Mediciones Electroacusticas Para La Verificacion de Los Audifonos

Tecnologa Electrnica en Audioprtesis

Mediciones electroacsticas. Comprobacin del correcto funcionamiento de los audfonos

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Mediciones electroacsticas

Comprobacin del correcto funcionamiento de los audfonos



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INDICE

Estndares de medicin 3 Colocacin del audfono en la cmara del analizador 4 Mediciones bsicas 5 Principios para las medidas de proteccin 5 SSPL90 5 FOG 5 GANANCIA DE REFERENCIA 6 RESPUESTA EN FRECUENCIA 7 RUIDO EQUIVALENTE DE ENTRADA 8 DISTORSIN ARMNICA 8 DISTORSIN INTERMODULAR 9 ENTRADA/SALIDA 9 CONSUMO DE BATERA 9 ATAQUE/RECUPERACIN 10 INDUCCIN 10 Anexo: Diapositivas de apoyo 12



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ESTNDARES DE MEDICIN

Las primeras normas IEC aparecieron en el ao 1959 y se detallaban los procedimientos para realizar verificaciones de los audfonos en acoplador de 2 cc. Las mediciones en acoplador de 2 cc fueron normalizadas en la publicacin 126 de la norma IEC en 1961 y revisada en 1973.

Una segunda edicin de la publicacin 118 se inicia en 1983, incluyendo doce publicaciones desde 118-0 a 118-11, incluyendo nuevos aspectos de las mediciones de los audfonos. Las publicaciones que son relevancia para nosotros son: 118-0 Medicin de las Caractersticas Electroacsticas, 118-2 Audfonos con circuitos de control automtico de volumen AGC, y 118-7 Mediciones de las caractersticas de los audfonos para control de calidad. La publicacin 118-0 proporciona las normas de uso del simulador de odo de acuerdo a la publicacin 711- 1981. Describe con detalle las condiciones fsicas para las mediciones. Mientras la norma 118-0 est ms dirigida a los fabricantes la 118-7 est dirigida a distribuidores y audioprotesistas. 118-7 y 118-2 describen los test bsicos para control de calidad. El principio bsico de las medidas de los audfonos es que, con los controles del audfono ajustados convenientemente, se aplica una seal de entrada al micrfono y se mide y analiza la seal de salida del auricular. Para poder comparar las medidas efectuadas en distintos equipos es preciso conocer los estndares de medicin aplicados, una serie de normas que especifican detalladamente estas condiciones de medida. Entre las normas internacionales ms utilizadas cabe destacar: 1.- IEC 118-0, 118-1, 118-2 de 1983. Esta es la norma europea que utiliza un acoplador denominado OES (simulador de odo cerrado). 2.- IEC 118-7 de 1983. Al igual que la anterior, se trata de una norma europea y como diferencia emplea un acoplador de 2 cc. En la norma IEC se emplea una frecuencia de referencia de 1600 Hz 2500 Hz. Segn indicaciones del fabricante. Algunas de las mediciones realizadas sobre el audfono van referidas a esta frecuencia. 3.- ANSI S3.22 de 1982 y ANSI S3.22 de 1987. Es la normativa americana y emplea un acoplador de 2 cc.. En esta norma se emplea la denominada HFA, que es el promedio de las frecuencias de 1000 1600 y 2500 Hz. En la variacin de 1987, el promedio de HFA se ve modificado y ampliado teniendo en cuenta otras frecuencias. El esquema bsico para las mediciones consiste en un analizador en el que se puede seleccionar la frecuencia y la presin sonora emitida por un altavoz alojado en el interior de una cmara insonorizada. En el interior de esa cmara se sita el audfono conectado a un acoplador al que se conecta a su vez el micrfono del analizador, que nos medir la presin sonora a la salida del audfono. La figura nos muestra el esquema de la toma de medidas.



