tema 6 -bafles y filtros by Instituto Río Duero

Cajas acĂşsticas y filtros

Cajas acústicas

BAFLES – PARLANTES - LAUTSPRECHER

Bafles o cajas acústicas: Debido a que los altavoces irradian energía acústica por los dos lados de su membrana, es necesario ponerlos en cajas que eviten que se puedan anular ambas señales (el desfase existente entre ambas es de 180 grados). Un lado está sometido a compresión y el otro a depresión.

Bafles o cajas acústicas: Al montar los altavoces en cajas, lo que se produce es una depresión/presión del volumen de ésta. Sí el volumen es pequeño, la frecuencia de resonancia es mayor. Para evitar esto, se introduce en la caja material absorbente (lana de vidrio u otros materiales); así las ondas sonoras no rebotarán en su interior.

spikes – Los altavoces se atornillan firmemente a las cajas para poder funcionar mejor y no provocar vibraciones de éstas. – Por otro lado, la caja debe de ser rígida para no transmitir vibraciones externas sobre los altavoces; por esto es conveniente situarlas sobre peanas o puntas (spikes) .

peanas Se recomienda posicionarlas a 50 cm del suelo, que es la altura del o铆do en posici贸n natural de escucha. Esto mejora la respuesta de agudos.

El รกngulo que han de formar respecto al oyente ha de estar entre 40ยบ y 60ยบ.

Tipos de bafles: • Los bafles pueden construirse de diversas maneras, lo que produce diferentes respuestas sonoras. • Una caja de gran volumen permitirá una mejor respuesta de graves. • Podemos considerar como tipos habituales los siguientes: – Bafles infinitos o cerrados. – Bass-reflex. – Bafles con radiador pasivo o activo-pasivo.

Bafle infinito o cerrado

Consiste en una caja a la que se le practica un agujero donde se coloca el altavoz (o altavoces). Conseguiremos así separar las ondas emitidas frontalmente de las emitidas por la parte posterior del altavoz. Evitaremos así cancelaciones de fase entre ambas. El hecho de que la caja esté totalmente cerrada provoca que los desplazamientos del aire contenido en ella hagan que la suspensión del cono esté rígida. Esto aumenta el valor (no el nivel) de la frecuencia de resonancia, ocasionando una coloración del sonido perdiendo graves.

Bass-reflex: • Son los bafles de uso más habitual. • Se construyen realizando una o varias ventanas en la caja, caja que permiten recuperar parte de la energía acústica que se encuentra en su interior. – Se consigue reducir el valor de la frecuencia de resonancia, mejorando notablemente la respuesta en bajas frecuencias. – Del volumen de la caja y del área de las ventanas dependerá la frecuencia de resonancia del bafle. – A la ventana se accede a través de un tubo cuyas dimensiones han de ser tales que consigan que la frecuencia de resonancia de la ventana sea la misma que la del altavoz de graves.

Bass-reflex: â&#x20AC;˘ El tubo interior se puede reducir, y por tanto el volumen de la caja, si realizamos laberintos o conducciones de aire en su interior. â&#x20AC;˘ Ă&#x2030;stas han de tener unas dimensiones determinadas.

Bass-reflex: • Si la ventana se efectúa en la cara posterior de la caja, es necesario dejar una mínima distancia de 19 cm respecto a la pared posterior donde se ha ubicado el bafle. • Esto permitirá que no haya pérdidas de graves. Además, se ha de colocar a más de 1 metro de la pared frontal para que haya equilibrio entre todas la frecuencias ( a menores distancias los graves quedan realzados ). • Si no se puede evitar esta ubicación, habrá que resolver estos problemas con la ayuda del ecualizador del sistema.

Bafles reflex

Bafles con radiador pasivo o activo-pasivo •

Bafles con radiador pasivo o activo-pasivo: Es una derivación del modelo anterior.

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En este caso, se coloca un altavoz sin sistema de excitación (carece de la parte eléctrica) en la ubicación de la ventana.

