Cajas acústicas ( Para diseñar
bafles )
cajas acústicas o bafles bafles,, primero debemos de asignar el tamaño
que debe tener la lumbrera, la cual será de acuerdo a las
dimensiones del
woofer. El área de la lumbrera deberá ser 3/4 y máximo el área efectiva del
diafragma del efectivo de e
woofer. El área efectiva debe de calcularse según el díametro
de las lumbreras
Tamaño del parlante Tamaño de la lumbrera en pulgadas en pulgadas 2 8 pulgadas 28 a 38 ( 180 a 242 cm ) 12 pulgadas 88 a 80 ( 375 a 510 cm ) 15 pulgadas 95 a 100 ( 610 a 830 cm )
La forma del bafle o caja acústica es relativa. Generalmente se construye en forma de prisma, cuya relación de lados es: 4-3-2 , esto significa, por ejemplo: si el el alto es de 100 cm, el fondo será de 50 cm y el ancho de 75 cm, ver la siguiente figura:
Volúmenes para las cajas acústicas
8 pulgadas 0.098 m3 12 pulgadas 0.23 m3 15 pulgadas 0.42 m3 El volúmen de bafle se puede reducir usando una lubrera con conducto, tal como se indica en la parte superior en la figura ( c ) de la figura anterior. Es importante forrar el interior del bafle con un material absorbente con un espesor de 1.5 a 2.5 cm. El tamaño de bafle, por ejemplo, para un woofer de 12" será de 37" de alto x 15" de ancho x 14" de fondo, este tamaño es, si se usa conduto en la lumbrera. También puedes usar una lumbrera con conducto como la figura abajo a la izquierda: BAFLE INFINITO: La desventaja de este bafle es que reduce considerablemente considerablemente la potencia del woofer, esto se debe a que está completamente cerrado, por lo mismo no es muy usado.
A continuación se mostrará una figura y una tabla donde se indican las dimensiones de las
cajas acústicas o
bafles tipo reflex:
Dimensiones de
cajas acústicas
reflex: Dimensión L H P D X Y A B C
Parlante de Parlante de 8" 10"
Parlante de 12"
37.5 cm cm- 15 15.0"
52.5 cm cm- 21 21.0"
60.0 cm-24.0"
37.5 cm cm- 15 15.0"
52.5 cm cm- 21 21.0"
60.0 cm-24.0"
26.5 cm cm- 10 10.6"
31.5 cm cm- 12 12.6"
36.5 cm-14.6"
18.5 cm-7.4"
21.5 cm-8.6"
25.5 cm-10.2"
25.0 cm cm- 10 10.0"
3.0 cm cm-12.0"
30.0 cm-12.0"
6.5 cm-2.6"
11.5 cm-4.6"
12.5 cm-5.0"
19.0 cm-7.6"
13.5 cm-5.4"
145.5 cm-5.8"
14.0 cm-5.6"
21.5 cm-8.6"
23.0 cm-9.2"
12.5 cm-5.0"
21.0 cm-8.4"
22.5 cm-9.0"
Si deseas experimentar con cajas acústicas ( infinito, a continuación te incluyo la tabla
bafles ) tipo
Dimensiones de cajas acústicas tipo infinito: Parlante Parlante Parlante Dimensión de 8" de 10" de 12" 25.0 25.0 cm-1 cm-10. 0.0" 0" 36.0 36.0 cm-1 cm-14. 4.4" 4" A 36.0 cm-14.4" 22.0 22.0 cm-8 cm-8.8 .8"" 21.0 21.0 cm-8 cm-8.4 .4"" B 21.0 cm-8.4" 17.0 17.0 cm-6 cm-6.8 .8"" 22.0 22.0 cm-8 cm-8.8 .8"" 27.0 cm-10.8" C Para concluir con
este tema te voy a incluir un diseño propio de
cajas acústicas ( bafles ) con excelentes resultados, está consituido por 3 bocinas ( parlantes ), bajo, medio y agudos: OBSERVACIONES: Todas las medidas que se dan son internas. DIMENSIONES DEL BAFLE PARA BOCINAS DE 12 PULGADAS:
El siguiente bafle lo diseñe para un usuario de electronica2000, físicamente no lo probé, lo dejo para que lo tengan en cuenta. DIMENSIONES DEL BAFLE PARA BOCINAS DE 15 PULGADAS:
Para una mejor resonancia de los bajos forrar el interior con fibra de vidrio o con alguna tela gruesa de no menos de .5 cms de espesor. Los crossover deberán tener un 15% ó 20% más que la potencia del amplifador de audio.
Bueno en mi primer post hable de los altavoces. ahora, en esta oportunidad hablaré de los bafles o cajas acusticas. para no hacerlo muy extenso lo dividiré en varios post.
