Sistemas de Refuerzo Sonoro Eso - 120

Vicerrectoría Académica Cuaderno de Apuntes – 2010

I.

PROGRAMA DEL MÓDULO

I: IDENTIFICACIÓN NOMBRE DEL MÓDULO:

SISTEMAS DE REFUERZO SONORO

UNIDAD DE COMPETENCIA:

Al finalizar el módulo los participantes serán capaces de: Diseñar sistemas de difusión compatibilizando las características técnicas del equipamiento y del recinto.

DURACIÓN: UNIDADES:

108 horas pedagógicas Paralelas

II: DESCRIPCIÓN POR ÁREA DE FORMACIÓN Y PRERREQUISITO Área de formación: especialidad. Ubicación en la malla: 3er semestre. Prerrequisito: Fundamentos de audio. III: UNIDADES DE APRENDIZAJE 1ª UNIDAD: ELECTRÓNICA APLICADA DURACIÓN: 36 horas pedagógicas Aprendizaje Esperados -Comprenden noción de semiconductor -Relacionan los semiconductores con circuitos y/o componentes de amplificación de señal de audio (transistores, OPAMP) -Miden comportamiento de distintos tipos de amplificadores y deducen criterios de calidad. -Aplican transistores, OPAMP y tubos de vacío a circuitos de audio (filtros, eq, sumadores, adaptadores, amplificadores, etc.) -Diseñan en laboratorio circuitos basados basados en transistores y OPAMP y los relacionan con funcionamiento de equipos de audio.

Contenidos Semiconductores Transistores aplicados al audio OPAMP aplicado al audio Circuitos de audio basados en OPAMP Pre-amplificadores Filtros y ecualizadores

2ª UNIDAD: ACÚSTICA DE LOCALES DURACIÓN: 36 horas pedagógicas Aprendizaje Esperados Manejan conceptos y ecuaciones asociados con sonidos en recintos recintos cerrados. Diseñan absortores simples para salas de grabación en base al análisis modal de la la sala. Aplican nociones mínimas de acústica gráfica. Diseñan reflectores y difusores para salas de control.

Contenidos Densidad de energía Sonido en recintos Transmisión acústica Acústica gráfica Aplicada al estudio de grabación Análisis de recintos

Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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I.

PROGRAMA DEL MÓDULO

I: IDENTIFICACIÓN NOMBRE DEL MÓDULO:

SISTEMAS DE REFUERZO SONORO

UNIDAD DE COMPETENCIA:

Al finalizar el módulo los participantes serán capaces de: Diseñar sistemas de difusión compatibilizando las características técnicas del equipamiento y del recinto.

DURACIÓN: UNIDADES:

108 horas pedagógicas Paralelas

II: DESCRIPCIÓN POR ÁREA DE FORMACIÓN Y PRERREQUISITO Área de formación: especialidad. Ubicación en la malla: 3er semestre. Prerrequisito: Fundamentos de audio. III: UNIDADES DE APRENDIZAJE 1ª UNIDAD: ELECTRÓNICA APLICADA DURACIÓN: 36 horas pedagógicas Aprendizaje Esperados -Comprenden noción de semiconductor -Relacionan los semiconductores con circuitos y/o componentes de amplificación de señal de audio (transistores, OPAMP) -Miden comportamiento de distintos tipos de amplificadores y deducen criterios de calidad. -Aplican transistores, OPAMP y tubos de vacío a circuitos de audio (filtros, eq, sumadores, adaptadores, amplificadores, etc.) -Diseñan en laboratorio circuitos basados basados en transistores y OPAMP y los relacionan con funcionamiento de equipos de audio.

Contenidos Semiconductores Transistores aplicados al audio OPAMP aplicado al audio Circuitos de audio basados en OPAMP Pre-amplificadores Filtros y ecualizadores

2ª UNIDAD: ACÚSTICA DE LOCALES DURACIÓN: 36 horas pedagógicas Aprendizaje Esperados Manejan conceptos y ecuaciones asociados con sonidos en recintos recintos cerrados. Diseñan absortores simples para salas de grabación en base al análisis modal de la la sala. Aplican nociones mínimas de acústica gráfica. Diseñan reflectores y difusores para salas de control.

Contenidos Densidad de energía Sonido en recintos Transmisión acústica Acústica gráfica Aplicada al estudio de grabación Análisis de recintos


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3ª UNIDAD: COMPONENTES DE REFUERZO SONORO DURACIÓN : 36 36 horas pedagógicas Aprendizaje Esperados Manejan Teoría de Parlantes Manejan Teoría de filtros Manejan criterios de calidad asociados al diseño de una cadena de refuerzo sonoro Diseñan sistemas de refuerzo sonoro acordes con las condiciones del recinto.

Contenidos Teoría de Altavoces Filtros pasivos y activos Cadena EA de refuerzo sonoro Diseño de potencia al aire libre Diseño de potencia en recinto cerrado Alineación de sistemas Criterios de calidad y evaluación de sistemas de refuerzo sonoro.

IV: BIBLIOGRAFÍA -B. Pueo O., M. Romá R. "Electroacústica. Altavoces y micrófonos". Editorial Pearson Prentice Hall, 2003. -Miyara, Federico. Acústica y sistemas de sonido, 3ra edición, UNR, 2003. Complementaria: -Recuero, M. Técnicas de grabación sonora, IORTV, Madrid, 1993.


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II.

DESARROLLO

PRIMERA UNIDAD: ELECTRÓNICA APLICADA CLASE 1 APRENDIZAJES ESPERADOS

Comprenden noción de semiconductor

CONTENIDOS

Introducción, definición de tipos de semiconductores.

Composición de la materia En un principio se pensaba que toda la materia del universo se formaba de solo 4 materiales (fuego, tierra, agua, aire), después de un tiempo se pensó que debería existir una partícula elemental que fuera inseparable, de ahí el nombre de átomo, investigaciones posteriores dieron como resultado de que el átomo se puede descomponer en 3 partículas elementales (protones, electrones y neutrones), investigaciones posteriores demostraron que en realidad los protones y neutrones se podían dividir en partículas pequeñas llamadas Quarks, nuevas teorías dicen que cada una de estas partículas esta compuesta de cuerdas que vibran a distintas frecuencias, la frecuencia a la que vibra cada cuerda crea una partícula o la otra, la presencia de cuerdas y antimateria en la física no son necesarias para demorar las la existencias de corrientes eléctricas entre los cuerpos por lo tanto no se profundizara el tema, sin embargo hay cosas que por el momento se saben con seguridad y otras no. El modelo atómico actual presenta un núcleo donde se encuentran cargas positivas y cargas neutras (protones y neutrones), alrededor del núcleo existen orbitas donde existen partículas con carga eléctrica negativa, la corriente eléctrica en un material se definiría como el flujo de electrones (cargas negativas) de una molécula a otra, existen materiales que tienen la posibilidad de transmitir electrones entre una molécula a otra, y otros que no tienen la posibilidad ya que sus orbitas exteriores se encuentran llenas.

Electron

Corriente eléctrica

Electron


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Clasificación de materiales según su conductividad eléctrica Conductor El material conductor presenta una resistencia eléctrica muy baja, sus átomos presentan orbitas de electrones que no están llenas por lo tanto tienen la posibilidad de recibir electrones y transmitir electrones.

Aislantes Un material donde las orbitas de los electrones se encuentran llenas no puede recibir otro electrón, las orbitas solo aceptan una cantidad de electrones determinada por lo que no puede recibir ni emitir un electrón, agregar otra orbita significa una gran cantidad de energía por lo que en una situación normal esto no sucede.

Semiconductor Un semiconductor es un material que se comporta como conductor o aislante dependiendo de la temperatura ambiente en el que se encuentre. Los elementos semiconductores mas utilizados son el silicio y el germanio, aunque existen dentro de la tabla periódica otros elementos semiconductores, sin duda los que han provocado un gran avance en la tecnología y dieron partida a la era de la computación fueron los mencionados anteriormente, es por eso que gran parte de este curso se basa en el estudio de los semiconductores usados en el área de la electrónica. El silicio por ejemplo es muy presenta muy pocas impurezas, lo que se hace es agregar un material extra al silicio para que molecularmente el silicio se comporte de manera distinta, se pueden crear cristales tipo “N” con una concentración de electrones (carga negativa) o cristales tipo p con una falta de electrones(carga positiva).

Semiconductor tipo N Un semiconductor del tipo N se obtiene añadiendo un material extra al semiconductor, lo que se hace es agregar un material que permita elevar la cantidad de cargas negativas en el semiconductor, el material que se agrega al semiconductor se conoce como material donante por que da algunos de sus electrones. Por ejemplo al silicio se le agrega átomos de fósforo, arsénico o antimonio.

Semiconductor tipo P Un semiconductor tipo P se obtiene llevando a acabo el mismo proceso pero en este caso se le agregan átomos que tengan exceso de orbitas libres, por lo tanto hace que el material tenga gran posibilidad de recibir electrones. Por lo que comparte los electrones del silicio dejando el material con una gran carga positiva. Al material extra se conoce como material aceptor por que comparte electrones del semiconductor. Por ejemplo al silicio se le agregan átomos de boro, entre otros.


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CLASE 2 APRENDIZAJES ESPERADOS


CONTENIDOS

Estudio de las características de los diodos de silicio y germanio .

Diodos Un diodo se obtiene juntando un cristal del tipo N y un cristal del tipo P, en la unión P-N se forma una barrera llamada barrera de potencial, al terminal con el cristal tipo P se le conoce como ánodo y al terminal con el cristal tipo N se le conoce como cátodo.

En el lugar donde se unen los dos cristales se crea una barrera de potencial, Para romper la barrera y hacer que el material conduzca se debe superar esta un voltaje de 0.6 a 0.7 volt para un diodo de silicio y 0.3 volt para un diodo de germanio o germano. Con un voltaje inferior al de la barrera el diodo presenta una resistencia muy alta comportándose como un aislante, si se supera la barrera el diodo comienza a comportarse como un conductor.

Polarización directa Cuando la corriente circula por un diodo desde el ánodo al cátodo, se rompe la barrera de potencial, se comporta en este caso como un conductor, tiene una caída de tensión que depende de el material con el que esta construido el diodo.

Polarización inversa Si circula una corriente de cátodo a ánodo este se comporta como una impedancia muy alta como resultado la corriente no circula por el diodo, si se considera como una flecha el símbolo del diodo en este caso la corriente va en contra de la flecha por lo tanto no pasa.

Curva característica Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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Polarización directa

Zona de ruptura

V Polarización inversa

0.7

v

Rectificador de onda El rectificador de media onda es un circuito empleado para eliminar la parte negativa o positiva de una señal de corriente alterna de entrada (Vi) convirtiéndola en corriente directa de salida (Vo). Es el circuito más sencillo que puede construirse con un diodo.

Vi

RL

Vo

Si el voltaje de entrada es mayor a cero el diodo permite el paso de la corriente, provocando una caída de tensión de 0.7 V en el caso del silicio, la intensidad de la corriente se puede calcular usando la ley de Ohm

Si el voltaje de entrada es menor a cero, el diodo quedar en polarización inversa por lo que se comporta como un aislante, el voltaje en la salida es cero por lo que no hay corriente eléctrica. Vo = 0 I=0 El voltaje no es constante por lo que su aplicación no es transformar corriente continua solo elimina la los voltajes negativos, pero sigue siendo corriente alterna. Para calcular el voltaje efectivo.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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1.- Se tiene un diodo de silicio en serie con una fuente alterna, llene la siguiente tabla con los valores de el voltaje en la carga.

RL

Vi

Vin Vrl

0.1 0

0.2 0

0.3 0

0.4 0

0.5 0

0.6 0

0.7 0

0.8 0.1

0.9 0.2

1 0.3

1.1 0.4

1.2 0.5

1.3 0.6

1.4 0.7

1.5 0.8

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1.- Se tiene un diodo de germano en serie con una fuente alterna, llene la siguiente tabla con los valores de el voltaje en la carga.

