02 Altavoces

Guía para Self Powered ...

2.- Altavoces

2 Altavoces

Derechos reservados Meyer Sound 2000

Versión preliminar: No deberá reimprimirse o distribuirse

2.1

2.- Altavoces


1) Capacidad de Potencia La capacidad de potencia de un amplificador o transductor (bocina) depende de ciertos factores: 1) La duración de tiempo de la señal reproducida. 2) El rango de frecuencias reproducido. 3) El valor de la impedancia de entrada del transductor. 4) El nivel de distorsión aceptado. Entre más bajos sean los valores de d e los tres primeros factores la capacidad de potencia aumenta y viceversa. Entre más bajo sea el valor del último factor la capacidad de potencia disminuye y viceversa.

Capacidad de Potencia en Amplificadores Amplificadores La capacidad de potencia del amplificador será mayor si la duración de la señal de entrada es 0.001 segundo (1 milisegundo), en lugar de 1 hora (obviamente lo que nosotros queremos reproducir NO DURA 1 milisegundo). La capacidad de potencia del amplificador será mayor si la señal de entrada solamente comprende 1 KHz (una sola frecuencia), en lugar de "Pink Noise" o música/voz (obviamente lo que nosotros queremos reproducir es musica/voz). La capacidad de potencia del amplificador será mayor si el valor de impedancia de entrada del transductor (impedancia de carga) es 1 ohm en lugar de 8 ohms. (Solamente que entre más baja sea la impedancia de carga, el esfuerzo para el amplificador aumenta, y la capacidad de controlar el desplazamiento de el altavoz por parte del amplificador disminuye, por lo tanto t anto la probabilidad de fallas eléctricas y mecánicas aumenta).

La capacidad de potencia del amplificador será mayor si el nivel de distorsión armónica aceptado es 1% en lugar de 0.1% (y como ya sabemos, la distorsión es audible desde aproximadamente 1%). Para estandarizar la manera de realizar las mediciones de capacidad de potencia de los amplificadores un organismo llamdo FTC (Federal Trade Comission) estableció que los amplificadores deberán medirse utilizando una señal de entrada de 20 Hz a 20 KHZ, por un período de tiempo prolongado, y cuya distorsión sea menor a 1%. La ilustración 2.1 muestra una tabla de capacidad de potencia de un amplificador profesional. Puede observarse que se presenta información a diferentes cargas de impedancia (2, 4 y 8 ohms).

MacroTech 1200 Maximum Power (Watts) Single Cycle Tone Burst At less than 0.05% THD (See note 1)

Stereo (both channels driven)

20 Hz

50 Hz

1 kHz

7 kHz

2

685

885

1,050

1,060

4

515

620

770

750

8

350

375

420

410

Figura 2.1 Capacidad de Potencia Derechos reservados Meyer Sound 2000


2.2

2.- Altavoces


1) Capacidad de Potencia La capacidad de potencia de un amplificador o transductor (bocina) depende de ciertos factores: 1) La duración de tiempo de la señal reproducida. 2) El rango de frecuencias reproducido. 3) El valor de la impedancia de entrada del transductor. 4) El nivel de distorsión aceptado. Entre más bajos sean los valores de d e los tres primeros factores la capacidad de potencia aumenta y viceversa. Entre más bajo sea el valor del último factor la capacidad de potencia disminuye y viceversa.

Capacidad de Potencia en Amplificadores Amplificadores La capacidad de potencia del amplificador será mayor si la duración de la señal de entrada es 0.001 segundo (1 milisegundo), en lugar de 1 hora (obviamente lo que nosotros queremos reproducir NO DURA 1 milisegundo). La capacidad de potencia del amplificador será mayor si la señal de entrada solamente comprende 1 KHz (una sola frecuencia), en lugar de "Pink Noise" o música/voz (obviamente lo que nosotros queremos reproducir es musica/voz). La capacidad de potencia del amplificador será mayor si el valor de impedancia de entrada del transductor (impedancia de carga) es 1 ohm en lugar de 8 ohms. (Solamente que entre más baja sea la impedancia de carga, el esfuerzo para el amplificador aumenta, y la capacidad de controlar el desplazamiento de el altavoz por parte del amplificador disminuye, por lo tanto t anto la probabilidad de fallas eléctricas y mecánicas aumenta).

La capacidad de potencia del amplificador será mayor si el nivel de distorsión armónica aceptado es 1% en lugar de 0.1% (y como ya sabemos, la distorsión es audible desde aproximadamente 1%). Para estandarizar la manera de realizar las mediciones de capacidad de potencia de los amplificadores un organismo llamdo FTC (Federal Trade Comission) estableció que los amplificadores deberán medirse utilizando una señal de entrada de 20 Hz a 20 KHZ, por un período de tiempo prolongado, y cuya distorsión sea menor a 1%. La ilustración 2.1 muestra una tabla de capacidad de potencia de un amplificador profesional. Puede observarse que se presenta información a diferentes cargas de impedancia (2, 4 y 8 ohms).

MacroTech 1200 Maximum Power (Watts) Single Cycle Tone Burst At less than 0.05% THD (See note 1)

Stereo (both channels driven)

20 Hz

50 Hz

1 kHz

7 kHz

2

685

885

1,050

1,060

4

515

620

770

750

8

350

375

420

410

Figura 2.1 Capacidad de Potencia Derechos reservados Meyer Sound 2000


2.2

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Guía para Self Powered ... También se puede notar que la medición realizada se titula Single Cycle tone Burst (señal de audio con duración de un solo ciclo), y se realizó en siguientes frecuencias:

Se puede apreciar que a 2 ohms @ 7 Khz (duración de 0.000,14 segundos), la capacidad de potencia de dicho amplificador es 1,060 watts, pero @ 20 Hz (duración de 0.05 segundos), la capacidad de potencia disminuye a 685 watts (lo cual cumple el primer factor, a menor duración mayor potencia).

- 20 Hz (duración de 0.05 segundos) - 50 Hz (duración de 0.02 segundos) - 1 Khz (duración de 0.001 segundo) - 7 Khz (duración de 0.000,14 segundos)

La ilustración 2.2 muestra otra tabla de capacidad de potencia del mismo amplificador profesional.

Se puede apreciar que a 7 Khz @ 2 ohms, la capacidad de potencia de dicho amplificador es 1,060 watts, pero @ 8 ohms, la capacidad de potencia disminuye a 410 watts (lo cual cumple el tercer factor, a mayor impedancia menos potencia).

Puede observarse que se presenta información a diferentes cargas de impedancia (2, 4 y 8 ohms).

MacroTech 1200 - Minimum Guaranteed Power (Watts) Maximum Average

At THD At0.05% 0.5% T HD

At 0.1% THD

At 0.1% THD

1 20KHz Hz

20Hz-20kHz

1 kHz

2

67 5

58 5

66 0

4

48 0

45 0

48 0

8

31 0

29 5

30 5

Stereo

(both channels driven)

Figura 2.2 Capacidad de Potencia

También se puede notar que la medición realizada se titula Maximum Average (Promedio Máximo), y se realizaron las siguientes pruebas:

La ilustración 2.3 muestra otra tabla de capacidad de potencia del mismo amplificador (Crown Macro-Tech 1200).