Introducción - ¿Para qué sirven?
Los altavoces y subwoofer cuando se excitan emiten ondas sonoras por las dos caras de la membrana, por la delantera emiten la onda del sonido r ecibida y por la trasera emiten la misma onda pero invertida. Estas ondas no deben cruzarse ya que sino consiguen evitar que el sonido se propague, denominándose cortocircuito acústico.
La solución viene con los cajones acústicos, ya que introduciendo el altavoz dentro de estos cajones de madera, se evita que las ondas se lleguen a encontrar. A pesar de eso aún es posible que se encuentren las ondas a diferentes fases, ya que la membrana es rígida y por tanto inexistente para las ondas de sonido. Si esto llega a pasar nos encontraríamos con un sonido distorsionado.
Para solventar esta pequeña barrera basta con que el fondo de los cajones no sea paralelo a la base del subwoofer, haciendo que las ondas no reflejen directamente hacia este. Además de esto también se incluyen materiales aislantes en el interior de las cajas que hacen aún menor la reflexión de las ondas y por tanto mejoran la calidad de sonido.
Definiciones
Hay ciertos conceptos básicos que se han de saber en referencia a las cajas acústicas:
* Fs: es la frecuencia de la resonancia de un altavoz sin caja. * Fb: frecuencia de sintonía, que es la frecuencia de resonancia del altavoz en el interior de la caja. o Una caja cerrada herméticamente provoca que aumente el Fb o Una caja abierta produce el efecto inverso y el Fb baja.
Tipos de cajas acústicas
Cada altavoz es diferente a los demás, tiene unas cualidades específicas y necesita determinado tipo de complementos. Las cajas acústicas se adaptan a las necesidades de cada tipo de altavoces, consiguiendo así mejorar al máximo el rendimiento de éstos.
Caja Sellada
De todas las cajas, este es el más básico. Es una caja aislada rellena de material absorvente.
Se trata, del envoltorio más simple de estudiar y de r ealizar, aunque no por ello es menos bueno. Físicamente, el cajón se limita a una cavidad perfectamente hermética, forrada de materiales absorbentes para suprimir la onda emitida detrás de la membrana. El principal y único defecto de este tipo de carga es que el rendimiento es generalmente inferior al obtenido con otros tipos de envoltorio. Para escuchas "normales" (aquellas que no tienen por objetivo reventar el "score" en l os concursos de SPL), esta restricción queda muy relativizada, ya que la potencia de los "amplis" actuales basta, generalmente, para paliar esta falta de eficacia. Por otra parte, la caída en pendiente suave de la banda de paso hacia el extremo grave queda con frecuencia compensada por la acústica del vehículo, que, como por arte de magia, tiene tendencia a r ealinear todo esto. Otra ventaja: el cajón cerrado es
generalmente mucho menos compacto que los otros. No es raro, según los constructores, encontrar algunos 30 cm que funcionan muy correctamente en un minúsculo envoltorio de 10 o 15 litros. En realidad, el volumen ideal es generalmente más consecuente, pero el cajón cerrado se muestra muy tolerante desde este punto de vista, permitiendo importantes variaciones de litraje sin afectar forzosamente a las prestaciones. Esto no quiere decir que se pueda hacer cualquier cosa con ellos, pero si nos podemos permitir investigar la mejor relación posible entre prestaciones y cajón. En la escucha, este tipo de carga se traduce normalmente por una marcada tendencia Hi-Fi, a la vez neutra, equilibrada y bien sostenida, Naturalmente, se trata del tipo de carga aconsejado para iniciarse en los subwoofers, con la (casi) seguridad de obtener un resultado sin fallos.
Es un volumen de aire cerrado, por lo tanto la Fb será siempre mayor que Fs. conviene utilizar altavoces con Fs baja.
* Pros: Cajas pequeñas y pendiente de atenuación no muy pronunciada. Buena respuesta temporal * Contras: Frecuencia de corte no demasiado baja con un tamaño de caja normal. El aire contenido con mucho SPL actua como muelle y distorsiona a mucho volumen.
Caja Bass-Reflex
Las cosas serias empiezan, esta vez, con un envoltorio netamente más complejo de manejar. El cajón ya no está cerrado, sino abierto al exterior por un émbolo de aire. Objetivo: se trata de no contentarse con absorber la energía producida detrás de la membrana e intentar recuperar una parte de ella, transmitida por el émbolo, de manera que se aumenta espectacularmente el rendimiento en el extremo grave. De hecho, se crea un resonador. Al contrario que con el cajón cerrado, es prácticamente imposible hacerlo bien sin pasar por el programa simulador. La talla del cajón y las dimensiones del émbolo interactúan simultánemanete, de modo que la fórmula matemática es más compleja de aplicar. Pero en buenas manos un cajón Bass-Reflex puede reproducir sonidos atronadores, mucho más elevados que el cajón cerrado. Mejor sostenimiento de potencia, rendimiento superior y extensión marcada de la banda de paso son la representación de una dinámica y una amplitud mucho más elevadas. La realización del envoltorio, aunque sea complicada de calcular, no genera, normalmente, más problemas que el cajón cerrado, puesto que no hay más que hacer un agujero suplementario. Contrariamente, el volumen es a menudo muy consecuente y los extremos de regulación del conjunto mucho más problemáticos: cada vez que el volumen del cajón se modifica, hay que recalcularla. En realidad se trata de un cajón reservado a los iniciados ávidos de sensaciones fuertes.