RL

Vin

llene la siguiente tabla con el voltaje en RL Vin Vrl

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

RECURSOS COMPLEMENTARIOS http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo http://www.unicrom.com/Tut_diodo.asp http://www.youtube.com/watch?v=gfmeTxqLeX0


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CONTENIDOS

Circuitos rectificadores con diodos

Rectificador de onda completa Un rectificador de onda completa es un circuito empleado para convertir una señal de corriente alterna de entrada (Vi) en corriente directa de salida (Vo). A diferencia del rectificador de media onda, en este caso, la parte negativa de la señal se convierte en positiva o bien la parte positiva de la señal se convertirá en negativa, según se necesite una señal positiva o negativa de corriente continua. D1 RL D2

En este caso la señal de salida se vuelve casi continua el voltaje de salida se hace mas constante pero todavía tiene una frecuencia, los diodos el diodo 1 funciona cuando el voltaje es positivo y el diodo dos funciona cuando el voltaje es negativo, la onda varia de cero a Vmax.

Rectificador de onda completa tipo puente En este caso se emplean cuatro diodos con la disposición de la figura. Al igual que antes, sólo son posibles dos estados de conducción, o bien los diodos 1 y 3 están en directa y conducen (tensión positiva) o por el contrario son los diodos 2 y 4 los que se encuentran en directa y conducen (tensión negativa). A diferencia del caso anterior, ahora la tensión máxima de salida es la del secundario del transformador (el doble de la del caso anterior), la misma que han de soportar los diodos en inversa, al igual que en el rectificador con dos diodos. Esta es la configuración usualmente empleada para la obtención de onda continua.

RL


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Circuito de corriente continua Se coloca un condensador después del rectificador, el condensador elimina la componente alterna de el rectificador dejando un voltaje de corriente continua, se puede calcular el porcentaje de ruido o rizado. Mientras menos ruido tenga la señal mas constante será el voltaje de salida.

Se pude calcular el voltaje de corriente continua usando la siguiente relación

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS Se tiene un el siguiente circuito, la tensiona máxima es de ±10v 50Hz, calcular voltaje de salida, corriente en L, porcentaje de ruido, voltaje de corriente continua.

200µf

RL=300Ω


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS Se tiene un el siguiente circuito, la tensiona máxima es de ±50v 60Hz, calcular voltaje de salida, corriente en L, porcentaje de ruido, voltaje de corriente continua.

150µf

RL=400Ω

RECURSOS COMPLEMENTARIOS http://es.wikipedia.org/wiki/Diodo http://es.wikipedia.org/wi http://es.wik ipedia.org/wiki/Rectifi ki/Rectificador cador


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CONTENIDOS


Aplican circuitos circuitos utilizando el diodo zener

Diodo Zener El diodo zener es un tipo especial de diodo, que siempre se utiliza polarizado inversamente. inversamente. En este caso la corriente circula circula en contra de la flecha que representa el diodo. Si el diodo zener se polariza en sentido directo se comporta como un diodo rectificador común. Cuando el diodo zener funciona polarizado inversamente mantiene un voltaje constante, se usa como estabilizador estabilizador y regulador de voltaje.

Diodo zener como regulador y estabilizador.

+ Vcc -

RL

Puede variar la carga (Rl) o la fuente. Como regulador: si varia la impedancia de la carga, el diodo zener varia su impedancia haciendo que cambie la corriente en RL con eso se produce que la caída de tensión en la carga (RL) sea constante. Como estabilizador: si varia la fuente cambia, el diodo cambia si impedancia para mantener la corriente constante en la carga.

RECURSOS COMPLEMENTARIOS http://www.unicrom.com/Tut_diodozener_.asp


CONTENIDOS

Prueba parcial


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CONTENIDOS

-Relacionan los semiconductores con circuitos y/o Estudio del transistor bipolar. componentes de amplificación de señal de audio

Transistor bipolar o BJT El transistor bipolar es el más común de los transistores, y como los diodos, puede ser de germanio o silicio. Existen dos tipos transistores BJT: el NPN y el PNP, y la dirección del flujo de la corriente en cada caso, lo indica la flecha que se ve en el gráfico de cada tipo de transistor.

N P P N

P N N P

C N P B N E

P N P

El transistor es un dispositivo de 3 terminales con los siguientes nombres: base (B), colector (C) y emisor (E), coincidiendo siempre, el emisor, con la terminal que tiene la flecha en el gráfico de transistor. El transistor bipolar es un amplificador de corriente, esto quiere decir que si le introducimos una cantidad de corriente por una de sus terminales (base), el entregará por otra (emisor) , una cantidad mayor a ésta, en un factor que se llama amplificación. Este factor se llama ß (beta) y es un dato propio de cada transistor.


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Curva característica de una transistor Bjt

Ic

Ic

Ib

Ib=200 µA Ib=150 µA Ib=100 µA

Vce

Ib=0 µA Vce

Ic (corriente de colector) Ib (corriente de base) Ie (corriente de emisor) En el segundo gráfico las corrientes de base (Ib) son ejemplos para poder entender que a más corriente la curva es más alta, se comporta como un nivel controlado por corriente, poca corriente de base detiene el paso de la corriente entre el colector y emisor, valores intermedios de corriente dejan pasar la corriente un valor muy alto satura el transistor.

RECURSOS COMPLEMENTARIOS http://www.unicrom.com/Tut_transistor_bipolar.asp http://es.wikipedia.org/wiki/Transistor_de_unión_bipolar


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CONTENIDOS

-Relacionan los semiconductores con circuitos y/o Estudio del transistor bipolar. componentes de amplificación de señal de audio

Configuraciones usando transistores Configuración de emisor común

Rc Rb Vbb

Vcc Circuito Base-emisor

Circuito colector-emisor

Ganancia

Configuración de base común

Re Vee

Circuito Base-emisor

Rc

Circuito colector-base

Vcc

Ganancia


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Configuración de colector común

Re Rb Circuito colector-base

Vbb

Circuito colector-emisor

Vcc

Ganancia

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS

1.- Para el siguiente amplificador de corriente, calcular Ic, Ib, Vrb. (15 pt) RC = 270 Ω Rb = 27K Ω Vce=27V

Vbb = 12 V

Hfe = 158

Vcc = 45V

Voltaje en RC 18V


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS

1.- Para el siguiente amplificador de corriente, calcular Ic, Ib, Vrb. (15 pt) RC = 200 Ω Rb = 20K Ω Vce=27V

Vbb = 15V

Hfe = 130

Vcc = 48V

RECURSOS COMPLEMENTARIOS http://www.unicrom.com/Tut_transistor_bipol http://www.unicrom.com/Tut_tr ansistor_bipolar.asp ar.asp http://es.wikipedia.org/wi http://es.wik ipedia.org/wiki/Transis ki/Transistor_de_unión_bipolar tor_de_unión_bipolar


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CONTENIDOS

Aplican transistores, OPAMP y tubos de vacío a circuitos de Aplican el transistor a distintas configuraciones audio (filtros, (filtros, eq, sumadores, sumadores, adaptadores, amplificadores, amplificadores, etc.)

Oscilador En el caso de un oscilador se puede usar un condensador, el condensador se carga y descarga logrando que el transistor consuma y no conduzca, esto ocurre por que le condensador hace oscilar la corriente de colector.

Circuito astable con transistores Usando el tiempo de carga y descarga de dos condensadores se puede hacer que dos transistores funcionen de forma alterna, mientras un transistor conduce el otro no lo hace y viceversa, el transistor que conduce primero lo hace por las pequeñas diferencias entre dos de un mismo modelo, el tiempo que conduce cada uno tiene que ver con la carga y descarga.


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Circuito push pull Este es un circuito usado para amplificar corriente, corriente, tiene la particularidad de que usa dos transistores un conduce cuando la entrada es negativa, el otro cuando la entrada es positiva, por lo tanto cada transistor se encarga de un semiciclo de la onda.

RECURSOS COMPLEMENTARIOS http://www.unicrom.com/Tut_Fet.asp http://www.youtube.com/watch?v=2kvaj http://www.youtube.c om/watch?v=2kvajfSCMd0&feature=c fSCMd0&feature=channel hannel


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CONTENIDOS

-Relacionan los semiconductores con circuitos y/o Estudio del transistor fet.. componentes de amplificación de señal de audio

Transistores Fet (transistor de efecto de campo) Se construyen otros tipos de transistores, principalmente el mosfet, mejorando la forma de crear uniones entre semiconductores tipo p y tipo n se ha llegado a fabricar transistores muy pequeños, esto ha provocado que se les ocupe al interior de micro-procesadores y memorias portátiles. Cuenta con una barra de silicio tipo N o P, tiene 3 terminales Gate, Source y Drain, el funcionamiento se basa es que una corriente en el Gate controla la cantidad de corriente entre la fuente y el drenaje, en ese caso se podría utilizar como un interruptor controlado por tensión, las aplicaciones son diversas dependiendo de cómo se unen los materiales, la gracia principal es que tiene una sola unión, el Bjt tiene dos, Cambiando la forma con la que se unen los cristales se pueden fabricar distintos tipos de transistores fet: Jfet, mosfet, entre otros, agregando otros materiales, o aplicando procesos químicos a los materias.

Source

Drain Gate

Canal tipo P D

Canal tipo N

G S

RECURSOS COMPLEMENTARIOS http://www.unicrom.com/Tut_Fet.asp http://www.youtube.com/watch?v=2kvajfSCMd0&feature=channel


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Aplican en distintas etapas operacional.

del audio

CONTENIDOS

el amplificador Amplificador operacional, aplicaciones

Amplificador Operacional Un amplificador operacional es un circuito electrónico que tiene dos entradas y una salida. El operacional amplifica las diferencias entre las dos si se usa el amplificador sin control de ganancia el amplificador debería tener una ganancia infinita, en la practica esto es el 90% del voltaje de la fuente para controlar la ganancia se debe colocar una resistencia entre la entrada y la salida que retroalimenta la señal, por lo que se conoce como resistencia de retroalimentación. El símbolo de un amplificador operacional es el mostrado en la siguiente figura:

+ VCC

+Vcc -

90% + VCC Vout

+ 90% - VCC -Vcc

- VCC

Lazo abierto Si no existe retroalimentación la salida del amplificador operacional será la resta de sus dos entradas multiplicada por un factor. Este factor suele ser del orden de 100.000 (que se considerará infinito en cálculos con el componente ideal). Circuito comparador

Esta es una aplicación sin la realimentación. Compara entre las dos entradas y saca una salida en función de qué entrada sea mayor. Se puede usar para adaptar niveles lógicos. Como no tiene retroalimentación el circuito el operacional satura negativamente o positivamente según que entrada es mayor.


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1.- Se tiene un circuito comparador con amplificador operacional, indique la salida del operacional para los siguientes valores de entrada, el amplificador se encuentra alimentado con ± Vcc 10 v.

V1 V2 Vout

0 -4 -9v

3 2 -9v

4 5 9v

-5 -7 -9v

-2 4 9v

7 -10 -9v

10 5 -9v

6 9 9v

-10 7 9v

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1.- Se tiene un circuito comparador con amplificador operacional, indique la salida del operacional para los siguientes valores de entrada, el amplificador se encuentra alimentado con ± Vcc 15 v.

V1 V2 Vout

-4 0

2 3

5 4

-7 -5

4 -2

-10 7

5 10

9 6

7 -10

RECURSOS COMPLEMENTARIOS http://es.wikipedia.org/wiki/Amplificador_operacional http://www.ifent.org/temas/amplificadores_operacionales.htm


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CONTENIDOS

-Miden comportamiento de distintos tipos de amplificadores y Aplican en distintas etapas deducen criterios de calidad. operacional

del audio

el amplificador

Configuraciones de operacionales Para cerrar el lazo y tener control de la ganancia se debe retroalimentar la señal a la entrada del amplificador.

Inversor El amplificador inversor tiene una resistencia de entrada y una de retroalimentación que comunica la salida con la entrada inversora, la relación entre las dos resistencias define la ganancia del amplificador, la onda sale desfasada en 180º grados con respecto de la entrada, con la configuración inversora se puede lograr amplificar y atenuar la señal.