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COLOCACIN DEL AUDFONO DENTRO DE LA CMARA DEL ANALIZADOR Ajuste segn la norma IEC Seleccione la batera utilizada normalmente con ese audfono, que debera estar parcialmente descargada, (algunos analizadores utilizan un simulador de pila). Ajuste la ganancia al mximo, o al nivel de la ganancia de referencia descrito por el fabricante. Ajuste los controles de tonos para obtener la respuesta en la frecuencia ms amplia posible. Los dems ajustes, tales como AGC, deberan estar ajustados de forma que permitan la mayor presin de salida del audfono. Cmo colocar un audfono de cordn en la cmara (diapositiva n4) Compruebe que el acoplador de 2cc est conectado al micrfono situado en la cmara. Ajuste los controles del audfono como se explic anteriormente, con la ganancia y el control de volumen al mximo. Conecte el audfono directamente al acoplador de los audfonos de cordn. Utilice la silicona para sellar el ajuste con el acoplador. Desconecte el simulador de pila ya que no se puede utilizar con audfonos de cordn. Situe el audfono y el acoplador en la cmara, colocando el micrfono de referencia a un mximo de 5 mm del micrfono del audfono, compruebe que los dos micrfonos estn en un angula correcto con respecto al altavoz de la cmara: 90 Conecte el audfono, cierre la cmara y efecte las mediciones. Cmo colocar un audfono Retroauricular en la cmara (Diapositiva n5) Compruebe que el acoplador de 2 cc est conectado al micrfono en la cmara. Ajuste los controles del audfono como se explic anteriormente, con la ganancia y el control de volumen al mximo. Conecte el audfono directamente al acoplador de retros a travs del tubo flexible (tubo macarrn. Salvo indicacin contraria, la longitud del tubo desde el codo del audfono hasta la entrada del acoplador debera ser igual a 20 mm) Conecte el simulador de la pila apropiado e inserte la pila en el audfono. Site el audfono y el acoplador en la cmara, colocando el micrfono de referencia a un mximo de 5 mm del micrfono del audfono. Compruebe que los dos micrfonos estn en un ngulo correcto con respecto al altavoz de la cmara: 90. Cmo colocar un audfono Intra en el interior de la cmara (Diapositiva n6) Compruebe que el acoplador de 2 cc est conectado al micrfono situado en la cmara. Ajuste los controles del audfono como se explic anteriormente, con la ganancia y el control de volumen al mximo. Conecte el audfono directamente al la cavidad del adaptador de intras para acoplador de 2 cc . La unin entre audfono y el acoplador se debe sellar con algn tipo de material flexible. Las mediciones deben realizarse con el venting sellado. Compruebe que la salida del sonido del audfono est orientada al centro del acoplador. Conecte el simulador de la pila apropiado e inserte la pila en el audfono.



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Site el audfono y el acoplador en la cmara, colocando el micrfono de referencia a un mximo de 5 mm del micrfono del audfono. Compruebe que los micrfonos estn en ngulo correcto con respecto al altavoz de la cmara. Como medida de comprobacin, para verificar que el ajuste del audfono con el acoplador es correcto, realice una curva SSPL90 con el audfono desconectado. La curva debera ser menor de 90 dB SPL a cualquier frecuencia. MEDICIONES BSICAS Las mediciones bsicas a realizar son: 1.- SSPL90 Curva de mxima presin sonora de salida o saturacin. Representa la presin sonora mxima que un audfono es capaz de proporcionar. Todos los controles han de estar situados en su posicin mxima y la seal de entrada ha de ser de 90 dB SPL. Se hace un barrido de frecuencias con el analizador obtenindose as su curva. El circuito trabaja en la zona de saturacin, que es aquella en la que incrementos del nivel de la seal de entrada no producen incrementos en la seal de salida. Condicin de la Seal de Entrada: 90dB

Curva de presin mxima de salida medida con una entrada de 90 dB SPL. Indica que la salida mxima de este audfono es de 133 dB SPL a 1120 Hz. HF AVG: media de las frecuencias altas.