Caja Simétrica
En este caso la complejidad es proverbial. Esta vez, el altavoz esta encerrado en el envoltorio, fijado sobre un cierre intermedio, delimitando dos volúmenes distintos: uno cerrado y el
otro conectado a un émbolo. Ya no tenemos un sólo parámetro (el volumen del cajón cerrado), ni dos (el volumen y el émbolo para el Bass-Reflex), sino tres y ... ¡indisociables entre si! Pesadilla en perspectiva; tanto que esta vez el envoltorio resulta mucho más delicado de construir. Pero a pesar de ello, esta fórmula tiene sus seguidores, En efecto, jugando con las proporciones de la cavidad delantera y de la trasera, es posible favorecer más un criterio que otro, ya sea mejorando la respuesta de las frecuencias muy bajas en detrimento del rendimiento (cosa que podría requerir una instalación predominantemente Hi-Fi), o al contrario, privilegiando el rendimiento, pero sobre un ancho de banda restringido (esta configuración se podría requerir para un concurso de SPL). La calidad técnica y la musicalidad están fuertemente sometidas por la definición del conjunto: lo mejor puede rodear a lo peor. Particularidad esencial de este tipo de carga, el subwoofer no asoma al exterior y los graves son transmitidos únicamente por el émbolo. Sólo los graves exteriores ya que este envoltorio tiene una tendencia natural a filtrar las frecuencias inferiores a 80 o 120 Hz (es muy variable, en realidad), un parámetro más a tener en cuenta. Se obtiene así una curva de respuesta en campana, en la cual la caja simétrica restituye sólo una porción de banda. También se llama cajón "pasa-banda" "pass-band en inglés) en algunas publicaciones. Reservado principalmente a los aficionados más experimentados. A mi punto de vista es uno de los mejores bafles para lograr buenos graves.
Diseño
Para diseñar cajas acústicas o bafles, primero debemos de asignar el tamaño que debe tener la lumbrera o émbolo, la cual será de acuerdo a las dimensiones del woofer. El área de la lumbrera deberá ser 3/4 y máximo el área efectiva del diafragma del woofer. El área efectiva debe de calcularse según el díametro efectivo de este.
a un parlante de 8" le corresponde una lumbrera de 180 a 242 cm2 a un parlante de 12" le corresponde una lumbrera de 375 a 510 cm2 a un parlante de 15" le corresponde una lumbrera de 610 a 830 cm2
La forma del bafle o caja acústica es relativa. Generalmente se construye en forma de prisma, cuya relación de lados es: 4-3-2, esto significa, por ejemplo: si el el alto es de 100 cm, el fondo será de 50 cm y el ancho de 75 cm, ver l a siguiente figura:
Dimensiones de cajas acústicas reflex:
Dimensión Parlante de 8"
L 37.5 cm-15.0"
H 37.5 cm-15.0"
P 26.5 cm-10.6"
D 18.5 cm-7.4"
X 25.0 cm-10.0"
Y 6.5 cm-2.6"
A 19.0 cm-7.6"
B 14.0 cm-5.6"
C 12.5 cm-5.0"
Dimensión
Parlante de 10"
L
52.5 cm-21.0"
H
52.5 cm-21.0"
P
31.5 cm-12.6"
D
21.5 cm-8.6"
X
3.0 cm-12.0"
Y
11.5 cm-4.6"
A
13.5 cm-5.4"
B
21.5 cm-8.6"
C
21.0 cm-8.4"
Dimensión
Parlante de 12"
L
60.0 cm-24.0"
H
60.0 cm-24.0"
P
36.5 cm-14.6"
D
25.5 cm-10.2"
X
30.0 cm-12.0"
Y
12.5 cm-5.0"
A
145.5 cm-5.8"
B
23.0 cm-9.2"
C
22.5 cm-9.0"
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INTRODUCCIÓN A LAS CAJAS ACÚSTICAS •
Por qué son necesarias las cajas
•
Tipos de cajas acústicas
•
Caja sellada
•
más detalles
•
Ejemplo de diseño
•
Caja bass reflex
•
más detalles
•
Ejemplo de diseño
•
Caja con radiador pasivo
•
Caja ELF
•
Caja paso-banda (carga simétrica)
•
más detalles
•
Ejemplo de diseño
•
Altavoz de dipolo
•
Caja de laberinto acústico
•
Linea de transmisión