No inversor A diferencia del amplificador inversor, este no desfasa la señal, la entrada se aplica al la entrada no inversora, solo amplifica no atenúa la señal


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS Se tiene el siguiente circuito, el operacional se alimenta con 12V, calcule la salida y llene la tabla a continuación

Rf=3K Ω R1=1K Ω

Vin Vout

1 -3

-2 6

3 -9

-4 10.8

5 -10.8

-6 10.8

7 -10.8

-8 10.8

9 -10.8

-10 10.8

El operacional no puede entregar mas de 10.8 volt, sobre ese valor cualquier valor satura la salida.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS Se tiene el siguiente circuito, el operacional se alimenta con 12V, calcule la salida y llene la tabla a continuación

Rf=2K Ω

R1=1K Ω

Vin Vout

1

-2

3

-4

5

-6

7

-8

9

-10

RECURSOS COMPLEMENTARIOS http://es.wikipedia.org/wiki/Amplificador_operacional http://www.ifent.org/temas/amplificadores_operacionales.htm Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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CONTENIDOS

-Miden comportamiento de distintos tipos de amplificadores y Montaje de filtros activos con amplificadores operacionales. deducen criterios de calidad.

Sumador

Amplificador diferencial. El amplificador diferencial resta las igualdades entre las dos entradas, este circuito puede ser ocupado para balancear una señal, evitando ruidos, el diferencial resta las señales de la enterada no inversora con la de la inversora.


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1.- El siguiente circuito sumador recibe 4 voltajes distintos por sus cuatro entradas, calcule el valor del voltaje de salida.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1.- El siguiente circuito sumador recibe 4 voltajes distintos por sus cuatro entradas, calcule el valor del voltaje de salida.



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CONTENIDOS

-Diseñan en laboratorio ctos basados en transistores y Montaje de filtros activos con amplificadores operacionales. OPAMP y los relacionan con funcionamiento de equipos de audio.

Filtros con amplificador operacional Se pueden crear distintos tipos de filtros usando amplificadores operacionales y condensadores y bobinas, los filtros mas simples que pueden generarse son usando un operacional y un condensador y resistencias, esto da un decaimiento de 6dB por octava, a esto se le llama filtro de primer orden, para crear uno de segundo orden se debe agregar otra red RC, se pueden poner dos redes RC en un operacional, para crear uno de 3er o 4to orden se debe poner un segundo operacional. Se pueden ocupar diversas configuraciones de condensadores y resistencias, distinto orden de los componentes afecta la curva del filtro.

Filtro pasa alto

Filtro pasa bajos


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1.- Se tiene el siguiente circuito calcule las frecuencias de corte para los dos filtros.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1.- Se tiene el siguiente circuito calcule la frecuencia de corte para el filtro indique que tipo de filtro es y el orden.


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CONTENIDOS

Prueba Parcial.


CONTENIDOS

Reforzamiento unidad.


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SEGUNDA UNIDAD: ACÚSTICA DE LOCALES CLASE 1 APRENDIZAJES ESPERADOS

CONTENIDOS

Manejan conceptos y ecuaciones asociados con sonidos en Introducción, Densidad Acústica recintos cerrados

Niveles sonoros Los niveles sonoros son una forma de representar una cantidad de sonido. Los principalmente son la intensidad sonora, presión sonora, potencia acústica.

Intensidad acústica Representa la amplitud del movimiento de las partículas de aire en 1 metro cuadrado de aire. Se mide en W/M2, Watt partido en Metros.

Presión sonora Representa cuanta fuerza con la que se mueve una superficie de 1 metro cuadrado de aire, se mide en N/M2, Newton partido metro, se usa la medida con el nombre de Pascal PA )

Potencia acústica Se encuentra relacionado con una fuente sonora, representa la capacidad de la fuente para generar presión o intensidad a una distancia, se mide en Watt. Debido a que las medidas en las unidades anteriores presentan valores con rangos muy extensos se utiliza una conversión a una escala graduada en dB (decibeles) esto permite hacer comparaciones con valores mas tangibles.

Nivel de presión sonora Nps = 20 log ( P / 2x10-5 pa) Nivel de intensidad sonora. Nis = 10 log ( I / 1x10-12 W/m2) Nivel de potencia sonora. Nws = 10 log ( W / 1x10-12 W)


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DENSIDAD DE ENERGÍA Se define como la energía contenida en un determinado volumen de medio. Se mide en watt segundo, metro cúbico,WS/m3 , se puede expresar como:

Densidad de energía en el tiempo Cuando una fuente genera un sonido en una sala o material la densidad varía en el tiempo. El ataque (Attack) es el tiempo desde que se inicia el movimiento hasta que llega a un máximo de amplitud. El decaimiento (Decay) ocurre después del máximo hasta que el sistema se estabiliza. En el estado de Sostenimiento (Sustain) hay un nivel estable en el movimiento de partículas. Desde que la fuente deja de generar sonido hasta que se extingue el sonido se llama Relajación (Reléase), el tiempo de cada uno de los estados tienen que ver principalmente con las características del medio donde se genera el sonido.

A

D

S

R

Para analizar lo que ocurre en una sala con 3 dimensiones se debe hacer un analisis de la dinamica en una direccion, esto permite llevar el analisis en una dimension y aplicarlo a una sala tridimensional, para esto se usa un tubo largo y delgado, se coloca un microfono en la parte central, en los extremos del tubo se coloca mayterial con un coeficiente de absorcion conocido. El experimento consiste en disparar un sonido desde un extremo de el tubo y ver que es lo que pasa con cada reflexion, y analizar la cantidad de energia cada vez que el sonido pasa por el microfono.


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Dinámica Para Un Sonido De Impacto La densidad de energía decae cada vez que el sonido se absorbe con los materiales en los extremos, el si el material absorbente tiene un coeficiente de absorción denominado como αo, se obtiene lo siguiente. N de paso. 0 1 2

Densidad (Do) Do Do (1 - αo ) Do (1 - αo )2

La densidad decae hasta ser absorbida totalmente por el material en los extremos del tubo

Do

t EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1) Se tiene una fuente que genera, 0.1 watt acústicos, sobre una superficie de 1 m2, si se considera que la velocidad del sonido es de 344 m/s, calcule la densidad de energía.

2) Si el sonido usando anteriormente es de impacto, calcule la densidad para las primeras 3 pasadas por el micrófono, si es que el material en los extremos del tubo tiene un coeficiente de absorción de 0.35 Sab. N de paso. 0 1 2 3 4 5

Densidad (Do) Do Do ( 1 - α o ) Do ( 1 - α o ) 2 Do ( 1 - α o ) 3 Do ( 1 - α o ) 4 Do ( 1 - α o ) 5

0.00029 WS/m3 0.0001885 WS/m3 0.0001225 WS/m3 0.0000796 WS/m3 0.000051 WS/m3 0.000033 WS/m3


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3) Realice la grafica del decaimiento de la energía usando los valores de los ejercicios anteriores.

0.0003 0.00025 0.0002 0.00015 0.0001 0.00005 0 0

1

2

3

4

5

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1) Se tiene una fuente que genera, 0.3 watt acústicos, sobre una superficie de 2 m2, si se considera que la velocidad del sonido es de 344 m/s, calcule la densidad de energía. 2) Si el sonido usando anteriormente es de impacto, calcule la densidad para las primeras 4 pasadas por el micrófono, si es que el material en los extremos del tubo tiene un coeficiente de absorción de 0.2 Sab. 3) Realice la grafica del decaimiento de la energía usando los valores de los ejercicios anteriores.

RECURSOS COMPLEMENTARIOS http://www.ehu.es/acustica/espanol/ruido/acaces/acaces.html http://personal.redestb.es/azpiroz/acusticap.html http://www.acusticaintegral.com/


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CONTENIDOS

Manejan conceptos y ecuaciones asociados con sonidos en Dinámica de Energía en un tubo delgado recintos cerrados

DINÁMICA PARA UN SONIDO CONSTANTE Ataque La densidad de entrada se va agregando a la densidad que vuelve de las reflexiones, con esto se consigue que el nivel suba. N de paso. 0 1 2

Densidad (Do) Do Do + Do (1 - αo ) Do + Do (1 - αo ) + Do (1 - αo )2

muestra Tiempo (t) Nº de pasadas por el micrófono (n) 0 0 0 1 L / 2C 1 2 3L / 2C 2 3 5L / 2C 3

Nº de reflexiones (K)

Densidad (Dn)

0 0 1 2

0 Do Do + Do (1 - αo ) Do + Do (1 - αo ) + Do (1 - αo )2

El incremento se puede expresar como una sumatoria, en la cual se puede calcular la densidad para cualquier pasada con la siguiente formula:

Simplificando lo anterior, para calcular la densidad en el ataque en función del numero de pasadas, se tiene los siguiente:


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Se puede considerar la densidad en función del tiempo, para esto se necesita saber el largo del tubo si se considera como L el largo, c la velocidad del sonido, y t el tiempo.

Estado estacionario Después de un tiempo se considera que el medio llego a un limite, si la energía crece indefinidamente se puede decir que el numero de pasadas tiende a infinito, esto hace que el factor de (1 - ( 1 - αo )n tienda a cero

Dmax

Do αo

Do

1

2

3

4

5

N

Cuando la energía llega al valor constante se considera que esta en estado estacionario, es el máximo valor desde el ataque hasta que se apaga la fuente.

Energía reverberarte en estado estacionario


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Decaimiento Se considera el tiempo desde que se apaga la fuente, la densidad de energía decae dependiendo de la absorción de los materiales. N de paso. 0 1 2 3

Densidad (Do) D’ D’ – ( D’ αo ) D’ – ( D’ αo ) - αo (D’ – ( D’ αo ) D’ – ( D’ αo ) - αo (D’ – ( D’ αo ) – αo (D’ – ( D’ αo ) - αo (D’ – ( D’ αo ))

D’

0

1

2

3

4

N

Decaimiento en función numero de pasadas por el micrófono.

Decaimiento en función del tiempo


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS Se conecta una fuente de audio de 350 mili Watts acústicos, a un tubo largo y delgado el que contiene en sus extremos un material poroso que absorbe una parte de la energía incidente. Rendimiento de la fuente: Coef. Absorc.: 0,44 12 cms 85 cms 1.- Calcular la densidad máxima dentro del tubo a) Calcular densidad inicial

b) la densidad máxima se obtiene

2.- Calcular densidad de energía después de que el sonido pasa por 5ta vez a través del micrófono.

3.- Calcular la densidad a 30 ms después de apagar la fuente..

4.- Calcular la densidad reverberarte en el estado estacionario.


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS Se conecta una fuente de audio de 2 mili Watts acústicos, a un tubo largo y delgado el que contiene en sus extremos un material poroso que absorbe una parte de la energía incidente. Rendimiento de la fuente: Coef. Absorc.: 0,22 2 cm 1m 1. 2. 3. 4.

Calcular la densidad máxima dentro del tubo Calcular densidad de energía después de que el sonido pasa por 3ra vez a través del micrófono. Calcular la densidad reverberarte en el estado estacionario. Calcular la densidad a 10 ms después de apagar la fuente.



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CONTENIDOS

Manejan conceptos y ecuaciones asociados con sonidos en Dinámica de Energía en Recintos recintos cerrados

DINAMICA PARA RECINTOS TRIDIMENSIONALES Se deben considerar las características del recinto, principalmente la absorción de los materiales del recinto. A= absorción métrica total (m2) Ai=Si * αi AT = ∑ AI

Densidad De Energía Para Recintos Tridimensionales

Se modifica la formula principal para ser aplicada a los distintos estados de dinámica basado en las condiciones para cada momento. Ataque

Estado estacionario

Decaimiento


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1.- Se tiene una sala de 7 x 5 x 3 mt. La sala tiene un alfa promedio de 0.07. en la sala se coloca en una esquina una fuente que genera 1.5 mili Watts acústicos, calcular: a) Densidad máxima de energía. Se debe conocer la absorción métrica total de la sala. Se puede calcular usando el dato del alfa promedio y la superficie total. St=142 m2

b) Densidad a los 15 mSeg después de encender la fuente.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1.- Se tiene una sala de 10 x 7 x 3 mt. La sala tiene un alfa promedio de 0.2. en la sala se coloca en una esquina una fuente que genera 3 mili Watts acústicos, calcular: a) Densidad máxima de energía. b) Densidad a los 5 mSeg después de encender la fuente. b) Densidad a los 15 mSeg después de apagar la fuente.