Durante un QUICKTEST, el campo Max.Sal.SPL del informe, refleja el valor mximo de la curva y su frecuencia correspondiente. El valor de la curva en la frecuencia de test (sea 1600 o 2520Hz) se describir en el campo OSPL90. 2.- FOG Curva de mxima ganancia o Full-On-Gain. Representa la curva mxima de ganancia que es capaz de proporcionar el audfono estando todos sus controles posicionados para que den las mximas prestaciones. La seal de entrada ser de 50 60 dB SPL segn la ganancia del amplificador. Esta medicin mide la ganancia, la diferencia entre el nivel de presin sonora a la entrada y el nivel de presin sonora a la salida, con los ajustes de ganancia al mximo. Cuando se realiza con el QUICKTEST, la seal de entrada es 50dB 60dB SPL segn la configuracin establecida. Tambin puede utilizar esta opcin para realizar curvas de ganancia del audfono con los ajustes o la seal de entrada en cualquier posicin.



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Descripcin: La norma IEC 118-7 establece que la medicin FULL ON GAIN debe realizarse con el control de ganancia del audfono al mximo, con la seal de entrada sinusoidal (tonos puros) de 50-60dB. Se utilizar 50 dB si el audfono incorpora un control de AGC que no pueda ser desconectado. Cuando seleccione esta posicin, obtendr una curva de ganancia en la pantalla, con los valores en dB en el eje vertical y las frecuencias en el eje horizontal. El nivel de entrada por defecto es de 60dB. La ganancia acstica mxima se registra como la diferencia entre la seal medida en el micrfono del acoplador y la seal de entrada en el rango de frecuencias de 125 Hz a 8KHz. Condicin de la Seal de Entrada: 60dB Salida mxima: 125 dB SPL a 2240 Hz.

Curva de ganancia mxima del audfono (FOG) medida con una entrada de 60 dB SPL.

En algunas hojas tcnicas se especifica la ganancia a la frecuencia de referencia, que es de 1600 Hz., excepto en los audfonos especiales de alta frecuencia, que la tienen fijada en 2500 Hz. El valor de referencia se obtiene con una entrada de 60 dB SPL y el control de volumen fijado de tal forma que la salida sea 15 dB menor que la salida mxima a la frecuencia de referencia. 3.- REFERENCE TEST GAIN (Ganancia test de referencia) Objetivo: Esta opcin le permitir ajustar el control de ganancia del audfono a la posicin del test de referencia, la cual se utilizar en las siguientes mediciones. La ganancia acstica del audfono, debera ser ajustada en la posicin de control de ganancia del test de referencia en las siguientes mediciones: FRECUENCY RESPONSE ( Curva de respuesta en frecuencia) EQUIVALENT INPUT NOISE (Nivel de ruido de entrada equivalente) HARMONIC DISTORTION (Distorsin armnica) INTERMODULATION DISTORTION (Distorsin por inter modulacin) BATERY CURRENT (Consumo de pila)



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Descripcin: La norma IEC 118-7 establece que la ganancia del test de referencia se debera ajustar al nivel nominal establecido por el fabricante. Sin embargo el programa tambien calcula y muestra la ganancia del test de referencia de acuerdo a la norma IEC 118-0 que dice que la posicin de control de la ganancia del test de referencia es aquella que proporciona, con una seal de entrada de 60 dB en la frecuencia de referencia, un nivel de presin sonora en el simulador de odo de 15 dB (+/- 1) menor que la OSPL 90. Si esto no se pudiera lograr, se ajustar el control de ganancia en su posicin mxima. Si desea utilizar el clculo automtico de la ganancia del test de referencia, cuando seleccione esta opcin individualmente, debe realizar primero la medicin del la curva OSPL90. La ganancia del test de referencia calculada se mostrar en pantalla, en la ventana Ref. TEST GAIN, en la parte superior derecha. Durante la medicin, se emitir continuamente un tono en la frecuencia de referencia, y el valor de ganancia se indicar por el puntero en dicha frecuencia. Tambin se mostrar dicho valor junto al valor calculado terico. Utilizacin Despus de ejecutar la prueba para presentar la seal lea el valor obtenido y el objetivo en la ventana REF. TEST GAIN Abra la cmara y ajuste la ganancia del audfono hasta que el valor obtenido sea el que le indica el fabricante en la hoja tcnica, o hasta el valor TARGET calculado por el programa y el obtenido CURRENT se igualen. Mientras el sistema est midiendo, usted puede alternar la lectura entre 1600 Hz y 2520 Hz mediante los cursores derecha-izquierda. NOTA: debera mantener la tapa de la cmara lo ms bajo posible al realizar el ajuste, ya que los valores pueden variar cuando cierre la caja. 4.- FRECUENCY RESPONSE (Respuesta en frecuencia) Objetivo El objetivo de esta medicin, es obtener la respuesta en frecuencia estando la ganancia ajustada al valor nominal del test de referencia. Descripcin Esta opcin mide la respuesta edn frecuencia del audfono. La ganancia del audfono debe estar ajustada al valor del test de referencia. Los dems ajustes deberan estar normales tal y como se describe en IEC 118-7 En la pantalla de medicin de la curva de respuesta en frecuencia los valores en dB SPL se muestran en el eje vertical. El nivel de la seal de entrada es de 60 dB SPL. Podemos medir la respuesta en frecuencia con cualquier nivel de entrada entre 50dB y 90dB, o con cualquier otro ajuste de controles del audfono. Durante la medicin los valores de ganancia mximo son copiados, recalculados en valores mximos de salida, si todas las condiciones de medida, incluido el valor de ganancia del test de referencia, permanecen inalteradas.