- 1 Khz @ 0.05% de THD en un período de tiempo prolongado. - 1Khz @ 0.1% de THD en un período de tiempo prolongado. - Barrido de Frecuencia desde 20 Hz hasta 20 Khz @ 0.1% de THD en un período de tiempo prolongado.

Puede observarse que se presenta información a diferentes cargas de impedancia (4 y 8 ohms), pero se excluye información con carga de 2 ohms (¿?).

Se puede apreciar que al utilizar como señal de prueba 1 Khz a 2 ohms @ 0.1 % de THD, la capacidad de potencia de dicho amplificador es 675 watts, pero @ 0.05% de THD, la capacidad de potencia disminuye a 660 watts (lo cual cumple el cuarto factor, a menor distorsión menor potencia). Se puede apreciar que al utilizar un barrido de frecuencia desde 20 Hz hasta 20 Khz la capacidad de potencia disminuye a 585 watss (debido a que la prueba comprende otras frecuencias además de 1 Khz). Derechos reservados Meyer Sound 2000

También se puede notar que la medición realizada se titula FTC Continuous Average @ 0.1% THD (Promedio Continuo FTC @ 0.1% de THD), y se realizaron las siguientes pruebas: - 1 Khz @ 0.1% de THD en un período de tiempo prolongado. - desde 20 Hz hasta 20 Khz @ 0.1% de THD en un período de tiempo prolongado Se puede apreciar que 1 Khz @ 4 ohms, la capacidad de potencia de dicho amplificador es 475 watss, pero @ desde 20 Hz hasta 20 Khz simultáneos (pink noise), la capacidad de potencia disminuye a 425 watts (lo cual cumple con el segundo factor, a mayor rango de frecuencias reproducido menos potencia).


2.3

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MacroTech 1200 - Minimum Guaranteed Power (Watts) FTC Continuous Average At 0.1% THD 1 kHz

20Hz-20kHz

Stereo

4

475

425

(both channels driven)

8

305

295


Se puede apreciar también que no existe información con cargas de 2 ohms, debido a que incluso el fabricante NO recomienda operar el amplificador con cargas menores de 4 ohms en un período de tiempo prolongado. Si comparamos la especificación de potencia de la ilustración 2.1 @ 7 Khz, 2 ohms (1,060 watts), con la especificación de potencia de la ilustración 2.3 @ 4 ohms desde 20 Hz hasta 20 Khz (425 watts), podremos descubrir una gran diferencia de potencia. ¿Cuál es la verdadera capacidad de potencia máxima de dicho amplificador? La obtenida bajo el estandard FTC:

- 295 watts @ 8 ohms, desde 20 Hz hasta 20 Khz, durante un período prolongado de tiempo con 0.1% de THD (condiciones de mundo real). Cualquier indicación de potencia superior a la establecida bajo mediciones FTC es tendenciosa, y solo se puede cumplir en condiciones de laboratorio, pero NO en condiciones de mundo real. Pensar que la capacidad de potencia del amplificador citado anteriormente anteriorme nte es de 600 watts por canal equivale a engañarse uno mismo. Lo anterior se aplica a todas las marcas y modelos de amplificadores de potencia.

- 425 watts @ 4 ohms, desde 20 Hz hasta 20 Khz, durante un período prolongado de tiempo con 0.1% de THD (condiciones de mundo real).

Capacidad de Potencia Térmica en Altavoces El tema de la capacidad de potencia en bocinas es más complejo que en los amplificadores.

La capacidad de potencia de los altavoces se puede separar en: - Capacidad de Potencia Térmica - Capacidad de Potencia Mecánica

Capacidad de Potencia Térmica en Bocinas

Al igual que con los amplificadores, la capacidad de potencia térmica depende de ciertos factores:

La capacidad de potencia térmica se refiere al nivel máximo de potencia que puede soportar la bobina de un altavoz altavoz sin sufrir daño. Se relaciona relaciona con la temperatura que puede soportar la bobina (al exceder dicho nivel la bobina se quema). La capacidad de potencia mecánica se refiere al nivel máximo de potencia que pueden soportar los Derechos reservados Meyer Sound 2000

componenetes de el altavoz sin sufrir desperfectos mecánicos. Se relaciona relaciona con el desplazamiento desplazamiento (excursión) del cono ó diafragma (al exceder dicho nivel el altavoz se daña (aunque la bobina no se haya quemado).

1) La duración de tiempo de la señal reproducida. 2) El rango de frecuencias reproducido. La capacidad de potencia de los transductores será mayor si la señal de entrada es de muy corta duración y será menor si es de larga duración.


2.4

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Guía para Self Powered ... La capacidad de potencia de los transductores será mayor si la señal de entrada abarca menor rango de frecuencias, y será menor si abarca mayor rango de frecuencias. La ilustración 2.4 muestra las especificaciones de capacidad de potencia térmica de un altavoz.

Power Capacity (8 hrs. pink noise, 10dB crest factor) 70 watts - 500Hz to 23 kHz 100 watts - 800 Hz to 23 kHz 150 watts - 1200 Hz to 23 kHz Power Capacity (100hrs. pink noise, 10dB crest factor 35 watts - 500Hz to 23kHz Figura 2.4 Capacidad de Potencia

Se puede apreciar que se utilizó como señade prueba pink noise, y que la medición se realizó con tres diferentes rangos de frecuencia: Se puede apreciar que con duración de 8 horas (de 500 Hz a 23 Khz), la capacidad de potencia de dicho altavoz es 70 watts, pero con duración de 100 horas (de 500 Hz a 23 Khz ), la capacidad de potencia disminuye a 35 watts(lo cual cumple el primer factor, a mayor duración de tiempo de la señal reproducida menor potencia). Se puede apreciar que de 500 Hz a 23 Khz (duración de 8 horas), la capacidad de potencia de dicho altavoz es 70 watts, pero de 800 Hz a 23 Khz (duración de 8 horas), la capacidad de potencia aumenta a 100 watts, y además de 1200 Hz a 23 Khz (duración de 8 horas), la capacidad de potencia aumenta a 150 watts(lo cual cumple el segundo factor, a menor rango de frecuencia reproducido mayor potencia). Por lo general se utiliza uno de los siguientes dos tipos de señal de prueba: - Barrido de onda senoidal ó 1 frecuencia fija - Pink noise En la industria se ha optado por bautizar de diversas formas los aspectos relacionados con la duración de la señal de prueba. Así, existe la siguiente clasificación.


