y con un simple destornillador buscapolos podemos detectarla en el IEC, una vez que hemos enchufado el schuko en la regleta, y enchufar nuestros aparatos de forma correcta.
Pero no vivimos en un mundo ideal y ésto no siempre es así. He detectado diferentes polaridades en el mismo modelo de un mismo fabricante y una cantidad de aparatos no desdeñable funcionan mejor "a contrafase".
También los hay que la corriente de deriva no varía en función de la orientación del schuko en la toma de corriente.
Por tanto, deberíamos testarla en todos los aparatos del sistema. Es una operación sencilla y, una vez hecho, se marca y nos olvidamos del asunto. No obstante, es aconsejable contrastar las mediciones con la escucha pues, al fin y al cabo, nada es absoluto y es el oído el que dictamina lo que queremos.



Hay diferentes maneras de acometer la tarea de búsqueda de la polaridad eléctrica correcta de nuestros aparatos y, para no repetirme, podemos verlo aquí y aquí.

http://www.auriculares.org/foro/index.php/topic,4974.0.html

http://www.auriculares.org/foro/index.php/topic,4857.msg57282.html#msg57282

Saludos y felices audiciones.

[abroba]

Rodrigo, recién veo que has colgado otro de tus "proyectos" 
Esto promete, como no.
Mañana te leo con el tiempo y la atención necesarias para aprender algunas cosillas más... ahora mismo cierro ya y me voy para la cama, que no me aguanto, que estoy entrando en desFASE 
Gracias por tu tiempo y por compartir tus saberes con nosotros.

Salu2 y buenas noches! 

Abel

[CapitanHarts]

Impresionante Rodrigo, cómo siempre.
Gracias.

[dexon]

y esto ? de que fase es  y como va con los Audeze ??

[CapitanHarts]

Hombre dexon... ¿y aún lo preguntas?, ¡eso se ve claramente que es de "Encuentros en la Tercera Fase"!

y esto ? de que fase es  y como va con los Audeze ??

[Cabillas]

Gracias Rodrigo por compartir tus experiencias con nosotros. Últimamente he conocido gente que ve ridículo compartir sus conocimientos y exponerse a la palestra en las que siempre habitan algunos ignorantes recelosos que hay que torear restándonos mas o menos energía.

Ya sabéis que últimamente disfruto del equipo faseado y me pregunto ahora tras echar un segundo vistazo a tu artículo si en un equipo modesto serán perceptibles estos cambios de fase. Ahora no puedo probar por ejemplo con el Discman. A ver si alguien nos da su opinión.

[MATEOBCN]

Gracias Rodrigo por compartir tus experiencias.  En mi caso tengo un modesto equipo de musica de Car-Audio y puedo cambiar desde mi radio Alpine la fase del subwoofer y he de decir que se nota una barbaridad. Con depende que grabación se escucha mejor normal o a veces invertido. Sobre todo se nota en la profundidad.....
No entiendo como esta opción no se puede hacer directamente desde un amplificador. "Para no andar cambiando los cables de sitio" Porque doy fe que hay cambio y mucho y en mi caso es en un equipo de musica de coche "macarril" que todavia conservo de mis epocas pasadas..... jajaja...   

[JOSEPM]

Hola Rodrigo,
Muchas gracias por aclarar mis dudas. Tu artículo es fantástico, tenía claro la polaridad absoluta en el equipo, pues había experimentado la inversión de fase, tanto en el conmutador de fase del previo, como en Cds (Diapason) o vinilos de pruebas. Pero lo que no se me había ocurrido pensar nunca es que las casas discográficas no tuvieran en cuenta esta polaridad absoluta al realizar las grabaciones. Entendía que la grabación era mala, y punto, no se me había ocurrido nunca el probar con cambiar la fase.
Tu listado de grabaciones y su polaridad, será de mucha ayuda.
Como siempre tu artículo además de claro y exhaustivo es una maravilla de conocimiento audiofilo y nos ayudará a disfrutar de grabaciones que teníamos por malas y ahora, puede resultar que descubramos que son fantásticas.
Un cordial saludo

[feraldi]

Buenos días parroquia,

Una cosa muy tonta que se me ocurre así a bote pronto y que creo pudiera ser de mucha utilidad para sacar mayor partido a nuestras grabaciones siendo que los amplificadores, que yo conozco, no incorporan esta opción, sería el asegurarnos tener equipo e instalación en fase e incorporar un conmutador externo que nos permitiera hacer el cambio sin tener que estar modificando cada vez las conexiones de altavoces. La pega que le veo a la propuesta es el intercalar más cachivaches degradando la señal, eso si.

¿Sabéis si existe alguna solución comercial a esto que propongo?,¿alguna para auriculares?

[rocoa]

feraldi,

Alguna vez lo he visto en alguna publicación extranjera pero no recuerdo marca ni modelo. Recuerdo que estaba orientado a la escucha con plato puesto que los preamplificadores y lectores de CDs/DACs suelen incorporar esa función a partir de un cierto nivel.
Saludos.

[rocoa]

Para los más curiosos:

http://forum.audiogon.com/cgi-bin/fr.pl?htech&1122855422

http://www.silentrunningaudio.com/AbsolutePhaseChart.PDF

http://www.positive-feedback.com/Issue31/wood.htm

http://en.wikipedia.org/wiki/User:Georgelouis4838

http://www.vinylengine.com/turntable_forum/viewtopic.php?f=50&t=44534

http://www.stereotimes.com/comm0799a.shtml


Los que quieran hacer un test:

http://www.audiocheck.net/audiotests_polaritycheck.php

http://www.audiocheck.net/blindtests_abspolarity.php

Saludos.

[rocoa]

y esto ? de que fase es  y como va con los Audeze ??

Simplemente no va porque es un OTL.

me pregunto ahora tras echar un segundo vistazo a tu artículo si en un equipo modesto serán perceptibles estos cambios de fase

Con un sistema de altavoces modesto, pongamos por caso un lector Marantz básico, amplificador integrado de la escuela británica y monitores también británicos de gama media-baja se nota siempre y cuando esté bien cableado y optimizado.
Con auriculares básicos no vale la pena romperse la cabeza con ésto .

Saludos.