¿POR QUÉ LOS ALTAVOCES VAN EN CAJAS? Los altavoces necesitan ir en cajas porque la membrana tiene dos lados, exterior e interior. Cuando el exterior de la membrana crea una onda, el interior crea la misma onda, pero opuesta, es decir, en fase inversa. Los graves extremos mueven una gran cantidad de a ire. Cuando el exterior empuja, el inteior "tira". Para tal cantidad de aire, con presiones elevadas, es fácil que la p resión del lado exterior y la "depresión" del lado interior se encuentren, dando lugar a la cancelación del movimiento y la presión del aire. Esto se denomina cortocircuito acústico . Esto se puede comprobar fácilmente. Si se saca el altavoz de graves de la caja y se deja en el suelo, al excitar el altavoz se comprueba que los graves desaparecen, además de obtener una calidad de sonido muy pobre. Al meter el altavoz en una caja, se elimina este problema, pero se crea otro, aunque mucho menor. La onda creada por la parte interior se refleja en el fondo de la caja, y se puede llegar a encontrar con la creada por la parte exterior, La membrana del a ltavoz es muy rígida y es prácticamente trasparente al sonido. La suma de la onda en diferente fase crea una onda distorsionada, en mayor o menor grado, pero siempre diferente de la onda que queremos reproducir. La solución parece muy simple, y lo es: que el fondo del altavoz no sea paralelo al frontal, para que la onda reflejada no se junte automáticamente con la onda inicial. Puede parecer asombroso que 70 años después de la invención del altavoz (no de la caja) esto siga siendo asi, y realmente lo es.
Fabricar cajas con formas no tan regulares como el ortoedro presenta problemas de fabricación. No es tan fácil montar una caja irregular como una regular. Precisamente las empresas de alta gama, B&W a la cabeza, ha captado mejor que nadie e sta sutil y obvia restricción. Son muchas las marcas que fabrican cajas de alta gama con el frontal y la parte trasera no paralelas, pero B&W fabrica cajas con muchas curvas (la serie Nautilus). De esta manera, las ondas reflejadas tienen que realizar muchas reflexiones, sin crear ondas estacionarias y perdiendo potencia, antes de poder encontrarse de nuevo con el altavoz. Si la mayoría de las cajas son ortoédricas o incluso cúbicas, ¿cómo es q ue funcionan? Hay unas ciertas proporciones para las que las cajas tienen un mejor comportamiento y las ondas reflejadas tienen menor repercusión. Estas proporciones están basadas en el número áureo, un número muy curioso que aparece en multitud de fenómenos naturales. Además, en el interior de la caja se colocan materiales que absorven la onda del interior (transforman la energía cinética en calor). Que nadie se preocupe por esto, no se va a quemar nada,... un altavoz con un rendimiento de 92 dB @ 1W y 1m tiene un 1% de eficacia. A 50WRMS producirían máximo 0,5W de calor. Una bombilla de luz fría de 7W, que produce unos 3-5W de calor se pudede tocar con la mano y no esta caliente en absoluto. ¿Y si las cajas son así de simples, por qué hay tantos tipos de cajas? Por que hay ciertas frecuencias que son difíciles de reproducir, que son los graves extremos. Si la parte interior del altavoz crea una onda igual que la de l exterior, sería importante poder aprovechar esa onda para crear unos graves más potentes, con cualquier altavoz. Inicio
Conocimientos previos: Fs es la frecuencia de resonancia de un altavoz sin caja. Es la frecuencia a la que se mueve el altavoz por si sólo cuando le das un golpecito, por ejemplo. La frecuencia de resonancia de un altavoz (Fs) depende inversamente de la masa móvil y de la elasticidad de la suspensión. Cuanta más masa móvil y "rigidez" en la elasticidad, menor frecuencia de resonancia. Esto lo pueden modificar las cajas: •
Una caja cerrada herméticamente supone un aumento el la "rigidez" de la suspensión (el aire actúa como un muelle) y la Fb aumenta.
•
Cuando el altavoz tiene una caja abierta, la masa de aire contenida en la caja actúa de lastre, y Fb baja.
Fb es la recuencia de sintonía, que es la frecuencia de resonancia del altavoz dentro de la caja. Inicio
TIPOS DE CAJAS ACÚSTICAS.