- Continuous ó Long Term ó RMS (Señal de prueba de larga duración. Mayor a 1 hr). Se le puede llamar continuous pink noise (en caso de que se utilice pink noise), se le puede llamar long term sine wave (en caso de que se utilice una onda senoidal fija), y se le puede llamar long term sine sweep (en caso de que se utilice un barrido de onda senoidal). Esta medicón proporciona el valor de potencia más bajo. - Program ó Music (Señal de prueba con características musicale. Aproximadamente 1 segundo). Se le puede llamar continuous program (en caso de que la señal de prueba sea pink noise. Aunque lo correcto seía llamerle pink noise program, pero este término no se utliza en la industria). Esta medición proporciona un valor de potencia 3 dB mayor (el doble de potencia) que la medición continuous/program/RMS. - Peak ó Short Term(Señal de prueba de corta duración. Menor a 0.1 seg). Esta medición proporciona el valor de potencia más alto. 6 dB mayor (cuatro veces más potencia) que la medición continuous/program/RMS. El principal problemas es que mientras algunos fabricantes de bocinas presentan sus mediciones basadas en continuous/program/RMS , otros las presentan basadas en mediciones Program/ Music , y otros las presentan basadas en mediciones Peak/Short Term. Lo anterior puede crear confusión y conducir a interpretaciones erroneas (que nos llevarán a decisiones también erroneas).


2.5

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Por ejemplo, ¿cuál de los siguientes modelos de bocinas tiene más capacidad de potencia?: Modelo A, capacidad 300 watts (continuous) Modelo B, capacidad 400 watts ( progarm) Modelo C, capacidad 500 watts ( peak) Aparantemente el modelo más potence es el C (500 watts). Pedro para poder determinarlo es necesario realizar las comparaciones basados en la misma condición. Por lo tanto:

De lo anterior podemos deducir que el modelo A es el que tiene más capacidad de potencia (300 watts continuous, ó 600 watts program, ó 600 watts peak). El altavoz que parecía menos potente (A) es la que a fin de cuentas resultó ser más potente, y el altavoz que parecía ser más potente (C) es la que a fin de cuentas resultó ser menos potente. La ilustración 2.5 muestra un ejemplo entre capacidad RMS y Peak utilizando pink noise.

El altavoz A es de: 300 watts cont. ó 600 watts prog. El altavoz B es de: 200 watts cont. ó 400 watts prog. El altavoz C es de: 500 watts peak ó 250 watts prog.

MAXIMUM INPUT POWER (24 HOUR BAND LIMITED PINK NOISE, RMS/PEAK)

450/1800W


Existen varios intentos de diversos organismos por tratar de estandarizar el procedimiento de medición de la capacidad de potencia en bocinas. Entre dichos organismo se encuentran:

AES y ANSI han desarrollado un estandard relacionado con la capacidad de potencia de los altavoces. Dicho estandard (que por cierto todavía no ha sido adoptado por todos lo fabricantes de bocinas) consiste en realizar mediciones de potencia bajo las

Audio Engineering Society (AES) Electronic Industries Asociation (EIA) American National Standards Institute (ANSI) Señal de entrada: Pink Noise Duración: 2 horas Rango de Frecuencias: 10 tercios de octava (1 decada) Filtros: 12 dB/octava *Nota: Las mediciones incluyen picos de corta duración 6 dB mayores (4 veces más potentes) que la señal continua.


condiciones mostradas en la ilustracion 2..6 A dicho estandard se le conoce como: AES2-1984. ó ANSI S4.26-1988


Los resultados de las mediciones de capacidad de potencia bajo estandard AES ó ANSI son muy similares a los que conocemos como Program.


2.6

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Las ilustraciones 2.7 y 2.8 muestran mediciones de potencia AES/ANSI.

Se recomienda que el amplificador de potencia seleccionado, tenga la misma capacidad de potencia FTC (correspondiente con la impedancia de entrada de el altavoz), que la capacidad de potencia program ó AES/ANSI.

POWER CAPACITY, 2 HOURS (bandwidth)****

75 WATTS (1,000-10,000 Hz)

****Per AES2-1984; ANSI S4.26-1988. Test includes short-term peaks that are 6 dB above the noted long-term average (four times power).


RATED POWER (2)

800W AES, 3200W peak

2. AES Standard ANSI S4.26-1984 Figura 2.8 Capacidad de Potencia

Capacidad de Potencia Mecánica en Altavoces

Capacidad de Potencia Mecánica en Bocinas

Hay que recordar que en el punto anterior se abordó la capacidad de potencia desde el punto de vista térmico. Desde el punto de vista mecánico, los fabricantes NO incluyen información de potencia. Desde el punto de vista mecánico el asunto más importante es el nivel de distorsión producido por el transductor. dicha distorsión es producida por el exceso de excursión (desplazamiento) de la bobina movil dentro de la ranura.


Así que es posible encontrarnos con un altavoz cuya capacidad de potencia térmica sea muy alta, por ejemplo 1000 watts AES/ANSI. Lo que el fabricante NO dice es el nivel de distorsión armónica con 1000 watts de potencia. Por lo general, cuando un altavoz consume entre la cuarta y la quinta parte de su capacidad de potencia (térmica) el nivel de distorsión armónica sobrepasa de 1%.


2.7

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2) Sensibilidad del modelo A y del modelo B: Es la medición del nivel sonoro (en dB SPL) que puede producir un altavoz a cierta distancia al operar a determinada potencia. La sensitividad generálmente se mide a una distancia de un metro y con una potencia de 1 watt (2.82 volts @ 8 ohms, ó 2 volts @ 4 ohms). Uno de los errores más frecuentes que se cometen, es pensar que la capacidad de potencia es el factor más importante al seleccionar un altavoz. El siguiente ejemplo puede demostrarlo: Modelo A: 512 watts AES, sensitivity 93 dB SPL @ 1 w, 1 mt. Resp. de Frec.: 25 Hz - 2500 Hz Impedancia: 8 ohms Precio: $1,000.00 Modelo B: 256 watts AES, sensitivity 99 dB SPL @ 1 w, 1 mt. Resp. de Frec.: 25 Hz - 2500 Hz Impedancia: 8 ohms Precio: $1,000.00 Aparentemente el modelo A es el más conveniente por ser más potente, además de costar lo mismo (quién va a querer pagar $1,000.00 por el altavoz de 256 watts, cuando el altavoz de 512 watts cuesta lo mismo). La siguiente regla se aplica con potencia y nivel sonoro: Cada vez que se duplica la potencia, el nivel sonoro (SPL) aumenta 3 dB.