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5.- EQUIVALENT INPUT NOISE (nivel de ruido de entrada equivalente) Objetivo Esta medicin comprueba el ruido interno generado por el audfono. El resultado se expresa como si fuera un ruido de entrada al audfono (equivalente al ruido de entrada) Descripcin El nivel de ruido de entrada equivalente se calcula como la diferencia entre el nivel de salida (sin entrada y la ganancia del test de referencia. La medicin se realiza con la ganancia del audfono ajustada en la posicin de referencia, y los dems controles tal y como se describen en IEC 118-7 explicado anteriormente. Durante la medicin el sistema primero medir la ganancia, a 1600 Hz o 2500 Hz, con una seal de entrada. La ganancia ser mostrada en la ventana en la parte superior derecha. Entonces, la seal de entrada se desconecta y el equipo medir la salida durante un breve periodo de tiempo. Aparecer una lnea horizontal a lo largo de todo el rango de frecuencias, mostrando el nivel de salida medido (sin filtro, banda ancha) Cuando finalice la medicin, podremos ver el nivel de ruido de entrada equivalente en la pantalla. Cuando la seal de salida se mide sin filtros (en banda ancha), la medicin es sensible al ruido ambiente. Recuerde mantener la tapa de la caja cerrada para impedir que el ruido ambiente pueda afectar a las mediciones. Esta medicin no debera exceder el valor mximo especificado por el fabricante. 20-40dB se pueden considerar valores tpicos. Valores mayores pueden obtenerse si la ganancia del audfono estuviera ajustada al mximo. El nivel de ruido de entrada equivalente es funcin del ancho de banda. Esto significa que audfonos con un mayor ancho de banda pueden mostrar valores mayores por eso mismo, y no porque tengan mayor ruido interno. 6.- ARMONIC DISTORTION (distorsin armnica) Objetivo El objetivo de esta medicin es determinar el grado de distorsin armnica del audfono. De forma tpica, aparecer distorsin cuando el audfono est trabajando al mximo de sus posibilidades, o si la seal es recortada de alguna manera. Descripcin La presentacin de un estmulo en forma de tono puro a una determinada frecuencia a un sistema no lineal, introducir nuevas frecuencias al doble, triple,... de la frecuencia fundamental, que se conocen como armnicos. Para este test, la norma IEC 118-7 describe que el audfono debera estar ajustado al valor nominal de ganancia test de referencia asignado por el fabricante, y el nivel de entrada a 70dB SPL. La norma solo requiere la medicin de la distorsin armnica total en una frecuencia entre 400 Hz y 1600 Hz asignada por el fabricante. Sin embargo ya que la curva total aporta ms informacin, el sistema mide la distorsin segn la norma 118-0, midiendo la curva entre 250 y 5000Hz. La curva es representada calculando los porcentajes de distorsin armnica total sobre la frecuencia fundamental (la frecuencia de medicin)