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CONTENIDOS

Manejan conceptos y ecuaciones asociados con sonidos en Clase de Ejercicios recintos cerrados


CONTENIDOS

Prueba parcial Nº 1


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CONTENIDOS

Manejan conceptos y ecuaciones asociados con sonidos en recintos cerrados Modos Normales de Vibración

ONDAS ESTACIONARIAS Cuando en un medio elástico que propagan simultáneamente dos ondas de igual frecuencia y amplitud el resultado obtenido es el producto de la suma de ambas componentes a esto se le llama onda resultante. El ángulo de fase entre las componentes determina las características de la resultante. La amplitud de la onda resultante tiene un valor máximo en algunas posiciones llamados anti-nodosos, otros puntos donde la amplitud resultante es cero se denomina nodo.

A N T0

T1

A

N

A

N

A

N A ONDA REFLEXIÓN RESULTANTE

T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8


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Entre una onda directa y su reflexión sobre una superficie se producen nodos y anti-nodos siempre que la distancia entre las dos superficies reflectantes y la longitud estén relacionadas. La onda resultante no se desplaza en el tiempo por lo que recibe el nombre de onda estacionaria Para un recinto tridimensional se producen ondas estacionarias en las 3 dimensiones se tiene tienen ondas estacionarias en 3 dimensiones, se pueden en solo un eje como en los 3 ejes. El número del modo se denomina mediante 3 valores (Nx, Ny, Nz) El valor de N siempre es un número entero, indica cuantas medias longitudes de onda caben en un espacio determinado. Si N en cualquiera de los ejes valiera 2, indica que en esa distancia cabe 2 veces media longitud de onda de una frecuencia determinada. Para encontrar la frecuencia de cualquier modo se utiliza la formula presentada a continuación. Donde los valores de N son los modos, y los valores de X, Y, Z son las medidas de la sala. El valor de N puede ser cero, en el caso que no se quiera considerar eje, puede tomar valores hasta el infinito. Pero las ondas donde los modos presentan más problemas son en las frecuencias bajas.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS Para las siguientes salas.

2.50 mt

3.5 mt 3.20 mt

2.50 mt

1.- Obtenga los 7 primeros modos normales para la sala de la derecha. Para el modo (1,0,0)

Para el modo (0,1,0)


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La frecuencia más baja se produce en la distancia mas larga esto es por que la longitud de onda es mas baja. Si se ordena lo anterior quedaría en el siguiente orden: 1° modo = 2° modo = 3° modo = 4° modo = 5° modo = 8° modo = 7° modo =

(0,1,0) (1,0,0) (0,0,1) (1,1,0) (0,1,1) (1,0,1) (0,2,0)

49.1 Hz 68.8 Hz 68.8 Hz 84.5 Hz 84.5 Hz 97.2 Hz 98.2 Hz

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1.- Obtenga los 7 primeros modos normales para la sala de la izquierda.

RECURSOS COMPLEMENTARIOS http://www.ehu.es/acustica/espanol/ruido/acaces/acaces.html http://personal.redestb.es/azpiroz/acusticap.html http://www.acusticaintegral.com/ Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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CONTENIDOS

Manejan conceptos y ecuaciones asociados con sonidos en recintos cerrados Distribución de Energía Espectral

DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA ESPECTRAL Si en un recinto existen modos normales, la energía no se distribuye de forma uniforme, dependiendo de cada modo se pueden encontrar los puntos de máxima o mínima energía en un recinto tridimensional, usando un eje de coordenadas X,Y,Z.

Esto hace que una sala presente distinta respuesta de frecuencia para distintos puntos. Dependiendo de sus ondas estacionarias una sala presentaría concentración de energía para algunas frecuencias y ausencia de energía de algunas frecuencias para todos los puntos. Se debe utilizar la calculadora en radianes. Por ejemplo si se tuviera una distancia de 6.5 metros y se indica que N=2 se tendría que la energía variaría en ese eje de la siguiente manera.

Se tiene que en puntos la energía es cero y en otros puntos la energía es máxima (cercano a 1 o -1), el grafico anterior se refiere a solo un modo en un solo eje, en el caso de ser una sala tridimensional se forma mucho mas.


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1.- Calcule la presión sonora relativa para el modo ( 4, 2, 1 ) en el punto [ 2.3; 1.4; 1.6 ].

3mt

7mt 6mt

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1.- Se tiene una sala de 10x10x3 mt, calcule la densidad de energía al centro de la sala para el modo (2,2,4). 2.- En la misma sala se necesita saber la presión relativa en el punto x,y,z, 4.2,5.5,0.8 si se considera el modo (1,0,1)



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CONTENIDOS

Manejan conceptos y ecuaciones asociados con sonidos en recintos cerrados Tiempo de Reverberación

TIEMPO DE REVERBERACIÓN Uno de los factores predominantes en un recinto es cuanto tiempo demora la energía en decaer después de apagada una fuente, el tiempo tiene que ver con la absorción de el recinto. Mientras mas material absorbente tenga una sala mas rápido se absorbe la energía en su interior, a esto se le denomina por lo general sala seca. Una sala viva tendría poco material absorbente y la energía demoraría mas tiempo en decaer. Para cuantificar el tiempo de reverberación se usa una medida que indica cuanto tiempo demora la energía en decaer a millonésima parte después de apagada la fuente. D’

D’/10 6

T1

T1

La diferencia entre d’ y su millonésima parte es de 60dB por los que se denomina T60, la forma mas simple para calcularlo es la presentada por Sabine. T60 según Sabine.

La teoría se Sabine se basa en la suposición de que la energía dentro de un recinto cerrado es difusa y que todas las direcciones de propagación son igualmente posibles, para salas mas bien reverberantes con mas o menos distribución uniforme la forma de Sabine funciona bien, pero mientras mas seco es el recinto se vuelve inexacta. Por eso el uso de una formula o otra tiene que ver con la absorción de la sala y el volumen de la sala. Formula de Eyring.


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1.- Se tiene una sala de 8750 m3 con una superficie de 1350 m2 y un alfa promedio de 0.27, calcular el t60 para 500Hz

2.- Se tiene una sala de 6.5x5.8x3.5, calcular t60 según Eyring, si los materiales y sus coeficientes de absorción respectivos son los siguientes. Superficie Paredes laterales Frontis y fondo Piso cielo PL1 PL2 PF PT Cielo Piso

material Madera masisa Yeso sobre ladrillo Bloques de madera de pino Madera en panel sup 20.3 20.3 22.75 22.75 37.7 37.7

0.1 0.1 0.02 0.02 0.05 0.3

Alfa 0.1 0.02 0.05 0.3

Ai 2.03 2.03 0.455 0.455 1.885 11.31

St=161.5 m2 At=18.17 m2

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1.- Se tiene una sala de 8750 m3 con una superficie de 1350 m2 y un alfa promedio de 0.14, calcular el t60 para 500Hz 2.- Se tiene una sala de 6.5x5.8x3.5, calcular t60 según Eyring, si los materiales y sus alfas respectivos son los siguientes. Superficie Paredes laterales Piso cielo

material Madera masisa Bloques de madera de pino Madera en panel

Alfa 0.1 0.05 0.3


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CONTENIDOS

Manejan conceptos y ecuaciones asociados con sonidos en recintos cerrados Diseño - Ejercicios Se desarrolla reforzamiento de la unidad temática orientado a la prueba nacional, se realizará una clase explicativa demostrado los ejercicios propuestos en las clases anteriores.


CONTENIDOS

Prueba nacional especialidad.


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CONTENIDOS

Diseñan absortores simples para salas de grabación en base al análisis modal de la sala. Absortores Porosos y Resonadores

ABSORTORES POROSOS Y RESONADORES Si se tiene un recinto y se quiere lograr tener una mejor respuesta de frecuencia y buena inteligibilidad del sonido, se puede modificar sus características usando estructuras que permitan mejorar alguna característica, se pueden usar materiales absortores o estructuras creadas para alguna función determinada.

MATERIAL ABSORTOR Minerales : lana de vidrio, lana mineral, aislan, . Sintéticos : espuma poliuretano, polietileno expandido. Si se coloca un material absortor en una sala se producen es que baja el T60 para las frecuencias altas, se seca la sala, por ejemplo con poner una alfombra y unas cortinas en una sala, se fabrican materiales especiales para salas con espuma de poliuretano.

RESONADORES Panel elástico Si se coloca un panel de algún material (madera, yeso, etc.) separado de una superficie se crea un sistema que resuena a una frecuencia, a esta frecuencia y en las frecuencias cercanas se produce transformación de energía, la energía acústica se transforma en energía mecánica por lo tanto absorbe sonido, depende de la elasticidad del material, si el material no es muy elástico la absorción será poca, su función principal es para absorber frecuencias bajas. Se puede calcular la frecuencia de resonancia del sistema:

d = distancia del panel a la pared

= Densidad del material (Kg/m3) = Espesor del material (m)


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Resonador De Helmholtz Un resonador es un volumen de aire encerrado que se comunica al exterior por una abertura pequeña, cuando un sonido incide en la abertura las partículas al interior comienzan a vibrar, el roce entre las partículas provoca la absorción de energía, la mayor absorción ocurre cuando el sonido que incide es de la misma resonancia del sistema.

S

V L

En la practica se debe considerar el largo acústico, se modifica el largo medido en funciona del radio de la abertura.

R= radio de la abertura Una aplicación de el resonador es colocar un panel con perforaciones, se comporta como varios resonadores, se puede instalar sin separación entre cada uno se debe tomar en cuenta la distancia entre cada perforación para calcular uno de los resonadores.


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Panel Ranurado Usando resonadores de puede crear un resonador ranurado, tienen mejor respuesta en frecuencias bajas,

b

L A

A = Área transversal del interior B = separación de la ranura. L = longitud de la ranura. Wo= Frecuencia angular.


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1.- Calcular la frecuencia de resonancia para un tabique plano de Volcanita de espesor 12 mm. con una separación a la pared sólida de 10 cm. Densidad del material 1149.41Kg/m3

2.- Calcular la frecuencia de resonancia para una plancha de madera perforada de 5 mm. de espesor. Especificaciones: Diámetro de cada agujero: 6 mm. Separación entre agujeros: 60 mm. Distancia a la pared: 8 cm.

6 mm 60 mm

5.- Para lograr una absorción máxima en 240 Hz., ¿A qué distancia a la pared debería ubicarse el mismo panel de la pregunta anterior?


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1.- Calcular la frecuencia de resonancia para un tabique plano de Volcanita de espesor 10 mm. con una separación a la pared sólida de 15 cm. 2.- Calcular la frecuencia de resonancia para una plancha de madera perforada de 10 mm. de espesor. Especificaciones: Diámetro de cada agujero: 8 mm. Separación entre agujeros: 50 mm. Distancia a la pared: 10 cm. 3.- Para lograr una absorción máxima en 240 Hz., ¿A qué distancia a la pared debería ubicarse el mismo panel de la pregunta anterior?



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Aplican nociones mínimas de acústica gráfica.

CONTENIDOS

Acústica Gráfica

ACÚSTICA GRAFICA Se trabaja en plano, se utiliza una línea recta para simbolizar el frente de onda de una fuente puntual, sirve para analizar las características de recintos asociado a las reflexiones, para análisis mas exactos se pueden utilizar todas los las direcciones de propagación usando arcos no flechas, se debe considerar la superficie donde incide el sonido, si la estructura es cóncava o convexa tendrá distintas implicancias en como se percibe una reflexión en un material. Si una onda incide en una superficie la reflexión tendría un ángulo igual al de incidencia.

Fuente virtual

Fuente


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Focalización La forma con la que incide el sonido en una superficie y la forma de la superficie tiene incidencia en las reflexiones que se producen, se pueden genera puntos de concentración o difusión usando distintas formas dentro de recintos. Superficies perpendiculares

Superficies paralelas

Superficie cóncava

Superficie convexa


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Diseñan reflectores y difusores para salas de control.

CONTENIDOS

Difusores y reflectores, diseño y aplicaciones

DIFUSORES Para evitar las concentraciones de energía en puntos de la sala se pueden usar estructuras llamadas difusores, se utilizan principalmente en lugares donde una buena inteligibilidad del sonidos sea necesaria, como salas de grabación salas de conferencia o conciertos, existen diversos diseños de los cuales el mas popular es el QRD, estos están echos de materiales reflectantes, cambiando la profundidad de secciones de el material se logran formas que actúan como difusores. Los difusores se diseñan para frecuencias determinadas, o para un rango de frecuencias.