Potencia

Bocina A

Modelo B

1 watt 2 watts 4 watts 8 watts 16 watts 32 watts 64 watts 128 watts 256 watts 512 watts

93 dB SPL 96 dB SPL 99 dB SPL 102 dB SPL 105 dB SPL 108 dB SPL 111 dB SPL 114 dB SPL 117 dB SPL 120 dB SPL

99 dB SPL 102 dB SPL 105 dB SPL 108 dB SPL 111 dB SPL 114 dB SPL 117 dB SPL 120 dB SPL 123 dB SPL

Como se puede apreciar, el altavoz B (la menos potente) puede producir 3 dB más de nivel sonoro que el modelo A (y además consume la mitad de la potencia del modelo A). Conclusión: El altavoz B es mejor opción, debido a que con 256 watts puede producir 123 dB SPL (el altavoz A con 512 watts solo puede producir 120 dB SPL). Además un amplificador de 256 watts @ 8 ohms es menos costoso que un amplificador de 512 watts @ 8 ohms. Por lo tanto haber seleccionado el altavoz A por ser más potente es una decisión erronea. Al seleccionar bocinas, es importante comparar: -Capacidad de Potencia -Sensitividad -Respuesta de Frecuencia -Carga de Impedancia

El altavoz A reproduce 93 dB SPL con 1 watt, entonces con 2 watts (el doble) reproducirá 96 dB SPL (93 + 3), y así sucesivamente hasta llegar a la potencia máxima. El altavoz B reproduce 99 dB SPL con 1 watt, entonces con 2 watts (el doble) reproducirá 102 dB SPL (99 + 3), y así sucesivamente hasta llegar a la potencia máxima. La siguiente tabla muestra el incremento de nivel sonoro cada vez que se ducplica la potencia, en el caso



2.8

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3) Direccionalidad -Precio La direccionalidad de un altavoz se refiere a su capacidad de poder dirigir el sonido sobre un area determinada. La direccionalidad se determina de la atenuacion en dB con respecto al eje, que sufre el sonido reproducido por el altavoz al desplazarse fuera del eje. A la direccionalidad tambien se le conoce como cobertura.

La industria de audio determina la direccionalidad en altavoces, como la relacion angular con respecto al eje donde la presion sonora se ha atenuado 6 dB. De esta forma, si al reproducir un frecuencia en un altavoz este registra en el eje, por ejemplo 90 dB SPL, su direccionalidad horizontal (o vertical) estará definida entonces como la suma de los angulos hacia la izquierda y derecha (o arriba y abajo) donde se registren 84 dB SPL (90 dB SPL - 6 dB = 84 dB SPL).

Patrones Polares Solamente que la direccionalidad es un asunto que depende de la frecuencia reproducida. Las altas frecuencias son más direccionales, y las bajas frecuencias son menos direccionales (irradian el sonido en todas direcciones. Se denominan omnidireccionales). Una forma de graficar la direccionalidad es por medio de Patrones Polares (Polar Plots). Los patrones polares muestran el nivel sonoro de frecuencias determinadas a intervalos de 5 ó 10 grados a partir del eje. En la industria se acostumbra medir los patrones polares a intervalos angulares de 5 grados, y a intervalos de frecuencia de 1/3 de octava (¡Meyer Sound utiliza intervalos angulares de 1 grado, y resolución de frecuencia de 1/36 de octava!)

La ilustracion 2.9A muestra patrones polares horizontales y verticales de una caja acústica respectivamente (en frecuencias de 100 Hz, 1 kHz y 10 kHz). Se indica con flechas de color azul los puntos de -6 dB en el plano horizontal, y con flechas de color rojo los puntos de -6 dB en el plano vertical. Cada círculo concentrico hacia adentro representa 10 dB de atenuación. Es posible apreciar a partir de la ilustracion 2.9A, que la cobertura en 100 Hz es de 360 grados horizontales x 360 grados verticales, asimismo en 1kHz la cobertura es de 80 grados horizontales x 40 grados verticales, y por último la cobertura en 10 kHz es de 70 grados horizontales x 45 grados verticales.

Figura 2.9A Patrones Polares Horizontales y Verticales Derechos reservados Meyer Sound 2000


2.9


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Figura 2.9B Patrones Polares Horizontales y Verticales en intervalos de 1/3 de octava



2.10

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Guía para Self Powered ... Cuando en algun documento se hace referencia a la direccionalidad en una caja acústica de 2, 3 o más vías, es importante considerar que dicha direccionalidad se refiere solamente al rango de frecuencias superiores a los 1,000 Hz aproximadamente. Nota: En el tema 6 se profundiza este tema.

todas las frecuencias. La cobertura horizontal es tan inconsistente que en 1 kHz es 45 grados y en 2 kHz es 85 grados (40 grados de variación). La cobertura vertical es tan inconsistente que en 10 kHz es 20 grados y en 1.6 kHz es 60 grados (de nuevo 40 grados de variacion).

La ilustracion 2.9B muestra patrones polares de 24 frecuencias (desde 100 Hz hasta 20 kHz con intervalo de frecuencia de 1/3 de octava. Se puede apreciar que los patrones polares no son totalmente uniformes en

En este caso la información de la ilustracion 2.9B esta tomada de una caja acústica muy costosa, en que su fabricante comercializa su cobertura como 60 grados horizontales x 40 grados verticales (definitivamente no es un producto de Meyer Sound).

Mapas de Presión La ilustración 2.10A muestra mapas de presión de la misma caja acústica mostrada en la ilutración 2.9A.

Figura 2.10 Mapas de Presión Horizontal y Vertical

Los mapas de presión pueden mostrar información en el plano horizontal, en el palno vertical o en ambos planos simultaneamente. Pueden mostrar las variaciones de presión sonora en escalas de gris o por medio de variaciones de color. En los 3 mapas de presion (horizontal y vertical de manera simultánea) se indica con marcas de color azul los puntos de -6 dB en el plano horizontal, y con marcas de color rojo los puntos de -6 dB en el plano vertical.

Nuevamente y al igual que en la ilustracion 2.9A, que la cobertura en 100 Hz es de 360 grados horizontales x 360 grados verticales, asimismo en 1kHz la cobertura es de 80 grados horizontales x 40 grados verticales, y por último la cobertura en 10 kHz es de 70 grados horizontales x 45 grados verticales. Debido a que la interpretación de los patrones polares

Beamwidth (Cobertura vs Frecuencia en los puntos de -6 dB) pueder ser muy confusa, y la interpretacion de mapas de presión requiere de muchos mapas, se hace uso de una gráfica más llamada Beamwidth. Derechos reservados Meyer Sound 2000

La gráfica de Beamwidth es muy útil debido a que muestra la cobertura (-6 dB) en un gran número de frecuencias.


2.11

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Beamwidth. Cobertura (puntos de -6dB) vs Frecuencia 360º 350º 340º 330º 320º 310º 300º 290º 280º 270º 260º 250º 240º 230º 220º 210º 200º 190º 180º 170º 160º 150º 140º 130º 120º 110º 100º 90º 80º 70º 60º 50º 40º 30º 20º 10º 0º

2 0

2 5

3 1 . 5

4 0

5 0

6 3

8 0

360º 350º 340º 330º 320º 310º 300º 290º 280º 270º 260º 250º 240º 230º 220º 210º 200º 190º 180º 170º 160º 150º 140º 130º 120º 110º 100º 90º 80º 70º 60º 50º 40º 30º 20º 10º 0º 1 0 0

1 2 5

1 6 0

2 0 0

2 5 0

3 1 5

4 0 0

5 0 0

6 3 0

8 0 0

360º 350º 340º 330º 320º 310º 300º 290º 280º 270º 260º 250º 240º 230º 220º 210º 200º 190º 180º 170º 160º 150º 140º 130º 120º 110º 100º 90º 80º 70º 60º 50º 40º 30º 20º 10º 0º 1 K