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A este altavoz se le llama radiador pasivo y aprovecha las radiaciones posteriores del activo en el bafle y las emite.

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Este bafle consigue mejorar la respuesta de graves y reduce la distorsión.

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Todo ello con un volumen de caja inferior al del bass-reflex y con una respuesta mejor.

Ubicación de los Altavoces: • La situación de los altavoces tiene un efecto importante sobre su funcionamiento. • Cuando se trate de sonorizar salas pequeñas, es apropiado colocar los altavoces cerca de las paredes, esto hace que se refuercen las frecuencias bajas, ya que este tipo de frecuencias son omnidireccionales. • Las radiaciones traseras y laterales se reflejan en las paredes y vuelven hacia la sala, añadiendo más intensidad sonora a las bajas frecuencias. • Lo mismo sucede con la correcta distribución de los diferentes altavoces conectados en el techo.

Ubicaci贸n de altavoces en el techo.

EL GRAN PROBLEMA DE LOS ALTAVOCES. • Para crear graves hay que desplazar una gran cantidad de aire, y para eso hace falta un altavoz grande. • Este altavoz tendrá masa, y será difícil moverlo a altas frecuencias, ya que el tiempo que tarda en adquirir velocidad el cono es grande.

EL GRAN PROBLEMA DE LOS ALTAVOCES. • Un tweeter puede estar sometido a frecuencias de 10000 Hz, aunque la reducida masa de la cúpula hace que la fuerza que acelera la cúpula sea de 20-25 N. • Esto sería impensable con las pesadas membranas de los woofer.

“Si las cosas fuesen tan fáciles” • A veces, un altavoz grande tiene un comportamiento incorrecto a altas frecuencias. Para crear graves hay que desplazar una gran cantidad de aire, y para eso hace falta un altavoz grande.

Altavoz Rompe Tímpanos.

Este altavoz tendrá masa, y será difícil moverlo a altas frecuencias, ya que el tiempo que tarda en adquirir velocidad el cono es grande.

â&#x20AC;˘ Los altavoces de agudos tienen una potencia MUY limitada, y un desplazamiento muy pequeĂąo, de menos de 0.5mm. Si se le hace reproducir graves de 50W durarĂĄ poco.

Filtros pasivos • Lo ideal en este punto es que a cada altavoz le llegue la banda de frecuencia que puede reproducir sin problemas y sin distorsión. • Existen varias maneras de hacer este proceso, llamado filtrado. • De momento, nos vamos a ocupar sólo de los filtros pasivos.

EL PROBLEMA DE LOS FILTROS • Los filtros no cortan perfectamente una señal en frecuencias mayores o menores que una frecuencia determinada, llamada frecuencia de corte.

Corte de frecuencia

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Lo que hacen es disminuir la potencia de la señal a medida que su frecuencia se va alejando de la frecuencia de corte.

• La brusquedad con la que se produce esta atenuación se puede elegir y depende del número de componentes que se usen.

Los filtros • Los filtros se clasifican en primer lugar por su función (eliminar agudos o graves...) y en segundo lugar por la brusquedad con la que se atenúan las frecuencias fuera del rango. • En las gráficas logarítmicas, esto da una línea recta, que empieza a decaer en la frecuencia de corte con otra línea recta, y la pendiente de esta recta es lo que marca el orden del filtro.

errores de fase. โ ข Los filtros causan errores de fase.

Cuantos mรกs componentes tiene un filtro, mรกs desplazamiento de fase causarรก.

Los filtros pasivos se basan en la impedancia variable y dependiente de la frecuencia que tienen las bobinas y los condensadores.

Condensadores โ ข Cuanto mayor sea f, menor serรก su impedancia, por lo que un condensador dejarรก pasar las frecuencias altas y ofrecerรก una gran resistencia a las bajas frecuencias, que se verรกn atenuadas

Condensadores • NO utilice condensadores baratos . • No use condensadores electrolíticos, reventarán. • No use tampoco electrolíticos bipolares. La calidad del sonido es sumamente pobre. • Si pretende diseñar el filtro con electrolíticos bipolares y luego sustituir los componentes definitivos por otros de mayor calidad, no lo hagas, no suenan igual. Los electrolíticos bipolares absorben potencia y cuando los cambies notarás la diferencia. • Utiliza condensadores de poliéster para diseñar, si quieres hacer pruebas, tampoco son tan caros, y si hay que hacer algún pequeño ajuste en las frecuencias de corte.