CAJA SELLADA Es el tipo de caja más básico. Consiste en una caja llena de material absorbente. La calidad del sellado influye en la calidad final del sonido. Es un volumen de aire cerrado, por lo que la Fb será siempre mayor que Fs. conviene utilizar altavoces con Fs baja. Trata de eliminar completamente la onda producida por la parte interna del diafragma, mediante el material absorbente. Tiene una frecuencia de corte, y a partir de ahí, su respuesta se reduce con una pendiente de 12 dB/oct. Tiene como ventaja que las cajas tienen un tamaño moderado, y que la pendiente de atenuación de la respuesta no es muy pronunciada. Además, la respuesta temporal es b uena. Como inconvenientes, que la frecuencia de corte no es muy baja, con un tamaño de caja normal. Además, el aire contenido en la caja, a gran SPL, actúa como un muelle y se crea gran distorsión a alto volumen.
CAJA SELLADA
MAS DETALLES DE LA CAJA SELLADA EJEMPLO DE DISEÑO
Inicio
CAJA BASS-REFLEX Es el tipo de caja más extendido, junto a la caja sellada. Consiste en una caja cerrada parcialmente llena de material absorbente, pero con un tubo (port) con salida al exterior. Este tubo tiene la función ofrecer ser una resistencia entre aire del interior y del exterior, y hacer que, por la elasticidad del aire y la resistencia al pasar a través del conducto, se contenga la salida y entrada de aire y que no se produzca cancelación sino referzo de las bajas frecuencias. Hay dos fenómenos: una caja abierta (masa) y una resistencia unida a un volumen de aire, que se aproxima a un volumen cerrado (elasticidad) por lo que Fb puede ser mayor o menor que Fs. Tiene como característica principal su buen rendimiento en graves, causado por una frecuencia de corte menor que en las cajas selladas, pero tiene el problema que la pendiente de atenuación de su respuesta es muy alta: 18-24dB/Oct. Las ventajas son su buen rendimiento y extensión en graves y su capacidad para manejar grandes SPL sin distorsión.
CA JA BASS-REFLEX
Los problemas son que la pendiente de atenuación es muy alta, y que cuando se trabaja por debajo de la frecuencia de corte de la caja, el aire contenido en el conducto ya no actúa como resistencia, y el altavoz es como si estuviese funcionando al aire libre. Esto puede causar que se sobrepase la excursión máxima del diafragma y que se rompa el woofer. La respuesta temporal no es demasiado buena. MÁS DETALLES DE LA CAJA BASS-REFLEX EJEMPLO PRÁCTICO DE DISEÑO Inicio
CAJA CON RADIADOR PASIVO Es una variante de la caja bass-reflex. Fue inventado por Celestion. Consiste en una caja bass-reflex en la que se ha sustituido el port por un radiador pasivo. Un radiador pasivo es como un altavoz, pero sin imán y sin bobina. Sólo tiene el chasis, la suspensión y el diafragma. Su misión es ser dejar pasar a los graves que se crean en el interior de la caja. Se trata de que hacer que el radiador pasivo ofrezca la misma resistencia al aire que el port de un sistema bass-reflex. Para esto, se le añade masa. El rendimiento de estas cajas en menor que los bass-reflex, ya que a la frecuencia de resonancia del radiador se produce una disminución en la respuesta (como u n notch filter). Las ventajas son las mismas que en las cajas bass-reflex, y en los inconvenientes hay que añadir el precio del radiador.
CAJA CON RADIADOR PASIVO
Inicio
CAJA ELF ELF es un acrónimo de Exteded Low Frecuency. Es un tipo de caja conocido desde hace tiempo, por lo menos en su principio de funcionamiento, pero no se ha empezado a usar hasta hace poco tiempo, con la aparción de los subwoofer activos para equipos de home cinema. Aún así no está muy extendida por sus serias restricciones, a pesar de tener una ventaja muy importante Consiste en una caja sellada con un volumen mucho menor que el necesario. Esto hace que la respuesta decaiga a frecuencias muy altas, aentre 100Hz y 150Hz, lo cual no es muy lógico para un subwoofer. Pero mediante una correción activa esa respuesta se puede dejar plana hasta una determinada frecuencia. Nomalmente una caja se considera "usable" a partir de la frecuencia de sintonía (Fb),, pero en este tipo concreto de caja se usa desde Fb hacia frecuencias menores. Aquí el aire reduce la elasticidad, equivale a una suspensión más rígida y la frecuencia de sintonía de la caja aumenta, por eso en una ltavoz con Fs=40Hz se puede hacer Fb=100Hz. Las ventajas son que el tamaño es su mamente reducido. A falta de confirmar, el subwoofer de Bang&Oluffsen es un ejemplo, un cubo de 25-30 cm de lado. Otra ventaja es que la eliminación de la onda producida por la parte trasera se produce por la propia elasticidad del aire. Por otra parte, la elasticidad del aire contenido y el alto desplazamiento de la membrana hacen que la distorsión sea alta. Los inconvenientes son serios: al reducir el SPL a -12dB/oct, la corrección debe ser muy fuerte. Las limitaciones por potencia son muy importantes, pero no tanto como las limitaciones por desplazamiento de la membrana.