1 .2 5 K

1 . 6 K

2 K

2 . 5 K

3 .1 5 K

4 K

5 K

6 . 3 K

8 K

360º 350º 340º 330º 320º 310º 300º 290º 280º 270º 260º 250º 240º 230º 220º 210º 200º 190º 180º 170º 160º 150º 140º 130º 120º 110º 100º 90º 80º 70º 60º 50º 40º 30º 20º 10º 0º 1 0 K

1 2 . 5 K

1 6 K

2 0 K

360º 350º 340º 330º 320º 310º 300º 290º 280º 270º 260º 250º 240º 230º 220º 210º 200º 190º 180º 170º 160º 150º 140º 130º 120º 110º 100º 90º 80º 70º 60º 50º 40º 30º 20º 10º 0º

Figura 2.11A Beamwidth Cobertura contra Frecuencia (-6 dB points)

Beamwidth. Cobertura (puntos de -6dB) vs Frecuencia 360º 350º 340º 330º 320º 310º 300º 290º 280º 270º 260º 250º 240º 230º 220º 210º 200º 190º 180º 170º 160º 150º 140º 130º 120º 110º 100º 90º 80º 70º 60º 50º 40º 30º 20º 10º 0º

2 0

2 5

3 1 . 5

4 0

5 0

6 3

8 0

360º 350º 340º 330º 320º 310º 300º 290º 280º 270º 260º 250º 240º 230º 220º 210º 200º 190º 180º 170º 160º 150º 140º 130º 120º 110º 100º 90º 80º 70º 60º 50º 40º 30º 20º 10º 0º 1 0 0

1 2 5

1 6 0

2 0 0

2 5 0

3 1 5

4 0 0

5 0 0

6 3 0

8 0 0

360º 350º 340º 330º 320º 310º 300º 290º 280º 270º 260º 250º 240º 230º 220º 210º 200º 190º 180º 170º 160º 150º 140º 130º 120º 110º 100º 90º 80º 70º 60º 50º 40º 30º 20º 10º 0º 1 K

1 .2 5 K

1 . 6 K

2 K

2 . 5 K

3 .1 5 K

4 K

5 K

6 . 3 K

8 K

360º 350º 340º 330º 320º 310º 300º 290º 280º 270º 260º 250º 240º 230º 220º 210º 200º 190º 180º 170º 160º 150º 140º 130º 120º 110º 100º 90º 80º 70º 60º 50º 40º 30º 20º 10º 0º 1 0 K

1 2 . 5 K

1 6 K

2 0 K

360º 350º 340º 330º 320º 310º 300º 290º 280º 270º 260º 250º 240º 230º 220º 210º 200º 190º 180º 170º 160º 150º 140º 130º 120º 110º 100º 90º 80º 70º 60º 50º 40º 30º 20º 10º 0º

Figura 2.11B Beamwidth Cobertura contra Frecuencia (-6 dB points)



2.12

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... La ilustración 2.11A muestra la gráfica de Beamwidth a partir de datos de la ilustracion 2.9B. Puede apreciarse que es muy fácil visualizar la cobertura (puntos de -6 dB) para cada una de las frecuencias indicadas (en este caso, desde 100 Hz hasta 20 kHz). Es muy fácil en este caso apreciar la inconsistencia en la cobertura en esta caja acústica.

La ilustracion 2.11B muestra la gráfica de Beamwidth de un producto del mismo fabricante de la ilustracion 2.11A. Se puede apreciar mucho mayor control direccional en ambos planos (horizontal y vertical). Desafortunadamente esta caja acústica no es tan popular como la anterior a pesar de poseer control direccional superior (consecuencia del gran poder de la mercadotecnia y de la falta de formación técnica de los usuarios finales).

4) Crossovers La ilustración 2.12 muestra la respuesta de frecuencia de un trasductor de agudos.

La ilustración 2.13 muestra la respuesta de frecuencia de un transductor de graves.

rango de frecuencias utilizable

rango de frecuencias NO utilizable

frecuencias NO retrasadas

frecuencias más retrasadas

Figura 2.12 Resp. de Frec. Acústica de Agudos



2.13

2.- Altavoces


rango de frecuencias utilizable

rangos de frecuencias NO utilizables


frecuencias más retrasadas

Figura 2.13 Resp. de Frec. Acústica de Graves

Se puede observar que la respuesta de frecuencia del transductor de agudos tiene un rango desde los 315 Hz hasta los16 KHz. Asimismo se puede observar que la respuesta de frecuencia del transductor de graves tiene un rango desde los 60 Hz hasta los 4 KHz . Si le enviaramos al transductor de agudos, frecuencias desde 20 Hz hasta 20 Khz, este se dañará por exceso de temperatura y de excursión. Asimismo se le enviaramos al transductor de graves, frecuencias desde 20 Hz, hasta 20 Khz, este no reproducira arriba de 4 Hz. Para integrar ambos transductores se necesita un dispositivo llamado crossover (divisor ó separador de frecuencias).



2.14

2.- Altavoces


Filtros Un crossover, ya sea pasivo o electrónico, análogo ó digital, realiza sus funciones por medio de dos tipos de filtros:

La ilustración 2.14 muestra un HPF. La ilustración 2.15 muestra un LPF.

LPF (Low Pass Filter. Filtro de paso de bajas frecuencias). HPF (High Pass Filter. Filtro de paso de altas frecuencias). Frecuencia del filtro Pendiente

retraso proporcional a la frecuencia

Figura 2.14 High Pass Filter

frecuencia del filtro

pendiente

retraso proporcional a la frecuencia

Figura 2.15 Low Pass Filter Derechos reservados Meyer Sound 2000


2.15

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... A la intersección entre dichos filtros se le conoce como Punto de Corte (Crossover Point).

La ilustración 2.16 muestra un punto de cruce en 1Khz..

punto de corte

pendiente de HPF

pendiente de LPF

180 grados de desplazmiento de fase en el punto de corte

frecuencias con retraso menor

frecuencias con retraso mayor


Figura 2.16 Crossover Point

Al nivel de filtraje se le conoce como Pendiente (Slope). El nivel de filtraje puede ser 6 dB/octava (primer orden), 12 dB/octava (segundo orden), 18 dB/octava (tercer orden), 24/octava (cuarto orden), e incluso mayor (existen filtros de 96 dB/octava). Las ilustraciones 2.17 a la 2.20 muestran filtrajes desde 6 dB/octava hasta 24 dB/octava. Puede apreciarse el nivel de filtraje. Además se puede notar que la alteración de fase (distorsión de fase) es mayor al aumentar el filtraje.