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Una curva de respuesta disminuida en graves, puede causar la medicin de valores altos de distorsin armnica. La norma IEC 118-0 da unas normas para considerar incorrecta la medicin de la distorsin. La distorsin armnica total no debera exceder la indicada por el fabricante. 7.- INTERMODULATION DISTORTION (distorsin por inter. modulacin) Objetivo Para medir el producto de distorsin generado por el audfono cuando se le presentan dos tonos puros simultneamente. Estos productos son generados por la no-linealidad en la funcin de transferencia del audfono. Descripcin Se emplean como seal dos tonos puros de igual intensidad. Las frecuencias de los tonos se denominan f1 y f2. La diferencia entre ambos se especifica por la norma IEC, y es de 125 Hz, siendo f2 mayor que f1. Cuando ms de un tono puro se presenta a un sistema que no es lineal, estos interactan entre s, se modulan uno al otro, y provocan que el sistema genere nuevos tonos, que son sumas y restas del estmulo empleado. 8.- INPUT / OUTPUT (curvas de entrada-salida) Objetivo El objetivo de esta medicin es mostrar grficamente la relacin entre la seal de entrada y la seal de salida para una frecuencia concreta, o como valor RMS de todo el espectro frecuencial. Se aplica principalmente a audfonos que incorporan AGC, para ajustar el punto de activacin, pero se puede utilizar con audfonos lineales para determinar en que punto se produce la saturacin. Durante la medicin sigue la norma estndar, presentando un tono a 1600 Hz. Descripcin La norma IEC 118-2 dice que la ganancia del audfono debe estar ajustada al mximo. Cualquier otro control que afecte a la ganancia y est posicionado detrs del bucle de AGC debe estar ajustado de manera que impida la saturacin del audfono. La pantalla de medicin muestra un eje de coordenadas con los niveles de entrada, en dB SPL, en el eje horizontal y en el vertical, los niveles de salida, en dB SPL. Durante la medicin el altavoz emite el estmulo incrementando el nivel de entrada desde 50 a 100 dB SPL, midiendo la salida correspondiente y representndolo grficamente. 9.- BATTERY CURRENT (consumo de pila) Objetivo Para determinar el consumo de energa del audfono.



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Descripcin El equipo lleva incorporado un simulador de pila programable, con una doble funcin: aportar energa al audfono y al mismo tiempo medir el consumo. La alimentacin del audfono se produce a travs del simulador de pila, en sus diferentes tamaos, conectados por un cable al equipo. El nico parmetro que usted necesita aportar al programa, es si la pila es de mercurio o de zinc-aire. El resto de los parmetros necesarios para establecer un voltaje e impedancia correctos viene determinado por el modelo de pila, el cual es detectado automticamente por el equipo cuando se conecta. La informacin sobre el tipo de pila utilizado en la medicin se almacena junto con la curva. Cuando se realiza una medicin, se realiza un barrido de frecuencias, midiendo el consumo a cada una de las frecuencias presentes en el barrido. Esto se representa con una curva con las frecuencias en el eje horizontal y el consumo en el eje vertical. Este test se suele realizar con la ganancia del audfono ajustada en la posicin del test de referencia. Durante la medicin el nivel del estimulo se ajusta automticamente a 60 dB y el tipo de estmulo es de tonos puros. 10.- ATTACK / RECOVERY (tiempo de ataque / tiempo de recuperacin) Objetivo Para determinar las caractersticas dinmicas del AGC del audfono. Descripcin Se utiliza una seal de tono puro que alterna entre dos intensidades (IEC 118-2 indica entre 55 y 80dB SPL cuando se mide el tiempo de ataque para el rango normal de la palabra). Durante un periodo de tiempo la salida del audfono se est midiendo y se representan dos curvas, una del tiempo de ataque (empezando al nivel inferior y aumentando hasta el mximo) y otra del tiempo de recuperacin (empezando al nivel mximo y cayendo hasta el mnimo). Estas curvas representan la salida de audfono en funcin del tiempo. IEC 118-2 define el tiempo de ataque como el intervalo de tiempo entre la seal de entrada se aumenta bruscamente un nmero determinado de dB y el momento en que la salida del audfono con AGC se estabiliza al nivel mximo + -2 dB. El tiempo de recuperacin se define como el intervalo de tiempo entre que la seal de entrada se reduce bruscamente un nmero determinado de dB y el momento en el que la salida del audfono se estabiliza de nuevo al nivel ms bajo + -2 dB. Durante medicin el programa automticamente establece el nivel inferior del estmulo a 55 dB, y el superior a +25 dB, y la frecuencia de test a 1600 / 2500 Hz. La medicin se realizar continuamente hasta que sea vlida (no aparezcan recortes). La pantalla de medicin del tiempo de ataque / recuperacin. Tiempo en milisegundos aparecen en el eje horizontal y dB SPL en el vertical. 11- INDUCTION COIL ( bobina telefnica, de induccin) Objetivo El objetivo de esta medicin es medir la mxima sensibilidad de captacin de la bobina inductiva del audfono.



