LÍNEA DE TRANSMISIÓN ACÚSTICA Anderson Naranjo1 Ingeniería de Sonido1 ABSTRACT A transmission line consisting of a long tube whose end is the speaker.By the wave travels through the rear produced by the speaker. When the outside of a speaker pushes air and inside "strip". After a while, the outside pulls and pushes inside. So alternate. This amounts to saying that the wave produced by the speaker inside is 180 ° from the one created by the outside. This will generate better low frequency response.
INTRODUCCIÓN A lo largo de la historia siempre se ha tenido un interés por innovar y optimizar, este interés también se puede observar en los elementos electro-acústicos (micrófonos y altavoces). En este informe observamos como en busca de optimizar la respuesta en frecuencias bajas de los altavoces se han llegado a diseñar cajas acústicas como la línea de transmisión con el fin de ampliar el rango de d e respuesta en frecuencia del altavoz.
HISTORIA Básicamente en 1947 Benjamin Olney desarrollo lo que el llamo un laberinto
acústico con el fin de obtener mejores resultados de las cajas acústicas conocidas, Olney hizo mediciones para demostrar que los picos de resonancia se redujeron y que la respuesta a bajas frecuencias se extendió por el uso del laberinto. El también probo poniendo material absorbente y demostró que las resonancias de frecuencia superior del tubo se redujeron por el material de amortiguación. En 1965, Bailey presenta un diseño que él llamó altavoz no resonante. Este lo perfecciono en 1972 teniendo como propósito eliminar las resonancias. Bailey no especificó ecuaciones de diseño sino que simplemente dijo que la longitud, diámetro del tubo y el material absorbente deberían ser determinados por ensayo y error recomendando así la lana de fibra como material absorbente.
LÍNEA DE TRANSMISIÓN ACÚSTICA Esta hace referencia a un tipo de caja acústica abierta que será un sistema de radiación en baja frecuencia teniendo así una extensión en estas de hasta un tercio de octava gracias a la radiación extra producida al final del tubo.
finalmente, presión, que es transferida al medio.
figura 1 Bafle tipo línea de transmisión
Figura 3. Circuito acústico equivalente de una l ínea de transmisión acústica.
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO A continuación en la figura 1 se muestra la forma ideal de esta y algunos elementos que interactúan en una caja de línea de transmisión como la resistencia acústica, masa del diafragma, longitud del tubo, compliancia mecánica, entre otros.
Figura 2. Línea de transmisión acústica.
La figura 3 muestra el circuito acústico equivalente de una línea de transmisión acústica con un transductor dinámico. Los elementos acústicos del altavoz son RAS, M AS y C AS, resistencia, masa y compliancia acústica del diafragma, respectivamente. El último elemento, la impedancia acústica de la línea de transmisión Z AL, describe cómo se opone el aire del interior de la línea al ser movido por la parte posterior del diafragma, de lo que se deduce la cantidad de potencia acústica y
En una caja acústica de línea de transmisión podemos hacer el siguiente análisis para entender su funcionamiento: Si reproducimos en un altavoz una frecuencia de 40Hz teniendo en cuenta la velocidad del sonido como 344 m/s obteniendo así una longitud de onda de aproximadamente 8.6m, cuando el diafragma del driver va hacia adelante (compresión) en la parte de atrás aun no habrá radiado (rarefacción) hasta que el diafragma este allí, es decir que teniendo en cuenta el altavoz como un dipolo conocemos que la señal producida en la parte trasera estará desfasada con respecto a la de adelante 180º.
Por lo cual al tener una línea de transmisión lo que se busca será transportar la onda sonora trasera por un conducto (línea de transmisión) haciendo que cuando esta salga del conducto esta
esté en fase con respecto a la onda radiada por la cara delantera. Para esto observamos que estas estén en fase se debe de tener que la distancia a recorrer por la onda desfasada 180º coincide con la mitad de la longitud de onda, en nuestro ejemplo 8.6m/2; esto quiere decir que se debe de construir un camino de 4.3m para la onda trasera.
Experimentalmente se han llegado a obtener resultados como el de la figura 4 al tener un tubo y adentro el driver. Podemos observar como se crean dos nuevos picos y un valle donde antes había un pico cuando el driver no se encontraba en la caja.
Por ende al lograr tal retardo se lograra un refuerzo en bajas frecuencias aumentando así el rango de respuesta del sistema. Este sistema tiene ciertas ventajas y es que no se crearan resonancias dentro de la caja y como se explicaba un aumento en bajas frecuencias. Pero también tiene ciertas desventajas y es su gran tamaño y complejidad al fabricar por lo cual es costoso. Para el diseño pues se debe tener en cuenta que en el interior del conducto debe de haber material absorbente este permitirá tener absorción en las frecuencias graves superiores de manera que en el extremo solo emergerán las frecuencias mas bajas como un subwoofer. Al tener control de las frecuencias en esta línea se reducirá el movimiento indeseado del cono, es decir la distorsión. Donde las frecuencias graves-medias y medias no son enmascaradas y por ende se obtendrá mas nivel de presión sonora. Se debe tener en cuenta que al poner material absorbente según Bailey la velocidad del sonido en el tubo se verá afectada por este. Además según se ha estudiado una de las maneras de reducir la longitud del tubo de transmisión será con material absorbente ya que este permitirá reducir la longitud del mismo porque la velocidad del sonido disminuirá.
Figura 4 impedancia con el tubo y sin tubo
DISEÑO Con respecto al diseño no hay ecuaciones establecidas completamente, pero será necesario tener en cuenta la mitad de la longitud de onda a reproducir por el tubo. Para su diseño se debe pensar que lo ideal de este sistema es que el tubo fuese completamente recto lo cual será imposible e incomodo para tener en una habitación por lo cual el tubo se pliega quitando así uniformidad y su
comportamiento será menos predecible e ideal. En el diseño será necesario tener en cuenta que se debe agregar el material absorbente en el tubo ya que este evitara cancelaciones en frecuencias medias altas y altas y mas aun el material absorbente nos permitirá amortiguar los máximos y mínimos de impedancia eléctrica y presión inherentes a las frecuencias de resonancia de un tubo. En la figura a podemos observar como la respuesta en frecuencia se podría llegar a ver afectada por no tener el material absorbente y como en la figura b al tener el material absorbente por el tubo solo viajaran ondas de baja frecuencia mas las altas no saldrán.
aplicaciones para el mastering y refuerzo sonoro en salas o en otras situaciones simplemente de lujo o de exhibición debido a su gran tamaño y formas estrambóticas.
CONCLUSIONES
(a)
La línea de transmisión acústica es un sistema radiante sonoro en baja frecuencia cuya impedancia acústica puede modelarse variando ciertos parámetros físicos. Este tipo de sistema nos permite tener un mejor alcance en baja frecuencia con respecto a otros diseños de cajas. El diseño de una caja de transmisión acústica es uno de los mas complicados de diseñar y además de esto es muy experimental y por ende costosos.
BIBLIOGRAFIA Electroacústica altavoces (b) micrófonos” , Pearson, Basilio Ortega, Miguel Roma Romero “
(b)
y Pueo
“Loudspeaker design Cookbook”, Vance Dickanson
APLICACIONES Este modelo no ha sido muy adoptado ya que son pocas las empresas que los diseñan pero generalmente son usados en