Difusor MLS El difusor MLS se construye a partir de superficies lisas las que tienen ranuras, el tamaño y la distribución de las ranuras dependen de la frecuencia a difundir. Ancho de la ranura

Profundidad de la ranura


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Difusor QRD Está compuesto por ranuras de igual ancho pero distinta profundidad, la profundidad de las ranuras dependen de una serie numérica, este difusor funciona para un rango de frecuencias.

Mmax = numero de direcciones para las cuales la energía reflejada tiene un mismo valor. Secuencia

N= numero entero (0P-1) P= numero primo (2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23) Mod= es el resto de la división entre n2/P Por ejemplo para P = 7 N N2 Sn

0 0 0

1 1 1

2 4 4

3 9 2

4 16 2

5 25 4

6 36 1

Profundidad de la ranura (Dn).

Ancho de la ranura (W) T= ancho separador.


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1.- Diseñar un difusor MLS para una frecuencia de 2000 Hz

Ancho de la ranura

Profundidad de la ranura

El difusor debe tener ranuras de 8.9 cm de ancho y 4.3 cm de profundidad. 2.- Diseñar un difusor QRD que funcione para un rango de frecuencia de 500 a 1000 Hz, Mmax = 3. Se debe buscar el valor de P

Como 12 no es número primo se utiliza un P de 11 Calculo de la seria para N=7

N N2 Sn

0 0 0

1 1 1

2 4 4

3 9 9

4 16 5

5 25 3

6 36 3

7 49 5

8 64 9


9 81 4

10 100 1

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Profundidad de la ranura (Dn) Para D4

Para calcular las medidas se utiliza la misma formula y se remplaza Sn por los valores de la serie numérica. D1 0 cm

D2 3.12 cm

D3 12.5 cm

D4 28.1 cm

D5 15,6 cm

D6 9.38 cm

D7 9.38 cm

D8 15,6 cm

D9 28.1 cm

D10 D11 12.5 cm 3.12 cm

Ancho de la ranura (W) Utilizando un separador de 4 mm

Cada ranura debe medir 16.8 cm, en su interior con una separación de 3mm

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1.- Diseñar un difusor MLS para una frecuencia de 4000 Hz 2.- Diseñar un difusor QRD que funcione para un rango de frecuencia de 500 a 2000 Hz, Mmax = 5.



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Transmisión de Sonido

CONTENIDOS

Perdida por transmisión.

TRANSMISIÓN DE SONIDO Si se coloca una fuente en una sala mucha de la energía es transmitida por las paredes hacia el exterior, para conocer la cantidad de sonido que se transmite de una sala a la otra se puede colocar una fuente en una de las dos salas, realizando mediciones con un sonómetro en las dos salas se puede saber cuanta de la cantidad se transmitió de una sala a la otra. Sala emisora

L1

Sala receptora

L2

Aislamiento acústico

Aislamiento acústico normalizado

Factor de transmisión

Perdida por transmisión.

Perdida por transmisión para pared heterogénea (distintos materiales)


60


EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1.- Se instala una altavoz que genera una nivel de potencia sonora de 100 dB en una sala anecoica, se mide un NPS a 1.5 m del altavoz, la sala dos tiene un alfa promedio de 0.08, se mide un nps de 35 dB, calcular el aislamiento normalizado. La sala uno y dos miden 7x5x3 mt. Sala emisora

L1

Sala receptora

L2

Como no se conoce el Nps en la sala emisora se debe calcular.

Se debe calcular el t60 de la sala receptora, para eso se considera las medidas de la sala y el alfa promedio.

Con los datos anteriores se puede calcular la aislación acústica normalizada.


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2.-calcular el TL para una pared de 7x2.5 mt de material sólido (TL=53 dB), la pared tiene dos ventanas de 1x3 mt cada una (TL=48 dB), y una puerta de 0.7x2 mt (TL=50 dB) Factor de transmisión para el muro

Factor de transmisión para las ventanas

Factor de transmisión para la puerta

Perdida por transmisión para la pared heterogénea

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1.- Se instala una altavoz que genera una nivel de presión sonora de 80 dB en una sala anecoica, la sala dos tiene un alfa promedio de 0.12, se mide un nps de 35 dB, calcular el aislamiento normalizado. La sala uno y dos miden 8x6x4 mt. 2.- Calcular el TL para una pared de 8x5 mt de material sólido (TL=60 dB), la pared tiene una ventana de 2x3 mt (TL=50 dB), y una puerta de 1x2 mt (TL=30 dB)



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CONTENIDOS



CONTENIDOS

Reforzamiento unidad temática


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TERCERA UNIDAD: COMPONENTES DE REFUERZO SONORO CLASE 1 APRENDIZAJES ESPERADOS

Manejan Teoría de Parlantes

CONTENIDOS

Tipos de cajas acústicas. Altavoz Dinámico al aire libre. fcca con y sin pestaña

Un altavoz electro-magnético funciona al hacer reaccionar el campo magnético variable creado por una bobina con el campo magnético fijo de un imán. Esto hace que se produzcan fuerzas, que son capaces de mover una estructura móvil que es la que transmite el sonido al aire. Esta estructura móvil se llama diafragma, puede tener forma de cúpula o de cono.

Cortocircuito Acústico Si un altavoz recibe una corriente positiva el diafragma se mueve hacia fuera, creando delante una concentración de partículas de aire, atrás del altavoz se produce una descompresión de partículas, si se considerara la concentración como un valor positivo y la descompresión como un valor negativo la suma de los dos da como resultado una cancelación de energía.

Corto circuito

Señal trasera

Señal frontal.

Corto Circuito

La cancelación de energía no se produce en todas las frecuencias, solo se produce en las frecuencias bajas. Se puede calcular la frecuencia del corto circuito con la siguiente fórmula. Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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Poniendo el altavoz en una pestaña puede bajar la frecuencia de cortocircuito acústico, se considera el lado mas corto de la pestaña para el valor de P.

D diámetro del altavoz. C velocidad del sonido

Para contrarrestar el efecto del cortocircuito acústico se diseña una estructura o recinto para contener al altavoz. 1.- Altavoz en una pestaña o bafle. Poniendo el altavoz en una pestaña puede bajar la frecuencia de cortocircuito acústico, se considera el lado mas corto de la pestaña para el valor de P. D diámetro del altavoz. P lado de la pestaña. C velocidad del sonido

2.- Colocar el altavoz entre dos salas. Si se coloca la parte delantera del altavoz hacia una sala y la parte trasera del altavoz se puede eliminar totalmente el cortocircuito ya que no existe interferencia entre las dos ondas.


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3.- Colocar el altavoz dentro de una caja. Caja cerrada o bafle infinito. La caja cerrada es totalmente hermética, presenta una respuesta de frecuencia medianamente plana, por lo general esta rellena de material absorbente, su uso mas común es en monitores de estudio.

Caja Bass-Reflex. La caja Bass-Reflex tiene un ducto que comunica la parte interior con el exterior de la caja, tiene un realce en frecuencias bajas. Se usa para estudio y refuerzo.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1) Se tiene un altavoz de 8”, calcule su Fcc. Se debe utilizar el diámetro del altavoz pero se debe calcular con el valor en metros la relación que debe mantenerse es que 1” (pulgada) = 2.54 X10 –2 Metros El diámetro en metros entonces es: 8” * 2.54 X10 –2 Metros = 0.2032 metros

Esto significa que desde los 846 hz hacia abajo se cancelan las ondas producidas por la parte trasera y delantera del altavoz.

2) Se coloca una pestaña de 20 cm a un altavoz de 10” calcule su fcc. Para encontrar el valor de P se debe considerar el lado mas corto de la pestaña, los valores deben ser usados en metros para que el resultado de un valor de frecuencia en hertz El diámetro en metros entonces es: 8” * 2.54 X10 –2 Metros = 0.2032 metros


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Con esto se comprueba que con una pestaña se puede bajar el valor de la frecuencia de corto-circuito acústico.

3) Cual debería ser el largo de una pestaña para que un altavoz de 12” tenga su fcc bajo los 60hz. Se debe despejar la formula principal queda expresada de la siguiente manera.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1) Se tiene un altavoz de 10”, calcule su Fcc. 2) Se coloca una pestaña de 35 cm a un altavoz de 8” calcule su fcc. 3) Cual debería ser el largo de una pestaña para que un altavoz de 12” tenga su fcc bajo el rango mínimo audible.

RECURSOS COMPLEMENTARIOS http://en.wikipedia.org/wiki/Loudspeaker_enclosure http://www.pcpaudio.com/pcpfiles/pcpfiles.html http://www.ajdesigner.com/phpsubwooferclosed/resonance_frequency_equation_fs.php


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CONTENIDOS


Caja cerrada, diseño: parámetros Thielle-small Recinto L.A.P

Diseño de cajas cerradas Existen diversos métodos para diseñar cajas acústicas, los métodos mas populares son los desarrollados por A.N. Thiele y Richard H. Small, se utilizan principalmente 3 métodos de los cuales el THIELE-SMALL es el mas complejo. Proporciones de cajas acústicas (recinto L. A. P.). Se puede calcular el largo alto y profundidad de una caja en función del volumen.

Largo = Alto Alto = 1.6 Largo Profundidad = 0.6 Largo Profundidad Largo Se puede modificar la proporción respetando el volumen. Lo mejor es modificar el la profundidad, así se obtiene una caja con una profundidad mayor y menos altura. volumen profundidad

= ancho x alto

Como se debe diseñar el recinto de acuerdo con un volumen determinado para cada altavoz. Existen diversos métodos para diseñar cajas acústicas, los métodos mas populares son los desarrollados por A.N. Thiele and Richard H. Small, para cajas cerradas se utilizan principalmente 3 métodos de los cuales el THIELE-SMALL es el mas complejo.


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Método 1 En este método se recomienda el volumen que debe contener la caja, depende solamente de el diámetro del altavoz, si tiene varios altavoces se considera el diámetro del Woofer, los valores de volumen se dan en la siguiente tabla. diámetro 4” 6” 8” 10” 12” 15”

Volumen recomendado 0.008 m3 0.013 m3 0.0203 m3 0.0368 m3 0.0736 m3 0.1627 m3

Método 2 En este caso se debe conocer el diámetro del altavoz y la rigidez de las suspensiones, puede darse que dos altavoces de el mismo diámetro se coloquen en cajas de distinto volumen, Para el calculo se considera la complienza (Cs) representa el valor inverso de la rigidez, se mide en mM/N (Milímetros / Newton) Se especifican los rangos de volumen mediante una tabla. diámetro 4” 6” 8” 10” 12” 15”

Volumen recomendado (litros) 7 L – 10 L 9.9 L – 15.2 L 15.2 L – 25 L 25 L – 48 L 48 L – 99 L 99 L – 226 L

Se calcula con una proporción entre el rango de volumen y la complienza, para un altavoz con una suspensión dura, nos da una caja grande, y para un altavoz con una suspensión blanda nos da una caja pequeña.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1) Se tiene un altavoz de 12” el volumen recomendado para la caja es de 0.0936 m 3, cuales son las medidas la caja. Medidas de la caja L.A.P.

Alto = 1.6 Largo = 0.736 metros Profundidad = 0.6 Largo = 0.276 metros Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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2) Se tiene un altavoz de 8” con una Cs de 0.2 mm/n, su volumen esta dentro de un rango de 15.2 – 25 litros, calcule el volumen recomendado para una caja cerrada.

3) Calcule un recinto para un altavoz de 10” con una complienza de 0.17 de 25 l a 48 l .

mm/

n

, su volumen esta dentro de un rango

El volumen de la caja debe dar dentro del rango, el resultado de la formula da en litros, para calcular el recinto lap se debe ocupar el valor en cm3 o en m3 1 litro = 1000 cm3 = 0.001 m3

Alto = 1.6 Largo =58.592 cm Profundidad = 0.6 Largo = 21.972 cm

4) El recinto calculado en el ejercicio anterior se necesita modificar de tal manera de que el frente de la caja sea cuadrado, calcular la profundidad sin modificar el volumen de la caja.

como resultado la caja quedaría de las siguientes medidas ancho y alto = 36 cm profundidad = 36.38 cm


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1) Se tiene un altavoz de 12”, cuales son las medidas para un recinto lap. 2) Calcule un recinto para un altavoz de 10” con una complienza de 0.17 mm/n , su volumen esta dentro de un rango de 25 l a 48 l . 3) Calcule un recinto para un altavoz de 15” con una complienza de 0.7 mm/n , su volumen debe estar dentro de un rango de 99 L – 226 L.