CAJA ELF
Inicio
CAJA PASO BANDA También llamadas cajas de carga simétrica por el circuito equivalente. Consisten en una caja con una pared interior donde está el woofer. En uno de los lados hay una sub-caja bass-reflex y en el otro, puede haber una bass-reflex (caja de 6º orden) o una caja sellada. (4ºorden) Se han hecho muy populares últimamente, sobre todo en los sistemas Home Cinema, que constan de sub-woofer en caja paso banda y cinco satélites de agudos y medios. El problema de etos sistemas es la baja consistencia del sonido, sobre todo en espacios grandes, donde no se llega a percibir homogeneidad en el sonido.
CA JA PASO-BANDA 4º ORDEN
Este tipo de caja sólo deja salir el sonido por e l conducto. La respuesta del conducto es una "mesa" con pendientes de 24dB/oct en ambas vertientes. Este es el motivo de que se llame paso-banda. Las cajas deben estar muy bién construidas porque la presión en interior es muy grande, y además se debe evitar que el sonido del interior salga al exterior a través del las pa redes y del propio tubo. Otro efecto muy perncioso es que la caja es propiamente dicho un resonador de Helmholtz, y es habitual tener la impresión de que sólo se oye una frecuencia. El volumen de aire contenido en cada sub-caja actúa como una masa móvil, que hace bajar la frecuencia de sintonía Fb. Con un altavoz con Fs=40Hz se puede llegar a Fb=25Hz, lo que proporciona una extensión en graves muy importante.
CAJA PASO-BANDA 6º ORDEN
Como inconvenientes, la eficiencia baja y la respuesta temporal es mala, la señal sufre retrasos muy altos. El/los tubos tienen su propia frecuencia de resonancia y puden colorear el sonido. MÁS DETALLES DE LA PASO BANDA 4º ORDEN EJEMPLO PRÁCTICO DE DISEÑO Inicio
ALTAVOZ DE DIPOLO / BAFFLE ABIERTO Todas las cajas anteriores tratan de hacer "algo" con la onda producida por la parte interior del altavoz, aprovechándola o eliminándola. Este tipo de "caja" no hace nada con ella. Consiste en una tabla con un agujero donde va situado el woofer, y su única función es impedir el cortocircuito acústico . La forma de la radiación sonora de las demás cajas es no direccional, es una esfera con el altavoz en el centro centro o en un extremo, dependiendo de la frecuenica. Esta caja si es direccional. La forma de su radiación es extraña. Es como la superficie de revolución producida al rotar un 8 por su eje vertical, pero el eje está en posición horizontal y es perpendicular al plano de la tabla. A diferencia de los otros tipos de caja, ésta no tiene ningún problema de resonancia, ya que no hay paredes contra las que pueda resonar. La consecuencia es que el son ido es muy puro, da sensación de espacio, de libertad, no de compresión como en las otras. Otra ventaja es que las interaciones con la sala de escucha son mínimas, ya que las zonas donde hay presión sonora son pequeñas en comparación con otras cajas.
BAFFLE ABIERTO
Fs permanece inalterada, y Fb=Fs. Como si estuviese sonando al aire libre pero sin cortocircuito acústico . El problema es que el tablero necesario para impedir el cortocircuito acústico puede ser muy grande. Por eso, éste fenómeno, que se muestra como una caída de la respuesta a frecuencias determinada por la longitud del panel, y de pendiente -6dB/oct se corrige en activo. Como consecuecnia, el woofer utilizado debe tener una excursión (Xmax) bastante grande, para compensar la pérdida.
LABERINTO ACÚSTICO No existen muchos ejamplo comerciales de este tipo de caja. El más célebre es el Nautilus Prestige de B&W. Consiste en una "caja" muy larga llena de material absorbente que eliminan la onda producida por el interior del diafragma. Concretamente en ese modelo, por las propiedades de los tubos, cuando e l diámetro es mayor que la longitud de onda, la onda se comporta como una onda plana que se desplaza guiada por el tubo, y no se crean ondas estacionarias, por lo que si el woofer está cortado a frecuencias sificientemente bajas, este tipo de "caja" está libre de coloración y de resonancia. Acerca de la fecuencia de corte, en principio es una caja sellada mejorada, por lo que la respuesta debe caer con una pendiente de -12dB/oct, pero en el Nautilus decae con una pendiente de -6dB/oct, según dice B&W. La realidad es que debe comportarse como una caja cerrada con una Q menor que la de Bessel, 0,5, con lo cual alcanzará la respuesta de baffle infinito. Con una correción activa se puede producir fácilmente respuesta plana
Inicio
hasta Fs. Es una caja cerrada, pero con un volumen de aire muy grande que no va a in fluir en la elasticidad, va a ser mmucho mayor la del propio altavoz, por lo que Fs~Fb En un diseño genéral, a altos SPL puede ocurrir que no toda la onda se absorba, y parte se vea reflejada en el final del laberinto. Por eso la longitud del laberinto debe ser 1/4 de la longitud de onda de la Fs del woofer, para que si esto se produce, halla un refuerzo y no una cancelación. Ventajas: Caja teóricamente libre de resonancias, aunque no existan muchos materilales adecuados para preservar sus características sin añadir resonancias y eliminar el son ido interior. La respuesta se puede extender hasta la misma frecuencia de resonancia del woofer, y además existe sólo un punto de emisión sonora, por lo que tiene menos interacción con la sala.