2.16


2.- Altavoces

pendiente de 6/dB por octava

45 grados de desplazmiento de fase en la frecuencia del filtro

desplazamiento de fase muy suave

Figura 2.17 Pendiente de 6 dB/octava



desplazamiento de fase suave




2.17


2.- Altavoces



desplazamiento de fase pronunciado




desplazamiento de fase muy pronunciado

Figura 2.20 Pendiente de 24 dB/octava Derechos reservados Meyer Sound 2000


2.18

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... Pero, ¿qué es la “alteración o distorsión de fase” y que consecuencias puede llegar a tener? De las ilustraciones 2.17 a la 2.20 se desprende que por cada “orden” (múltiplo de 6 dB/octava) la alteración de fase en el punto de cruce es de 45 grados. 1er orden (6 dB/octava) = 45 grados de desfase en el punto de corte 2do orden (12 dB/octava) = 90 grados de desfase en el punto de corte 3er orden (18 dB/octava) = 135 grados de desfase en el punto de corte 4to orden (24 dB/octava) = 180 grados de desfase en el punto de corte ¿Que significa el “desfase” mencionado? Significa “retraso”. En el primer caso (utilizando filtros de primer orden) el retraso es de 45 grados de 1 kHz. ¿A que equivalen 45 grados de 1 kHz? 1 ciclo = 360 grados, por lo tanto 45 grados es la octava parte (0.125) de 360 grados (45/360 es igual a 1/8, que es igual a 0.125). El periodo (tiempo necesario para que se complete un ciclo) de 1 kHz es 0.001 segundos (1 milisegundo. Periodo = 1/Frecuencia). El periodo de 1 kHz es 0.001 segundo, que equivale tambien a 360 grados. Por lo tanto 45 grados de 360 grados (la octava parte de 360 grados) es igual a la octava parte de 0.001 segundo (0.001/8 = 0.000,125 segundos). El tiempo de retraso se puede calcular entonces de la siguiente manera: Tiempo de Retraso = (1/Frecuencia) x (Grados de Retraso/ 360) Sustituyendo los valores anteriores: Tiempo de Retraso = (1/1,000 Hz) x (45 grados/360) Tiempo de Retraso = (0.001) x (0.125) Tiempo de Retraso = 0.000,125 segundos (o sea 0.125 milisegundos)



2.19

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... La ilustración 2.20A muestra un gráfica de amplitud y fase de un LPF en la frecuencia de 1 kHz, con pendiente de 6 dB/octava. Puede observarse el “retraso” de 45 grados en la frecuencia de cruce (1 kHz).

pendiente de 6 dB/octava (primer orden)

45 grados de retraso en la frecuencia de corte

Figura 2.20A Pendiente de 6 dB/octava

La ilustración 2.20B muestra la gráfica de respuesta de impulso del filtro anterior. Puede apreciarse un retraso de 0.12 ms (según nuestro cálculo el retraso debe ser 0.125 milisegundos).

0.12 ms de retraso (45 grados @ 1 kHz)

Figura 2.20B Tiempo de retraso con pendiente de 6 dB/octava



2.20

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... La ilustración 2.20C muestra un gráººfica de amplitud y fase de un LPF en la frecuencia de 1 kHz, con pendiente de 12 dB/octava. Puede observarse el “retraso” de 90 grados en la frecuencia de cruce (1 kHz).

Tiempo de Retraso = (1/1,000 Hz) x (90 grados/360) Tiempo de Retraso = (0.001) x (0.250) Tiempo de Retraso = 0.000,25segundos (o sea 0.25 milisegundos)

pendiente de 12 dB/octava (segundo orden)


Figura 2.20C Pendiente de 12 dB/octava

La ilustración 2.20D muestra la gráfica de respuesta de impulso del filtro anterior. Puede apreciarse un retraso de 0.24 ms (según nuestro cálculo el retraso debe ser 0.25 milisegundos). 0.24 ms de retraso (90 grados @ 1 kHz)

Figura 2.20D Tiempo de retraso con pendiente de 12 dB/octava



2.21

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... La ilustración 2.20E muestra un gráfica de amplitud y fase de un LPF en la frecuencia de 1 kHz, con pendiente de 18 dB/octava. Puede observarse el “retraso” de 135 grados en la frecuencia de cruce (1 kHz).


pendiente de 18 dB/octava (tercer orden)


Figura 2.20E Pendiente de 18 dB/octava

La ilustración 2.20F muestra la gráfica de respuesta de impulso del filtro anterior. Puede apreciarse un retraso de 0.38 ms (según nuestro cálculo el retraso debe ser 0.375 milisegundos).


Figura 2.20F Tiempo de retraso con pendiente de 18 dB/octava Derechos reservados Meyer Sound 2000


2.22

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... La ilustración 2.20G muestra un gráfica de amplitud y fase de un LPF en la frecuencia de 1 kHz, con pendiente de 24 dB/octava. Puede observarse el “retraso” de 180 grados (medio ciclo) en la frecuencia de cruce (1 kHz).


pendiente de 24 dB/octava (cuarto orden)


Figura 2.20G Pendiente de 24 dB/octava

La ilustración 2.20H muestra la gráfica de respuesta de impulso del filtro anterior. Puede apreciarse un retraso de 0.5 ms (según nuestro cálculo el retraso debe ser 0.5 milisegundos).


Figura 2.20H Tiempo de retraso con pendiente de 24 dB/octava Derechos reservados Meyer Sound 2000


2.23

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... La ilustración 2.20I muestra un gráfica de amplitud y fase de un LPF en la frecuencia de 1 kHz, con pendiente de 48 dB/octava. Puede observarse el “retraso” de 360 grados (1 ciclo completo) en la frecuencia de cruce (1 kHz).

Tiempo de Retraso = (1/1,000 Hz) x (360 grados/360) Tiempo de Retraso = (0.001) x (1) Tiempo de Retraso = 0.001 segundos (o sea 1 milisegundo)

pendiente de 48 dB/octava (octavo orden)


Figura 2.20I Pendiente de 48 dB/octava

La ilustración 2.20J muestra la gráfica de respuesta de impulso del filtro anterior. Puede apreciarse un retraso de 1 ms (según nuestro cálculo el retraso debe ser 1 milisegundo).

1 ms de retraso (360 grados @ 1 kHz)

Figura 2.20J Tiempo de retraso con pendiente de 48 dB/octava Derechos reservados Meyer Sound 2000


2.24

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... La ilustración 2.20K muestra una grafica de amplitud y fase de un componente electrónico. Puede observarse que prácticamente no existe “desfase” o retraso.

NO existe ningun filtro activado

Prácticamente todas las frecuencias estan sincronizadas ( NO existe retraso)

Figura 2.20K Respuesta de Amplitud y Fase sin filtros activados

La ilustración 2.20L muestra la grafica de respuesta de impulso del componente electrónico anterior. Puede apreciarse que NO existe retraso.

0.00 ms de retraso

Figura 2.20L Tiempo de retraso sin filtros activados



2.25

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... Hemos visto que al utilizar filtros con pendiente de 4to orden (24 dB/octava) se producira un desfase de 180 grados en la frecuencia de cruce (que en el caso de 1 kHz equivale a 0.000,5 segundos (0.5 milisegundos). Desafortunadamente al variar la frecuencia de cruce el tiempo de retraso tambien se modifica.