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Caja cerrada, Método de Thiele y Small. Respuesta de frecuencia, rendimiento y sensitividad.

Método de thiele-small Para este método se consideran los siguientes parámetros. VAS Es el volumen de aire equivalente a las suspensiones, representa el volumen de aire que tiene la misma impedancia que las suspensiones altavoz. QTS El coeficiente de sobre-tensión de la frecuencia de resonancia, es una relación que representa cuanto cambia la frecuencia de resonancia cuando ponemos el altavoz dentro de una caja. Qtc Es el coeficiente de sobre-tensión total de la caja, tiene relación con la respuesta de frecuencia del sistema, influye en la respuesta en frecuencias bajas y el tamaño de la caja, el valor del Qtc puede tomarse para lograr una respuesta especial se puede elegir tomando en cuenta la siguiente grafica. -Un Qtc alto (1.5) nos da una caja chica sin bajos. -Un Qtc bajo (0.5) nos da una caja grande que pierde bajos -Un Qtc de 0.9 nos daría una buena relación entre el tamaño y la respuesta de frecuencia.

Volumen recomendado según Thiele-Small

Sensitividad y eficiencia


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La sensitividad Se mide en una sala anecoica, se alimenta el altavoz con 1 We, un sonómetro ubicado a un metro de la fuente mide el NPS. Ejemplo: Sen 94 db nps (1w, 1mt) Como se conoce el valor en dB NPS se puede obtener el valor de presión equivalente.

Con el valor de presión de puede remplazar en la formula de potencia acústica para obtener la potencia acústica de la fuente.

ρ0= densidad volumétrica del aire 1.18 Kg/M2 R = es el radio P = es la presión C= velocidad del sonido a 22º, 344 m/s Q = es el factor de direccionalidad Eficiencia

Con el valor de la potencia acústica se puede calcular la eficiencia del altavoz, que se expresa en un porcentaje, indica cuanta potencia eléctrica se transforma en potencia acústica. Se calcula usando la potencia electrica continua, esta se mide durante 2 horas a muy alto nivel. Algunas especificaciones de potencia son: Peak= nivel en el que altavoz satura. Rms= 70.7% de la potencia peak. Program=capacidad de soportar musica a alto nivel por tiempo. Continuo=medicion durante largos periodos de 2 horas. Long therm= medicion durante 100 o mas horas. Por ejemplo los valores para una misma caja podrian ser: Peak= 1000 watt Rms= 707 watt Program=500watt Continuo=250watt Long therm= 200watt Se debe hacer usando el valor de la potencia electrica continua usando la siguente formula:


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1) Cual es el volumen recomendado según Thiele-small, para un altavoz con Vas = 26 l y Qts=0.27, considerando un Qtc de 0.7.

2) Calcule un recinto según Thiele-small, para un altavoz con Vas = 199 l y Qts=0.37, considerando un Qb de 0.7.

Alto = 1.6 Largo =69.072 cm Profundidad = 0.6 Largo = 25.9 cm

3) Se tiene un altavoz en una sala anecoica, se alimenta el altavoz con 1 We, un sonómetro ubicado a un metro de la fuente mide 98 dB. Calcule la eficiencia del altavoz.


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4) El altavoz anterior se conecta a una fuente de 1000 Watt, calcule el nivel de presión sonora a 30 Mts. WA=(7.8%/100) x 1000 we = 78 wa

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1) Cual es el volumen recomendado según Thiele-small, para un altavoz con Vas = 100 l y Qts=0.4. 2) Calcule un recinto según Thiele-small, para un altavoz con Vas = 66 l y Qts=0.8. 3) un altavoz tiene una sensitividad de 100 dB (1 w, 1 m, oº). Calcule la eficiencia del altavoz. 4) El altavoz anterior se conecta a una fuente de 500 Watt, calcule el nivel de presión sonora a 30, 50 y 100 Mts.



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Criterio de small uso de relleno, Caja amortiguada, caja sobre-amortiguada

Amortiguamiento acústico en recintos para altavoces Una vibración o cualquier fenómeno fisico se encuentra dentro de un medio tiende a perder fuerza por la existencia del roce, se pueden explicar fenómenos sonoros usando el movimiento armonico simple, la verdad el movimiento perpetuo por lo menos en la tierra no existe, lo que explica enrealidad el comportamiento del sonido es el movimiento armonico simple amortiguado, que decae después de un tiempo.

Colocando material absorbente dentro de la caja se puede amortiguar la energía producida dentro del altavoz, se usa principalmente en cajas pequeñas donde la cantidad de energía dentro del recinto es mucha, cuando se amortigua una caja ocurren los siguentes fenómenos. -

Aumenta la complienza total de la caja, lo que hace disminir el tamaño de la caja entre un 15 y un 25 % Aumenta la eficiencia de la caja, aumenta alrededor de un 15% La masa del altavoz se ve modificada por la masa del material en el interior lo que hace que cambie la frecuencia de resonancia de la caja.

Dentro de la caja ocurren los mismos fenómenos que en recintos grandes, lo que se ve acentuado con el echo de que el 90% de las cajas son rectangulares, esto hace que la presencia de modos normales dentro de la caja sea alta, y de frecuencia muy alta, por las dimensiones. Se puede diseñar una caja con material absorbente en el interior, cubriendo las paredes del recinto se habla de una caja amortiguada, según thielle y small se debe llenar la caja de material absorbente, con esto se obtiene una caja sobreamortiguada, lo que produce una caja mas chica, con una respuesta mas clara, es por eso el uso de estos sistemas en monitores de estudio (que no sean bass reflex).


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Resonador de helmholtz. Caja Bass Reflex de helmholtz. Diseño caja, ducto.


Diseño de cajas bass reflex Un altavoz en una caja cerrada pierde la mitad de energía al quedar encerrada en el interior de la caja, se busca un método para utilizar esta energía.

Método de Helmholtz Resonador de Helmholtz Según Helmholtz si se tiene un volumen de aire encerrado en una estructura que tenga un ducto que comunique el interior con el exterior es un resonador, permite generar o eliminar una frecuencia, la frecuencia de resonancia depende de el volumen de aire, del largo y la superficie del ducto. f oh L S C V

frecuencia de resonancia de Helmholtz (Hz). largo del ducto (M). superficie abertura del ducto (m2). Velocidad del sonido a 22º, 344 m/s volumen de aire (m3)


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Se debe conocer la masa y la complianza de las suspensiones del altavoz, se puede calcular la frecuencia de resonancia con la siguiente formula. Formula de la frecuencia de resonancia f o frecuencia de resonancia al aire libre (Hz). m masa móvil del altavoz (Kg). Cs complianza de las suspensiones (m/n).

Un volumen de aire tiene una complianza acústica dada por la densidad del aire y la temperatura. Formula de la frecuencia de la complianza acústica. Vol Volumen de la caja (m3). ρ0 Densidad volumétrica del aire 1.18 Kg/M2 C Velocidad del sonido a 22º, 344 m/s Aef Área efectiva del diafragma. (m2).

Para obtener la complianza acústica se debe conocer el área efectiva del diafragma y el volumen de aire, el área del diafragma puede medirse, es área de la parte móvil, se considera el cono y las suspensiones. Si no se conoce el área del diafragma se puede calcular con la siguiente relación. r ef radio efectivo (pulgadas) d diámetro (pulgadas)

r ef radio efectivo (m). Aef area efectiva (m2).

Con la complianza de las suspensiones y la complianza acústica se puede calcular la complianza total. Ct complianza total. Ca complianza acústica. Cs complianza de las suspensiones.


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Con la complianza total se puede calcular la frecuencia de resonancia del altavoz dentro de la caja. f o frecuencia de resonancia dentro de la caja (Hz). m masa móvil del altavoz (Kg). Ct complianza total (m/n).

Criterio de diseño para una caja bass reflex según helmholtz. Se debe diseñar un ducto que junto al volumen de aire de la caja formen un sistema que resuene a la frecuencia de resonancia de el altavoz en la caja. Calculo de las medidas del ducto en función de el largo o la superficie de el ducto.

f o’ Ld Sd C V

frecuencia de resonancia de Helmholtz (Hz). largo del ducto (M). superficie abertura del ducto (m2). Velocidad del sonido a 22º, 344 m/s volumen de aire (m3)


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1) los 4 altavoces presentados a continuación son de la marca celestino los valores son entregados por el fabricante, calcule dimensiones del recinto y largo del ducto para los 4 altavoces, usando los métodos de Helmholtz.

Celestion 6 pulgadas.


NTR06-1705D

NTR08-2011D

Mmd (g) 15.89 Qts 0.461 Vas (lt) 10.725 Cs (mm/N) 0.43 Sensitividad (db) 90

Mmd (g) Qts Vas (lt/ft3) Cs (mm/N) Sensitividad (db)



NTR10-2520E

NTR15-3018E



22.39 0.41 11.3 0.16 92

Para el altavoz marca Celestion modelo NTR08-2011D, 8” : Volumen recomendado

15.2 - 25

Lts

Debe calcular: Medidas de la caja L.A.P. (3 pt) Frecuencia de resonancia del altavoz fuera de la caja fo Frecuencia de resonancia del altavoz dentro de la caja fo’ Largo del ducto usando tubo de diámetro 2”

Medidas de la caja L.A.P.

Vrec = 24.690 lts


80


Alto = 1.6 Largo = 47.216 cm Profundidad = 0.6 Largo = 17.7 cm

Frecuencia de resonancia del altavoz fuera de la caja fo

Frecuencia de resonancia del altavoz dentro de la caja fo’


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Largo del ducto usando tubo de diámetro 2” S= π (1” x 2.54x10-2 m)2 = 2.026

-3 2 x10 m

En resumen se tendría una caja con las siguientes medidas: Profundidad = 17.7

Alto =47.216 cm 2.23 cm 2” Largo = 29.51 cm La frecuencia de resonancia de la caja estaría alrededor de los 105 hz y el resonador creado por la caja y el ducto resonara a la misma frecuencia.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS Desarrollar diseño para los 3 altavoces restantes.



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Caja Bass Reflex de Tielle/Small Diseño caja, ducto según Tielle/Small.


Método de Thiele & Small Se basa en conocer 3 datos de un altavoz. VAS Es el volumen de aire equivalente a las suspensiones, representa el volumen de aire que tiene la misma complianza de las suspensiones altavoz. QTS El coeficiente de sobre-tensión de la frecuencia de resonancia, es una relación que representa cuanto cambia la frecuencia de resonancia cuando ponemos el altavoz dentro de una caja. Con el valor de Vbr (volumen optimo bass reflex) se pueden obtener las medidas de la caja L.A.P.

Diseño del ducto según Thiele & Small. Para el calculo de el ducto se considera la frecuencia del sistema de Thiele Small (Fs).

Se aplica una corrección a la ecuación de helmholtz Fs L S C V

frecuencia del sistema(Hz). largo del ducto (M). superficie abertura del ducto (m2). Velocidad del sonido a 22º, 344 m/s volumen de aire (m3)


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1) los 4 altavoces presentados a continuación son de la marca celestino los valores son entregados por el fabricante, calcule dimensiones del recinto y largo del ducto para los 4 altavoces, usando el método de Thielle&Small.



NTR06-1705D

NTR08-2011D


Mmd (g) Qts Vas (lt/ft3) Cs (mm/N) Sensitividad (db)



NTR10-2520E

NTR15-3018E



22.39 0.41 11.3 0.16 92

Para el altavoz marca Celestion modelo NTR08-2011D, 8” : Se debe calcular: Medidas de la caja L.A.P. (3 pt) Frecuencia de resonancia del altavoz fuera de la caja fo Frecuencia del sistema de Small Largo del ducto usando tubo de diámetro 2”


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Las medidas para un recinto LAP según Thiele y Small.

