Driver de línea balanceada para salida XLR con INA1650

Driver de línea balanceada para salida XLR con INA1650

Este circuito convierte una señal de audio no balanceada (por ejemplo, la salida de una etapa de línea o un DAC) en una señal balanceada apta para transmitirse por cable largo hasta una mesa de mezcla, un amplificador de PA o una etapa de estudio a través de un conector XLR. La conversión se realiza con un único integrado, el INA1650, que integra las dos ramas del driver diferencial, las resistencias de precisión emparejadas y los filtros de entrada.

El INA1650 es un integrado de Texas Instruments diseñado específicamente para audio profesional: THD+N de 0,0002 %, ruido de 8 nV/√Hz y rechazo de modo común (CMRR) típico de 90 dB gracias a las resistencias láser-trimadas del chip. Aunque se comercializa como receptor de línea balanceada, su topología simétrica permite usarlo también como driver balanceado, aprovechando el mismo emparejamiento de resistencias para obtener dos salidas iguales y opuestas en fase con precisión difícil de conseguir con componentes discretos.

Cómo funciona

Alimentación dual ±18 V

El circuito trabaja con alimentación simétrica de +18 V y −18 V, cerca del máximo del INA1650 (±18 V), lo que maximiza el margen dinámico de la salida. Cada rail lleva desacoplo local en tres escalones:

• C1 y C2 (10 µF) proporcionan reserva de energía frente a los transitorios de la señal de audio y desacoplan la componente de continua de los rails, de modo que la señal en la salida XLR queda balanceada centrada en 0 V de continua.
• C3 y C5 (1 µF) son condensadores de desacoplo intermedio, de bajo ESR, que cubren el rango de frecuencias entre los electrolíticos grandes y los cerámicos pequeños.
• C4 y C6 (0,1 µF) filtran las altas frecuencias cerca de los pines de alimentación del integrado.

Este esquema de desacoplo escalonado es el recomendado para amplificadores de audio de bajo ruido: los 10 µF absorben las variaciones lentas y los 0,1 µF cortocircuitan a masa el ruido de radiofrecuencia que pudiera acoplarse por los rails.

Filtros EMI/RFI integrados

El INA1650 incorpora filtros paso bajo en cada entrada diferencial, sintonizados para atenuar las señales de radio (AM, FM, telefonía celular) que se acoplan al cable balanceado por efecto antena. Esto elimina el clásico problema de la “emisora de radio” que se cuela en las etapas de audio próximas a antenas de comunicación, sin necesidad de añadir ferritas o filtros externos.

Núcleo diferencial (INA1650)

Dentro del INA1650 hay dos amplificadores operacionales y una red de resistencias de precisión emparejadas al 0,005 %. En esta configuración como driver:

• Una rama entrega la señal en fase por OUT_A (pin 12).
• La otra rama entrega la señal invertida 180° por OUT_B (pin 7).

La igualdad de amplitud entre ambas ramas es lo que da al par diferencial su capacidad de rechazar interferencias: cualquier ruido captado por el cable balanceado (radio AM, red eléctrica de 50 Hz, transformadores próximos) llega en modo común a los dos conductores y se cancela en el receptor. El emparejamiento interno de las resistencias es la clave del CMRR alto, superior al de cualquier montaje discreto con tolerancias del 1 %.

Salida XLR

La salida se lleva al conector J1 (XLR, tres pines):

• Pin 1: masa (pantalla del cable).
• Pin 2: HOT — señal en fase, conectada a OUT_A a través de R4 (49,9 Ω).
• Pin 3: COLD — señal invertida, conectada a OUT_B a través de R1 (49,9 Ω).

Las resistencias serie R1 y R4 (49,9 Ω cada una) le dan a la salida XLR su impedancia característica, que debe coincidir con la impedancia del cable de audio balanceado (típicamente 100 Ω entre los dos conductores) para evitar reflexiones y garantizar la transmisión limpia de la señal.

Balanceado vs. no balanceado

Característica	No balanceado (RCA, jack)	Balanceado (XLR, TRS)
Conductores de señal	1 + masa	2 + masa
Rechazo de interferencias	Bajo	Alto (por cancelación de modo común)
Longitud máxima típica	3–5 m	30 m o más
Aplicaciones	Hi-Fi doméstico	Estudio, directo, PA

Aplicaciones

• Salida balanceada de reproductores y DAC. Convertir la salida no balanceada de un DAC, reproductor de CD o interfaz de audio en balanceada XLR para conectarla a una mesa de estudio o a un amplificador de PA sin captar ruido de red por el cable.
• Interfaces DI activas. Base para una caja DI (Direct Injection) alimentada, que balancea la señal de un instrumento eléctrico (guitarra, teclado, bajo) y la envía a la mesa por cable balanceado largo.
• Salidas de tarjetas de audio profesionales. Etapa final de una interfaz de audio o un procesador para entregar la señal a monitores activos o snakes de escenario.
• Aislamiento de señal entre equipos. Enviar audio balanceado entre bastidores con distintas referencias de masa, evitando bucles de tierra y zumbidos de 50 Hz.
• Distribución de audio en estudios de TV o radio. Cableado largo entre control, plató y control central, donde el CMRR alto del INA1650 mantiene la señal limpia frente a interferencias de iluminación y cámaras.