La ilustracion 2.20M muestra un grafica de amplitud y fase de un LPF en la frecuencia de 100 kHz, con pendiente de 24 dB/octava. Puede observarse el “retraso” de 180 grados (medio ciclo) en la frecuencia de cruce (100 Hz). Tiempo de Retraso = (1/100 Hz) x (180grados/360) Tiempo de Retraso = (0.01) x (0.5) Tiempo de Retraso = 0.005 segundos (o sea 5 milisegundos)

pendiente de 24 dB/octava (cuarto orden)


Figura 2.20M Pendiente de 24 dB/octava @ 100 Hz

La ilustracion 2.20N muestra la grafica de respuesta de impulso del filtro anterior. Puede apreciarse un retraso de 5 ms (segun nuestro calculo el retraso debe ser 5 milisegundo). 5 ms de retraso (180 grados @ 100 Hz)

Figura 2.20N Tiempo de retraso con pendiente de 24 dB/octava @ 100 Hz Derechos reservados Meyer Sound 2000


2.26

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... Nota: es importante tener en mente que el “desfase/ retraso” ocasionado por el uso de filtros HPF y/o LPF (crossovers) depende de: -La pendiente del filtro (a mayor pendiente, exitirá mayor retraso) -La frecuencia del filtro (a menor frecuencia, existirá mayor retraso). El tipo de filtro puede ser de diseño Butterworth, Linkwitz-Riley, ó Bessel. Con el filtro Butterworth se pierden 3 dB en el punto de corte de manera individual de manera que al convinarlos se incrementan 3 dB en el punto de corte con respecto a los filtros individuales (siempre y cuando la “fase” en el punto de corte coincida). La ilustración 2.21A muestra la respuesta eléctrica individual de un crossover con filtros Butterworth. La ilustración 2.21B muestra la respuesta eléctrica convinada de un crossover con filtros Butterworth.

3 dB de atenuación en el punto de corte

Figura 2.21A HPF y LPF de diseño Butterworth (4to orden)



2.27

2.- Altavoces


+3 dB resultante en el punto de corte

Figura 2.21B HPF y LPF combinados de diseño Butterworth (4to orden)

Con el filtro Linkwitz-Riley se pierden 6 dB en el punto de corte de manera individual de manera que al convinarlos no hay incremento ni atenuación en el punto de corte con respecto a los filtros individuales (siempre y cuando la “fase” en el punto de corte coincida). La ilustración 2.22A muestra la respuesta eléctrica individual de un crossover con filtros Linkwitz-Riley. La ilustración 2.22B muestra la respuesta eléctrica convinada de un crossover con filtros Linkwitz-Riley.



2.28

2.- Altavoces



Figura 2.22A HPF y LPF de diseño Linkwtiz-Riley (4to orden)

0 dB resultante en el punto de corte

Figura 2.22B HPF y LPF combinados de diseño Linkwitz-Riley (4to orden) Derechos reservados Meyer Sound 2000


2.29

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... Con el filtro Bessel se pierden 8 dB en el punto de corte de manera individual de manera que al convinarlos se atenúan 2 dB en el punto de corte con respecto a los filtros individuales (siempre y cuando la “fase” en el punto de corte coincida).

La ilustración 2.23A muestra la respuesta eléctrica individual de un crossover con filtros Bessel. La ilustración 2.23B muestra la respuesta eléctrica convinada de un crossover con filtros Bessel.


Figura 2.23A HPF y LPF de diseño Bessel (4to orden)

-2 dB resultante en el punto de corte

Figura 2.23B HPF y LPF combinados de diseño Bessel (4to orden) Derechos reservados Meyer Sound 2000


2.30

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... De acuerdo a la información anterior es de suponerse que el tipo de filtro mas utilizado es Linkwitz-Riley, debido a que cuando menos en el dominio electrico la suma en el punto de corte es de 6 dB (debido a que en el punto de corte se han perdido 6 dB en cada vía). Los crossovers de uso general mas populares poseen filtros Linkwitz-Riley de 24 dB/octava (en algunos casos Linkwitz-Riley de12 dB/octava). Los crossover pueden ser de 2, 3, 4 ó hasta 5 vías, dependiendo del diseño del sistema. Sin tomar en consideración factores de naturaleza no eléctrica (como la posición fisica de los transductores en una caja acústica, o el comportamiento de fase de los transductores), sabemos que el comportamiento de los filtros añade 45 grados de retraso por cada orden (sin importar si el diseño del filtro es Buterworth, Linkwitz-Riley o Bessel). La combinación de filtro/pendiente más popular es: Linkwitz-Riley de 24 dB/octava. La razon se explica en las ilustraciones 2.24A, 2.24B y 2.24C. La ilustración 2.24A muestra la respuesta eléctrica de un HPF Linkwitz-Riley con pendiente de 24 dB/ octava en 1 kHz.

la fase en el punto de corte es 180 grados

punto de corte

Figura 2.24A HPF de 4to orden diseño (Linkwitz-Riley)



2.31

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... La ilustración 2.24B muestra la respuesta eléctrica de un LPF Linkwitz-Riley con pendiente de 24 dB/octava en 1 kHz.


punto de corte

Figura 2.24B LPF de 4to orden diseño (Linkwitz-Riley)

La ilustración 2.24C muestra la respuesta eléctrica combinada del HPF y LPF Linkwitz-Riley con pendiente de 24 dB/octava en 1 kHz. Puede observarse que debido a que en el punto de corte la fase se ha modificado 180 grados en ambos filtros (no hay desajuste de fase relativo entre vias) y debido a que en 1 kHz se han atenuado 6 dB en cada vía, el resultado final es que la respuesta electrica combinada es plana. En la región de corte no existen problemas de amplitud la respuesta de fase resultante presenta 180 grados de retraso en el punto de corte

Figura 2.23A Cominacion de HPF y LPF de 4to orden diseño (Linkwitz-Riley) Derechos reservados Meyer Sound 2000


2.32

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... Otra La combinación de filtro/pendiente muy popular es: Linkwitz-Riley de 12 dB/octava. Solamente que en este caso se debe invertir la “polaridad” de una de las 2 vias para que la “fase” en el punto de corte coincida (cuando menos en dominio electrico). La razón se explica en las ilustraciones 2.25A a 2.25F.

La ilustración 2.25A muestra la respuesta eléctrica de un HPF Linkwitz-Riley con pendiente de 12 dB/ octava en 1 kHz. La ilustración 2.25B muestra la respuesta eléctrica de un LPF Linkwitz-Riley con pendiente de 12 dB/octava en 1 kHz. Se muestra con polaridad NO INVERTIDA (color verda) y con polaridad INVERTIDA (color rosado).

punto de corte


Figura 2.25A HPF de 2do orden diseño (Linkwitz-Riley)

punto de corte

Con polaridad invertida la fase en el punto de corte es -90 grados

Con polaridad NO invertida la fase en el punto de corte es -90 grados

Figura 2.25B LPF de 2do orden diseño (Linkwitz-Riley) Derechos reservados Meyer Sound 2000


2.33

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... La ilustración 2.25C muestra ambos filtros de manera indiviudal. El filtro HPF (con polaridad NO INVERTIDA) y el LPF con polaridad NO INVERTIDA. Puede apreciarse que el desajuste de fase entre ambos filtros en el punto de corte es de 180 grados.