Alto = 1.6 Largo = 38.24 cm Profundidad = 0.6 Largo = 14.34 cm Frecuencia de resonancia del altavoz fuera de la caja fo

Frecuencia del sistema de Small

Largo del ducto usando tubo de diámetro 2” S= π (1” x 2.54x10-2 m)2 = 2.026

-3 2 x10 m

en resumen se tendría una caja con las siguientes medidas:

Alto =38.24 cm 3.8 cm 2” Largo = 23.9 cm Profundidad = 14.34 cm


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1) Desarrollar diseño LAP según Thiele y Small para los 3 altavoces restantes.



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Caja band pass, cajas

Existen tipos de cajas que combinan los métodos presentados anteriormente, también se deben aplicar correcciones si se desea utilizar mas de un Woofer en la caja.

Caja band-pass La caja band-pass presenta dos recintos. Un recinto cerrado y otro con un resonador, recibe el nombre de pasa banda por que su respuesta de frecuencia es similar a la de un filtro pasa banda, presenta una frecuencia central muy marcada y comienza a decaer hacia los extremos, su uso mas común es en el diseño de altavoces especiales para generar frecuencias bajas. Como se muestra en el grafico se tiene una frecuencia central, y el nivel decae bruscamente alrededor de esa frecuencia.

Cajas trapezoidales. Existen diseños de cajas que no son rectangulares, las mas comunes son las cajas que tienen forma de trapezoide, la razón de esto tiene que ver con la direccionalidad de las cajas, una caja no es capaz de generar sonido en todas direcciones. las frecuencias altas tienden a atenuarse mientras se mueve el auditor de los 0º, por lo general las cajas diseñadas con la forma trapezoidal están diseñadas de tal manera que tengan 60º de cobertura horizontal, colocando 3 juntas se puede cubrir un rango de 180º, se pueden calcular las medidas de la caja utilizando cualquiera de los métodos mencionados anteriormente, se debe respetar el volumen.


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Cajas con más de un Woofer. Existen modelos de cajas que usan mas de un Woofer, los mas comunes son los utilizados en amplificadores de guitarra y bajo, pero también se ocupa en el diseño de parlantes para refuerzo, se debe considerar la cantidad de altavoces a usar y respetar las siguientes proporciones. Siendo Nº el número de altavoces.

Vr n = Vrec * Nº Can = Ca / Nº

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1.- Diseñe una caja cerrada para 4 altavoces usando el metodo de Thiele&small. Celestion 10 pulgadas Qts 0.48 Vas (lt) 21.3

La caja por dentro tiene que medir 56 cm de alto y ancho, y 24.1 cm de profundidad.

2.- Diseñe una caja bandpass usando el método de thiele y small para el siguiente altavoz. La frecuencia de resonancia debe ser 80 Hz, se debe usar un ducto de 2``. altavoz 6 pulgadas Qts 0.54 Vas (lt) 5.8l Fo 118Hz Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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Alto = 1.6 Largo = 39.84 cm Profundidad = 0.6 Largo = 14.94 cm

La caja tendría dos compartimientos iguales de 25x15x40 metros, uno de los dos tendría un tubo de 2``de diámetro y 6.8 cm de largo.

14.94 cm

24.9cm 24.9cm

39.8 cm

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1.- Diseñe una caja cerrada para 4 altavoces usando el método de Thiele&small. Altavoz 6 pulgadas Qts 0.54 Vas (lt) 5.8l

2.- Diseñe una caja bandpass usando el método de thiele y small para el siguiente altavoz. La frecuencia de resonancia debe ser 70 Hz, se debe usar un ducto de 2``. Altvoz 10 pulgadas Qts 0.48 Vas (lt) 21.3

RECURSOS COMPLEMENTARIOS http://en.wikipedia.org/wiki/Loudspeaker_enclosure http://www.pcpaudio.com/pcpfiles/pcpfiles.html http://www.ajdesigner.com/phpsubwooferclosed/resonance_frequency_equation_fs.php Cuadernos de Apuntes de uso exclusivo estudiantes del Instituto Profesional AIEP: Prohibida su reproducción. Derechos reservados AIEP.

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Ejercicios de diseño, Prueba nacional

Se desarrolla reforzamiento de la unidad temática orientado a la prueba nacional, se realizará una clase explicativa demostrado los ejercicios propuestos en las clases anteriores.


Manejan Teoría de filtros

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Filtros pasivos, características, orden, numero de vías, tipo de respuesta

CROSS OVER Un Woofer no es capaz de moverse rápido, por su peso y tamaño, para eso se ocupan altavoces mas pequeños que pueden moverse rápido y generar frecuencias altas, lo normal es que una caja tenga mas de un altavoz. Para elegir el altavoz se debe escoger un Tweeter y un Woofer con la misma impedancia, debería ser la impedancia nominal del power que se usara con las cajas. El problema es que un Woofer necesita mucha energía para moverse y un tweeter necesita poca. Por lo tanto no se puede conectar directamente al power, se debe diseñar un circuito que cumple 3 funciones: Adaptar impedancias. Distribuir frecuencia. Repartir frecuencia.

TIPOS DE CROSS OVER Pasivos Se diseñan usando resistencias bobinas y condensadores Funcionan a nivel de potencia (sobre 10 v). No requiere energía para funcionar Activos Se diseñan usando amplificadores operacionales condensadores y bobina Funcionan a nivel de línea (de 1 a 10 v). Requieren alimentación externa para funcionar.


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DISEÑO DE FILTROS PASIVOS Los filtros pasivos se basan en el uso de elementos reactivos, para estos componentes la impedancia varia dependiendo de la frecuencia, se utilizan bobinas y condensadores. Condensadores Cuanto mayor sea f, menor será su impedancia, por lo que un condensador dejará pasar las frecuencias altas y ofrecerá una gran resistencia a las bajas frecuencias, que se verán atenuadas.

Bobinas Cuanto mayor sea f, mayor será la impedancia de la bobina, por lo que a través de una bobina, pasarán sin ningún problema las frecuencias bajas, y las frecuencias altas se verán atenuadas, por atravesar una resistencia mayor.

Conexión de bobinas y condensadores para crear un cross-over. En serie

Bobina

Condensador

Presenta una impedancia baja deja pasar la Presenta una impedancia alta, deja pasar la corriente. corriente. Frecuencias bajas ( f tiende a cero)

Presenta una impedancia alta, no deja pasar la Presenta una impedancia baja, no deja pasar corriente. la corriente. Frecuencias altas ( f tiende a infinito)

Tomando en cuenta lo anterior un condensador en serie se comporta como un filtro pasa alto, y una bobina en serie se comporta como un filtro pasa bajos.


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En paralelo

Bobina

Condensador

Presenta una impedancia baja, deja pasar la Presenta una impedancia alta, no deja pasar corriente, el problema es que la corriente vuelve la la corriente, toda la corriente pasa por el fuente, el cortocircuito quemaría la fuente en la altavoz mayoría de los casos. Frecuencias bajas ( f tiende a cero)

Presenta una impedancia alta, no deja pasar la Presenta una impedancia baja, deja pasar la corriente. toda la corriente pasa por el altavoz corriente, el problema es que la corriente vuelve la fuente, el cortocircuito quemaría la fuente en la mayoría de los casos. Frecuencias altas ( f tiende a infinito)

Tomando en cuenta lo anterior un condensador en serie se comporta como un filtro pasa bajo, y una bobina en serie se comporta como un filtro pasa altos. Para los dos componentes las conexiones en paralelo dañan la fuente, para evitar el cortocircuito se diseñan circuitos mixtos donde la el primer componente se conecta en serie, se crean redes donde se intercalan un componente y el otro en una y otra configuración.

Ejemplo: El siguiente circuito presenta dos redes cada una con 4 componentes reactivos. La red del pasa altos presenta dos condensadores en serie y dos bobinas en paralelo, funcionando como un filtro pasa altos. La red del pasa bajos presenta dos condensadores en paralelo y dos bobinas en serie, funcionando como un fultro pasa bajos.

Pasa altos

Pasa bajos


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FILTRO DE 1º ORDEN: La pendiente de la recta es de 6db/oct. Son los más sencillos. Constan de un solo componente y producen menos errores de fase. Filtro de paso alto 1º orden

Filtro de paso bajo 1º orden

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1) Dibuje un circuito que se comporte como un filtro pasa bajos de 2º orden.

2) Del circuito anterior indique el decaimiento del filtro. Cada componente agrega 6 dB por octava, en este caso se usan dos componentes por lo tanto el decaimiento del filtro es de 12 dB/oct.


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3) Tomando en cuenta lo anterior grafique la curva de respuesta del filtro, si su frecuencia de corte esta a los 320 Hz. Se debe considerar el punto donde el decaimiento es de 3 dB como la frecuencia de corte, sobre la frecuencia de corte el nivel baja 12 db por cada octava que suba la frecuencia, una octava completa se cumple cuando la frecuencia sube al doble, por ejemplo 1000 es la primera octava de 500. En este caso de 320 a 640 el nivel baja de –3 dB a –15 dB, baja 12 dB, sigue bajando con la misma pendiente hasta llegar al infinito negativo.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1) Dibuje un circuito que se comporte como un filtro pasa altos de 3º orden. 2) Del circuito anterior indique el decaimiento del filtro. 3) Tomando en cuenta lo anterior grafique la curva de respuesta del filtro, si su frecuencia de corte esta a los 1000 Hz.

RECURSOS COMPLEMENTARIOS http://www.terra.es/personal2/equipos2/filtros.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Filtro_electrónico


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Manejan Teoría de filtros

Filtros de orden superior de 3 o más vías, Filtros activos, respuesta, diseño.

Para filtros de orden superior se utiliza una tabla con constantes, las constantes fueron desarrolladas por físicos renombrados, por lo tanto llevan sus nombres, con cada uno de los tipos se obtienen curvas distintas, de las cuales la mas lineal es la de tipo Bessel, cada uno de los componentes entrega un decaimiento de 6 dB / oct, uno de segundo orden da 12 dB / oct. Los componentes suman su función, no sus valores. Kl1 Nº tipo 1 Butterworth 2 Bessel Butteworth Linkwith-riley Chebychev 3 Bessel Butteworth 4 Bessel Butteworth Linkwith-riley Gaussian Linear-phase

PRIMER ORDEN (6 dB/oct)

Kl2

0.159 0.2756 0.2251 0.3183 0.159 0.1317 0.1194 0.0862 0.1009 0.1000 0.1116 0.1079

0.2756 0.2251 0.3183 0.159 0.3295 0.2387 0.4983 0.4159 0.4501 0.3251 0.3853

Kl3

0.659 0.0796 0.3583 0.2437 0.3000 0.3253 0.3285

SEGUNDO ORDEN (12 dB/oct)

Kl4

Kc1

Kc2

Kc3

Kc4

0.1463 0.1723 0.1500 0.1674 0.1578

0.159 0.0912 0.1125 0.0796 0.159 0.0794 0.1061 0.0702 0.1040 0.0844 0.0767 0.0741

0.0912 0.1125 0.0796 0.159 0.3952 0.3183 0.0719 0.1470 0.0844 0.1491 0.1524

0,1897 0.2122 0.2336 0.2509 0.2533 0.2235 0.2255

0.0504 0.0609 0.0563 0.0768 0.0632

TERCER ORDEN (18 dB/oct)

CUARTO ORDEN (24 dB/oct)


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1) Se debe implementar un cross-over de 2 vias, y segundo orden, con una frecuencia de 1khz. El cross over se usara con dos altavoces de 8 Ohm. A) Dibuje el circuito.

B) Calcule los valores para resistencias y condensadores usando las constantes presentadas par aun filtro bessel. Según la tabla de constante para un filtro tipo Bessel son Kc1 = Kc2 = 0.0912, y Kl1 = Kl2 = 0.2756 En este caso los valores de condensadores y bobinas son el mismo para los dos filtros. -Los condensadores C1 y C2 Cx= Kcx / (Z * fc) C1= 0.0912 / (8ohm * 1000 hz) = 0.0000114 faradios = 11.4 uF -Las bobinas L1 y L2 Lx = Klx * (Z / fc) Lx = 0.2756 * (8ohm / 1000 hz) = 0.0022 Henrrios = 2.2 mH C) Dibuje el grafico que define la respuesta del filtro implementado.