CAJA LABERÍNTO ACÚSTICO
Inicio
Inconvenientes. Son cajas grandes, y con muchos materiales absorbentes y estructuras en el interior.
LINEA DE TRANSMISIÓN. En mi opinión, el mejor tipo de caja existente, pero no se han encontrado los materiales adecuados que permitan "plegarla" y que no ocupe tanto, manteniendo todas sus características. Esta caja también se basa en la propiedad de que en los tubos no hay resonancia, pero en este caso, la onda creada por la parte trasera si se usa para algo. Contribuye a reforzar las bajas frecuencias poniendo en fase a las ondas trasera y delantera del diafragma. Tiene muchas ventajas: Caja teóricamente libre de ondas estacionarias, la pendiente de atenuación es de 6 dB/oct., puede manejar cómodamente grandes SPL, y no se llega a sobrepasar la excursión máxima de la membrana tan fácilmente como en las bass-reflex. Su respuesta temporal es muy buena y crea poca distorsión a alto SPL. La extensión en graves es muy buena. Inconvenientes. El tamaño de las cajas es muy grande, y requieren mucha madera o MDF. Este es el motivo por el que prácitcamente no son comercializadas. MÁS DETALLES DE LAS LÍNEAS DE TRANSMISIÓN
LÍNEA DE TRANSMISIÓN
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Cajas acústicas - PCPfiles en www.pcpaudio.com
Altavoces y cajas acústicas Manuel Gallego Trataremos hoy otro de los aspectos de vital importancia para nuestras sesiones de grabación y escucha: los altavoces. Este es un campo ciertamente amplio por lo que mi idea es empezar describiendo lo que son los altavoces, las cajas acústicas, su funcionamiento, la división de tipos de altavoces según sus diferencias básicas etc... Supongo que, para variar, nuestras páginas de hoy se nos quedarán algo cortas y por tanto, dividiremos este apartado en dos partes: a) Altavoces. Introducción, descripción y tipos. b) Monitores de Estudio.
¿Qué es en base un altavoz? Podríamos decir que el altavoz es el transductor recíproco del micro; el aparato encargado de convertir la energía eléctrica en acústica de forma inversa al micrófono. Los altavoces (a rasgos generales) tienen dos transductores, y en función a estos procederemos a su clasificación: TEM, motor que transforma la energía eléctrica en fuerza suficiente para mover el diafragma. TMA, membrana mecano-acústica que convierte esa fuerza en presión radiada en el aire.
Tipos de Altavoces
Altavoces Pizzoeléctricos Es frecuente encontrar este tipo de altavoz para la realización de las vias de agudos. Consisten en un motor construido en cerámica o poliester (generalmente) que al recibir la diferencia de tensión entre sus superficies metálizadas provoca compresiones y diferentes tipos de alargamientos. Ventajas: Económicos, radian con poca potencia eléctrica y construcción sencilla. Inconvenientes: Dificultad de hacerlos responder en la via de graves.
Altavoces electrostáticos Su construcción standard se basa en la colocación de dos placas, una fija y otra móvil (diafragma), sobre una estructura de condensador en la que se se almacenara una energia eléctrica suministrada. Posteriormente el ampli de potencia de audio aumenta la mencionada energía (almacenada entre las dos placas) dando lugar a que el diafragma (placa móvil) se mueva y genere la presión. Ventajas: excelente respuesta en frecuencias medias y altas. Capaces de generar importantes niveles de presión sin necesitar grandes potencias de electricidad. Inconvenientes: Precios elevados, necesidad de fuente de tensión, dificultad de respuesta en bajas frecuencias.