En la región de corte se producira una cancelación, porque la fase se encuentra desajustada 180 grados entre la via de frecuencias altas, y la via de bajas frecuencias

Figura 2.25C HPF y LPF de 2do orden diseño (Linkwitz-Riley) LPF NO Invertido

La ilustración 2.25D muestra la respuesta eléctrica combinada del HPF (con polaridad NO INVERTIDA) y LPF (con polaridad NO INVERTIDA) LinkwitzRiley con pendiente de 12 dB/octava en 1 kHz. Puede observarse que en el punto de corte la fase se ha modificado 90 grados en ambos filtros en diferente dirección (el desajuste de fase en el punto de corte es de 180 grados), por lo tanto la región del punto de corte se cancelará. Nota: en este caso intentar ajustar con un detector de polaridad de manera que el “color” registrado sea idéntico en ambas vías, tendrá como resultado consecuencias desastrozas. Derechos reservados Meyer Sound 2000


2.34

2.- Altavoces


En la región de corte se produce una cancelación

la respuesta de fase resultante presenta 180 grados de retraso en el punto de corte

Figura 2.25D HPF y LPF combinados de 2do orden diseño (Linkwitz-Riley) LPF NO Invertido

La ilustración 2.25E muestra ambos filtros de manera indiviudal. El filtro HPF (con polaridad NO INVERTIDA) y el LPF con polaridad INVERTIDA. Puede apreciarse que el desajuste de fase entre ambos filtros en el punto de corte es de 0 grados. NO se producirán problemas en la región de corte, porque la fase de ambas vias es 90 grados en el punto de corte

Figura 2.25E HPF y LPF de 2do orden diseño (Linkwitz-Riley) LPF Invertido Derechos reservados Meyer Sound 2000


2.35

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... La ilustración 2.25F muestra la respuesta eléctrica combinada del HPF (con polaridad NO INVERTIDA) y LPF (con polaridad INVERTIDA) Linkwitz-Riley con pendiente de 12 dB/octava en 1 kHz. Puede observarse que en el punto de corte la fase coincide (el desajuste de fase en el punto de corte es de 0 grados), por lo tanto la región del punto de corte sumará (y obtendermos resupuesta plana). Nota: en este caso intentar ajustar con un detector de polaridad de manera que el “color” registrado sea idéntico en ambas vías, tendrá como resultado consecuencias desastrozas.

En la región de corte no existen problemas de amplitud

la respuesta de fase resultante presenta 90 grados de retraso en el punto de corte

Nota: se ha invertido la polaridad a la via de bajas frecuencias

Figura 2.25F HPF y LPF combinados de 2do orden diseño (Linkwitz-Riley) LPF Invertido



2.36

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... Como se ha visto, el uso de filtros HPF y LPF tiene efecto en el comportamiento temporal de la señal de audio.

Las ilustraciones 2.26A y 2.26B muestran la respuesta de impulso y la respuesta de frecuencia y fase sin alteración (sin el uso de filtros HPF y LPF)

Dicho comportamiento depende de: -La pendiente (orden) seleccionada -La frecuencia seleccionada De tal suerte que entre mayor sea la pendiente y entre mas baja sea la frecuencia seleccionada del filtro, el retraso introducido sera mayor.

Respuesta de impulso sin alteración temporal

Figura 2.26A Respuesta de impulso sin pasar por filtros

la respuesta de frecuencia es plana

la respuesta de fase es plana

Figura 2.26B Respuesta de frecuencia sin pasar por filtros Derechos reservados Meyer Sound 2000


2.37

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... Las ilustraciones 2.27A a la 2.27D muestran la respuesta de impulso y la respuesta de frecuencia y fase al utilizar filtros HPF y LPF de 2do orden en un sistema de 3 vias (en dominio eléctrico). Puede apreciarse la alteración temporal en la respuesta de impulso y el retraso proporcional a la frecuencia introducido por las pendientes de 2do orden de los filtros mencionados.

Respuesta de impulso resultante de: sistema de 3 vias con puntos de corte en 100 Hz y 1 kHz, pendientes de 12 dB/octava

La respuesta de impulso se ha alterado

Figura 2.27A Respuesta de impulso con filtros de 2do 0rden (100 Hz y 1kHz)

punto de cruce = 1 kHz

filtros de 2do orden (12 dB/octava) 90 grados de retraso en el punto de corte 0.25 ms de retraso @ 1 kHz (8.5 cmts)

Figura 2.27b Respuesta de frecuencia de filtros HPF y LPF de 2do 0rden (1 kHz)



2.38

2.- Altavoces


punto de cruce = 100 Hz

filtros de 2do orden (12 dB/octava) 90 grados de retraso en el punto de corte 2.5 ms de retraso @ 100 Hz (85 cmts)

Figura 2.27C Respuesta de frecuencia de filtros HPF y LPF de 2do 0rden (100 Hz)

la respuesta de frecuencia resultante es plana

la respuesta de fase resultante NO es plana

Figura 2.27D Respuesta de frecuencia combinada de filtros HPF y LPF de 2do 0rden (100 Hz y 1 kHz) Derechos reservados Meyer Sound 2000


2.39

2.- Altavoces

Guía para Self Powered ... Las ilustraciones 2.28A a la 2.28D muestran la respuesta de impulso y la respuesta de frecuencia y fase al utilizar filtros HPF y LPF de 4to orden en un sistema de 3 vias (en dominio eléctrico). Puede apreciarse la significativa alteración temporal en la respuesta de impulso y el retraso proporcional a la frecuencia introducido por las pendientes de 4to orden de los filtros mencionados.

Respuesta de impulso resultante de: sistema de 3 vias con puntos de corte en 100 Hz y 1 kHz, pendientes de 24 dB/octava

La respuesta de impulso se ha alterado

Figura 2.28A Respuesta de impulso de filtros HPF y LPF de 4to 0rden (100 Hz y 1 kHz)

punto de cruce = 1 kHz

filtros de 4to orden (24 dB/octava) 180 grados de retraso en el punto de corte 0.5 ms de retraso @ 1 kHz (17 cmts)

Figura 2.28B Respuesta de frecuencia de filtros HPF y LPF de 4to 0rden (1 kHz)



2.40

2.- Altavoces


punto de cruce = 100 Hz

filtros de 4to orden (24 dB/octava) 180 grados de retraso en el punto de corte 5 ms de retraso @ 100 Hz (1.7 mts)

Figura 2.28C Respuesta de frecuencia de filtros HPF y LPF de 4to 0rden (100 Hz)

la respuesta de frecuencia resultante es plana

la respuesta de fase resultante NO es plana

Figura 2.28D Respuesta de frecuencia combinada de filtros HPF y LPF de 4to 0rden (100 Hz y 1 kHz) Derechos reservados Meyer Sound 2000


2.41

02 Altavoces

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