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Descripcin El programa le solicitar al principio de la medicin que active la posicin T del audfono y ajuste la ganancia al mximo. El resto de los ajustes deben estar en el modo normal de operacin. El audfono debe orientarse en la posicin de mxima sensibilidad. Esto depende de la colocacin de la bobina en el interior de audfono. En caso de duda realice varias mediciones con diferentes posiciones. La extensin del campo magntico de la bobina de induccin del equipo est ajustado al nominal de 10 mA/m (10 miliamperios/metro). Los resultados muestran la salida del audfono correspondientes a una entrada de 10 mA/m. La sensibilidad de la bobina de induccin segn la norma IEC 118-7 es la salida correspondiente a una entrada de 1 mA/m, por lo que tendr que restar 20 dB a los valores reflejados para calcular la sensibilidad de la bobina. IN-OUT AGC -

CURSODE

2.3.1Medidaselectroacsticas,comprobacin del funcionamiento correcto deDEAUDIOPRTESScomprobacindelfuncionamientocorrectode

losaudfonos

reparacin de Audioprtesis

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32tsanchezCuadro de texto 12Instituto Superior de Estudios Profesionales CEU_Toms Snchez Garca

Medicioneselectroacsticasdelosaudfonos

ComprobacindelEquipoEsquemabsico


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ComprobacindelEquipo Unejemplodecolocacin

Rastronic, mod. PR-2000Rastronic, mod. PR-2000


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ColocacindelosaudfonosTipoCordn


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ColocacindelosaudfonosTipoRetroauricular


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ColocacindelosaudfonosTiposITE,ITC,MC,CIC


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( )IEC1180,1181,1182(1983)Normaeuropea.EmpleaunacopladordenominadoOES(simuladordeodocerrado)

IEC1187(1983)Acopladorutilizadoesde2cc.Frecuenciasdereferencia:1600Hzolade2500Hz,(entodasIEC)

ANSIS3.22(1982),ANSIS3.22(1987)ANSI S3. ( 98 ), ANSI S3. ( 987)NormaamericanaEmpleaunacopladorde2cc.Valoresdereferencia:mediadelasfrecuenciasde1000,1600y2500(HFA)ANSI de 1987 el promedio HFA tiene en cuenta otras frecuencias(enANSIde1987elpromedioHFAtieneencuentaotrasfrecuencias(enaudifonosespecialagudos)

RevisinANSIS3.22(1996):MtodoparaAGCRevisin ANSI S3 42 (1992):Mtodo para automticos


RevisinANSIS3.42(1992):Mtodoparaautomticos.

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BATERIADEMEDIDAS OSPL90 GANANCIA MXIMAGANANCIAMXIMA GANANCIATESTDEREFERENCIA RESPUESTAENFRECUENCIA NIVELDERUIDODEENTRADAEQUIVALENTE DISTORSINARMNICA

CURVA DE ENTRADA/SALIDA CURVADEENTRADA/SALIDA CONSUMODECORRIENTE TIEMPO DE ATAQUE Y RECUPERACINTIEMPODEATAQUEYRECUPERACIN BOBINADEINDUCCION


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BATERIADEMEDIDAS


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BATERIADEMEDIDAS


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