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1) Se debe implementar un cross-over de 2 vias, y tercer orden, con una frecuencia de 2khz. Se utilizaran altavoces de 4 Ohm. A) Dibuje el circuito. B) Calcule los valores para resistencias y condensadores usando las constantes presentadas par aun filtro bessel. C) Dibuje el grafico que define la respuesta del filtro implementado.

RECURSOS COMPLEMENTARIOS http://www.terra.es/personal2/equipos2/filtros.htm http://es.wikipedia.org/wiki/Filtro_electrónico http://www.fortunecity.es/felices/barcelona/146/3ds/tutores/filtros.html


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CONTENIDOS

Diseñan sistemas de refuerzo sonoro acordes con Sistemas de refuerzo sonoro, cadena electroacústica de las condiciones del recinto y manejan criterios de refuerzo sonoro, diseño de potencia al aire libre y recinto calidad cerrado

Diseño de potencia. Para diseñar la etapa de potencia de un evento de refuerzo sonoro se deben considerar diversos factores, principalmente los factores de la cadena electroacústica, se debe tomar en cuenta a su vez el riesgo que corre la audiencia al evento, no sobrepasar los niveles máximos de audición, tampoco tener tan poco nivel que puede enmascararse con el ruido del publico. se puede considerar desde un músico catando a un bajo nivel en un bar, a un estadio de futbol con 50 mil personas, en otros casos se usara uno u otro equipo dependiendo de la magnitud de un evento. Hablando de un sistema ideal en un evento se separa en dos sectores, FOH y MON.

FOH (Front of house) El sistema de FOH es el que se encarga de lo que escucha la audiencia del evento, maneja toda la potencia acústica de las cajas ubicadas en el escenario. En la estación de FOH, generalmente ubicada en frente del escenario, se encuentran una consola y procesadores de audio. La consola se comunica con el escenario mediante un cable llamado multípar, el cable tiene la cualidad de llevar muchas señales, desde el escenario envía las señales de los instrumentos y comunica la consola con la potencia, que generalmente están en el escenario.

Mon (monitoreo) Los músicos tienen monitoreo independiente de los instrumentos, cada músico por sus monitores reciben mezclas independientes, para hacer esto lo ideal es que el multípar tenga dos salidas (multipar con spliter), por lo general un cable largo que va a FOH y un cable corto que va al monitoreo, para realizar las diversas mezclas se usa una consola de monitores, la gracia de la consola de monitoreo es que puede realizar muchas mezclas independientes por salidas dedicadas para eso.


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DIAGRAMA DE UN EVENTO DE REFUERZO. Multipar MON MIX Micrófonos

ECUALIZADORES MONITOREO

POWER Monitores

Monitores

POTENCIA POTENCIA

FOH MIX

PROCESADORES EFECTOS ECUALIZADOR DE SALA

Calculo De La Potencia Acústica Necesaria Para encontrar el nivel de potencia requerido por el evento se debe considerar el nivel de presión sonora requerido en la consola, y la distancia de la consola al escenario. Por lo general va entre valores de 90 a 110 dB en la consola, y la consola puede estar ubicada de 10 a 30 metros dependiendo del ancho del escenario. Considerando lo anterior, por ejemplo un evento requiere 100 dB y se coloca la consola de sala a 25 m. Se puede calcular la potencia acústica total de la fuente.


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Distribución de potencia por frecuencia de corte. Para generar todo el rango de frecuencia audible por el ser humano se deben ocupar distintos tipos de cajas, existen cajas diseñadas para entregar solo frecuencias bajas, sub bajos, y cajas diseñadas para generar frecuencias medias y altas, full range, o cajas que generen solamente frecuencias medias, para utilizar cualquier combinación entre las cajas se debe usar un crossover. La potencia total del sistema se debe distribuir de acuerdo con la frecuencia de corte escogida, para eso se usa el siguiente grafico. Si se elije una frecuencia de 315 Hz se debe usar el 50% de la potencia en bajos y el 50% en medios altos. Si se elije una frecuencia de 160 Hz se debe usar el 30% de la potencia en bajos y el 70% en medios altos. Se puede dividir en mas vías usando el mismo grafico.


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Cálculo De La Cantidad De Cajas Necesarias. Para saber cuantas cajas se deben ocupar se deben conocer algunos datos de la caja, si se tienen varias cajas del mismo modelo se debe conocer la eficiencia y cuanta potencia aguantan, los altavoces por lo general entregan los dos datos, de la potencia se indica cuanta potencia eléctrica aguanta la caja, no indica cuanta potencia acústica genera, ese dato puede obtenerse mediante el siguiente calculo. La caja tiene un 3.1% de eficiencia, eso significa que de la potencia que reciba solo transformara en potencia acústica un 3.1% del total, en otras palabras si recibe 100 We. entrega 3.1 Wa. Se debe recordar que las cajas son muy poco eficientes. Si la caja recibe los 250 watts que esta preparada para aguantar, genera 7.75 Watts acústicos. Para calcular la cantidad de cajas se debe conocer la potencia acústica total y la potencia de una caja.

Calculo De Los Extremos Del Evento. Se conoce el nivel de presión sonora en la consola, se debe conocer el nivel de presión sonora en la primera fila y en la ultima fila, se puede agregar dentro de las especificaciones técnicas del evento el NPS Max y el NPS min. Por lo general en un evento se colocan rejas de seguridad frente al escenario, se podría considerar que la primera fila esta a 3 metros del escenario, y que la ultima fila se ubica a 100 metros del escenario. Y se requiere que el NPS máximo sea 110 dB y el NPS min. sea 90, Con la formula de atenuación por distancia se tiene lo siguiente. Nivel de presión sonora a 4 m

si a 25 metros hay 100 dB a 3 mt hay 18.4 mas, total 118.4 dB (muy alto debe bajarse) Nivel de presion sonora a 100 m

si a 25 metros hay 100 dB a 100 mt hay 12 dB menos, total 98 dB (muy bajo debe subirse) para mejorar el sistema se deben aplicar métodos para mejorar la experiencia de toda la audiencia a un evento.


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EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1.- Se va a montar un sistema para un evento de refuerzo sonoro. Los requerimientos del sistema. NPS consola D consola NPS MAX NPS MIN

110 dB 25 mts 125 dB 90 dB

Ficha técnica de cajas acústicas. Power handling aes Impedancia Sensitividad (1w, 1m, oº) covertura

Full-range 500 Watt 8 0hm 98 dB 90º H, 30ºv

Sub low 1000 Watt 4 0hm 96 dB 180º H, 180ºv

2.- Cual es la potencia acústica que genera la caja FULL-RANGE cuando se le conecta a la potencia eléctrica continua.

3.- Cual es la potencia acústica que genera la caja SUB-LOW cuando se le conecta a la potencia eléctrica continua.


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3.- Se usa como frecuencia de corte 250 HZ, se distribuye la potencia 45% bajos, 55% medios-altos, ¿cuántas cajas de cada una se necesitan?

bajos 45% = 348.27 Wa medios altos 55% = 425.55 Wa bajos= 7 cajas (mejor usar 8) medios altos= 11 cajas (deben usar 12)

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1.- Se va a montar un sistema para un evento de refuerzo sonoro. Los requerimientos del sistema.

NPS consola D consola

110 dB 30 mts

Ficha técnica de cajas acústicas. Power handling aes Impedancia Sensitividad (1w, 1m, oº) covertura

Full-range 2000 Watt 8 0hm 93 dB 90º H, 30ºv

Sub low 1000 Watt 4 0hm 94 dB 180º H, 180ºv

1.- Cual es la potencia acústica que genera la caja FULL-RANGE cuando se le conecta a la potencia eléctrica continua. 2.- Cual es la potencia acústica que genera la caja SUB-LOW cuando se le conecta a la potencia eléctrica continua. 3.- Se usa como frecuencia de corte 250 HZ, se dustribulle la potencia 45% bajos, 55% medios-altos, ¿cuántas cajas de cada una se necesitan?


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CONTENIDOS

Diseñan sistemas de refuerzo sonoro acordes con Alineación de sistemas, criterios de calidad, ejercicios las condiciones del recinto y manejan criterios de prueba calidad Se sabe que el hecho de colocar una potencia acústica muy grande en un escenario genera dos problemas, NPS alto en las primeras filas y NPS bajos en las últimas filas, existen soluciones para los dos problemas.

Levantar el sistema principal. Se levantan las cajas del sistema principal para bajar el nps en la primera fila, esto no produce grandes cambios en la consola. Se forman dos triángulos rectángulos, uno entre la caja elevada y la consola y otro entre la caja y la primera fila

Colocar un sistema adicional para la ultima fila La torre secundaria se conoce como torre de delay, por que se debe aplicar un delay a la señal, se debe considerar el tiempo que demora la señal en llegar de la torre principal a la segunda torre. º


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Cobertura de cajas acústicas. Una caja no puede generar sonido en todas direcciones, aunque existen experimentos de cajas omni-direccionales, las cajas usadas en refuerzo tienen una cobertura horizontal y una vertical, la cobertura indica el angulo donde la respuesta a una frecuencia de 1 kHz baja 6 dB. Cobertura horizontal Por ejemplo si una caja tuviera una cobertura de 60º horizontal, desde el frente la caja tiene 30 grados hacia los lados donde tiene buena respuesta de frecuencia. En este caso cada caja tendría 60º lo que entre las 3 son 180º, el sistema se repite para el lado izquierdo y el lado derecho del escenario.

60º

60º 60º 180º

Cobertura vertical. Para solucionar el problema de la cobertura horizontal se debe copiar el sistema para alcanzar las filas.

Como resultado de lo anterior se creo un sistema llamado line-array, el sistema ha ganado gran aceptación por que hace mas simple el diseño de sistemas, por lo general los sistemas line array vienen con los ángulos predispuestos dependiendo de la aplicación que quiera darse. -La disposición de las cajas genera una fuente cilíndrica, principalmente se consigue que el decaimiento por distancia sea de 3 dB cada ves que se dobla la distancia, lo que mejora bastante los 6dB que decae típicamente el sonido, esto se produce por la cercanía de las cajas, las sumatorias de las fases entre las cajas produce ese efecto, en conclusión el sonido llega mas lejos que con las cajas comunes, lo que permite que la torre de delay debe tener menos potencia para solucionar los problemas generados en las ultimas filas.


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-La disposición de las cajas permite solucionar los problemas de cobertura vertical ya que tiene cajas apuntando hacia casi todas las filas.

EJERCICIOS Y PROBLEMAS RESUELTOS 1) Se tiene un sistema montado en un escenario, el sistema genera 120 dB en la primera fila de auditores ubicada a 2 meteros del escenario, calcule la altura a la que hay que elevar el sistema para que el NPS máximo sea 110 dB. Con la formula de antenuacion por distancia se puede calcular la distancia entre la primera fila y las cajas para bajar 10 dB.

La altura debe calcularse usando el teorema de Pitágoras, para un triangulo rectángulo.

6.326 m 2m Se debe elevar a una altura de 6 metros desde el escenario para que en la primera fila tenga un máximo de 110dB


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2) Se coloca una torre de sonido a 25 mts del escenario, calcule el tiempo que se debe aplicar al delay para que los sonidos del sistema principal y la torre salgan en fase. Si velocidad es distancia partido por tiempo.

3) en la ultima fila ubicada a 100 metros se requiere 100dB de nps, se tiene que en ese punto hay 94 dB se debe levantar 6 dB el NPS, calcule la potencia acústica que debe generar el sistema segundario ubicado a 25 metros.

Se tienen 1 pascal y se necesita un total de 2 pascales.

Se puede calcular la potencia acustica necesaria para generar 1.732 pascales a 75 metros

EJERCICIOS Y PROBLEMAS PROPUESTOS 1) Se tiene un sistema montado en un escenario, el sistema genera 120 dB en la primera fila de auditores ubicada a 4 meteros del escenario, calcule la altura a la que hay que elevar el sistema para que el NPS máximo sea 110 dB. 2) Se coloca una torre de sonido a 40 mts del escenario, calcule el tiempo que se debe aplicar al delay para que los sonidos del sistema principal y la torre salgan en fase. 3) en la ultima fila ubicada a 80 metros se requiere 100dB de nps, se tiene que en ese punto hay 94 dB se debe levantar 6 dB el NPS, calcule la potencia acústica que debe generar el sistema segundario ubicado a 40 metros.


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Sistemas de Refuerzo Sonoro Eso - 120

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