Altavoces dinámicos Creo que no sería erroneo decir que estos son los más utilizados con respecto a los anteriores. Su construcción (a grandes rasgos) se basa en la combinación de una bobina encargada de producir la fuerza sobre el diafragma al recibir está una corriente eléctrica. El diafragma, suspendido elásticamente, se desplazará genereando una onda de presión. La bobina móvil suele estar formada por espiras de aluminio o cobre, utilizando un hilo plano que nos proporcione una gran conducción. En cuanto al diafragma, como ya sabéis, si el altavoz está enfocado a radiar en baja frecuencia su cono será de gran superficie. Podríamos evaluar la compra de nuestros altavoces según: - Su impedancia eléctrica: que puede definirse como la oposición natural que el altavoz presenta al ser "atacado" por una corriente eléctrica. En un altavoz nos interesa que el pico de impedancia sea lo más elevado posible para su buen rendimiento. (Su medida: Ohmios). - Su potencia: Distinguiendo por un lado la potencia eléctrica y por un segundo la acústica. La primera va a
indicarnos la cantidad de potencia que el altavoz puede absorber antes de sufrir desperfectos. En cuanto a la potencia acústica, haciendo un resumen que os sirva de referencia podriamos medir la sensibilidad comprobando la cantidad de presión sonora que emite un altavoz a un metro de distancia y con un watio de exitación. - Sensibilidad: Superior a 100 dB, alta (megáfonía) Entre 100 y 90 dB, media (monitores) Inferior a 100 dB ( sistemas Hi Fi) - Su directividad. Logicamente esta caracteristica define como el altavoz distribuye su radiación en el espacio. Los fabricantes suelen incluir diagramas polares en los que podemos comprobar cual es la directividad del producto que estamos adquiriendo. Para no liar demasiado este enredoso capítulo, hacer algunas observaciones algo "gruesas" que nos podrían ayudar a entender la directividad. Podriamos decir que un Woofer tendría la directividad más amplia, mientras que un Tweeter, por el contrario, tendría la más estrecha, por este motivo deberíamos orientar los agudos hacia la posición de escucha de tal modo que el oyente no perdiera estas frecuencias. En resumen, creo que sería deseable un altavoz con directividades medianamente uniformes en frecuencias hacia el frente y con una mínima radiación lateral y posterior para evitar reberveraciones indeseadas. - Distorsión. ¿ que os voy a decir de la distorsión ? , todos conocemos este indeseado elemento chirriando por nuestros altavoces y haciendonos temer, en un descuido , su triste final. Incidiendo de una forma un poco más centrada sobre la distorsión, comentar que, sin entrar en explicaciones técnicas, suelen ser las bajas frecuencias las más dadas a generar distorsión en nuestros equipos. Por este motivo es conveniente, cuando deseamos obtener una fuerte presencia de bajas frecuencias, descargar nuestros altavoces utilizando unos Subwoofer adecuados (conos de gran tamaño) que se encarguen de dar "caña" a nuestros graves.
Altavoces de Bocina No deberiamos olvidar el altavoz de bocina. Formado por un motor y (aquí su fundamental diferencia) un diafragma rígido que radia sobre una bocina. Sin extendernos mucho, podriamos subrayar que los altavoces de bocina (por una serie de expliciones físicas en el comportamiento del aire, presiones etc..) van a generarnos una mayor capacidad de desarrollo en graves, medios y agudos que un altavoz de cono de la misma superficie. No tengo una amplia experiencia de trabajo con altavoces de bocina, si bien resumiriamos sus ventajas en: a) Mayor margen de tr abajo en baja y alta frecuencia. b) Mayor rendimiento y sensibilidad.
Las Cajas acústicas Para reforzar la sonoridad de las bajas frecuencias, los altavoces siempre van "empotrados" en su correspondiente caja acústica. La caja, tiene más "miga" de lo que en principio parece, ya que dentro de ella se van a generar una serie de movimientos, reflexiones, compresiones de aire etc.. que van a llevarnos al cambio de sonoridad en nuestro equipo, provocando coloreamientos muy definidos en función de su construcción, de su interior, materiales absorbentes empleados, hermetísmo o salidas de aire (bass-reflex) etc...
Conclusiones Es importante tener en cuenta que el desarrollo de hoy hace referencia a los altavoces en su conjunto, ya que he preferido dedicar una segunda parte especialmente dedicada a nuestros monitores de estudio. Los monitores van a ser de vital importancia en nuestro Home, y ha de tenerse especial interés a la hora de elegir y montar los más adecuados. Creo, por otra parte, que es importante que nos hagamos una idea base de los altavoces en general, antes de particularizar en nuestro caso concreto, los monitores. De este modo distinguiremos mejor las diferencias esenciales que han de tener las cajas de nuestro estudio, y la visión en general será más completa. Concluir comentandos que existen infinidad de altavoces y que en este capítulo he intentado resumir, sin demasiados tecnicismos, los más importantes y las características más gruesas que hemos de tener en cuenta.