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.

TIPOS DE FILTROS PASIVOS • Filtros paso alto: dejan pasar las frecuencia más altas que la frecuencia de corte. • Filtros paso bajo: Dejan pasar las frecuencias menores que la frecuencia de corte. • Filtros paso banda: Dejan pasar las frecuencias entre dos frecuencias de corte. Normalmente son una combinación en serie de un paso alto y un paso bajo, pero pueden implementarse de otras maneras. • Filtro elimina banda: Al contrario que los paso banda, estos eliminan una banda. En altavoces no tiene mucho sentido. Al igual que los paso banda, pueden implementarse con un paso bajo y un paso alto, pero en paralelo.

Filtro pasa-bajo

Filtro pasa-alto

FILTRO DE 1º ORDEN: • Son los más sencillos. • La pendiente de la recta es de 6db/oct • Constan de un solo componente y producen menos errores de fase. • Como problema, hacen que los altavoces tengan que trabajar en un rango de frecuencias muy amplio, cosa que por ejemplo a los tweeter no les viene nada bién.

Filtro de paso alto 1º orden

Filtro de paso bajo 1º orden

http://www.pcpaudio.com/pcpfiles/doc_altavoces/filtros_pasivos/filtrospasivos.html#filtros_filtro1

Frecuencia de corte (Fc) Impedancia del altavoz (R) Condensador ( C ) Bobina ( L ) Y la constante Pi que todos conocemos como 3,1416

FILTRO DE 2º ORDEN • La pendiente de la recta es de 12 db/ oct. • Constan de dos componentes por filtro. • El corte es más brusco y producen más errores de fase. • A cambio, los altavoces pueden trabajar en un rango más reducido. • En los tweeter de una cierta calidad se recomienda que la pendiente mínima del filtro sea esta, para que no les afecten frecuencias más bajas.

Filtro de paso alto 2º orden

Filtro de paso bajo 2º orden

3º ORDEN-BUTTERWORTH. La pendiente asintótica de la recta es de 18db oct. • La atenuación de las frecuencias es bastante brusca. • A veces es necesario usar este tipo de filtros, por ejemplo si los altavoces están muy próximos al final de su rango de frecuencias, pero en este caso es mejor que sean filtros activos. • La acumulación de componentes degrada la señal.

3ยบ ORDEN-BUTTERWORTH.

Filtro de paso alto 3ยบ

Filtro de paso bajo 3ยบ orden

Cรกlculo de recintos para subwoofer mediante el WinISD

4º ORDEN LINKWITZ-RILEY. • La pendiente de la recta son 24 dB/ oct. • Cada filtro consta de cuatro componentes, dos bobinas y dos condensadores. • Tiene el problema de que a en la frecuencia de corte el desfase es de 180º.

Filtro de paso alto 4º orden

Filtro de paso bajo 4º orden

Circuito de un filtro divisor de frecuencias paralelo y serie de dos vĂas para las frecuencias de graves y agudo con una pendiente de 6dB/octava.

Filtro de tres vĂas con pendiente de 6dB/octava en serie y paralelo respectivamente.

6 dB /oct

12 dB /oct

24 dB /oct

Filtro profesional

Estética. • No es necesaria, pero ayuda a crear una mejor imagen subjetiva del sonido, aunque no tenga nada que ver. • Unos altavoces maravillosos en una caja fea no crean una buena impresión. Parece que queda algo por hacer. • La belleza estética es un paso más hacia la perfección.

Estética.

Diseño de cajas acústicas

Bafles mĂticos

Baffle Odisea 1

Baffle odisea 2

Duevel venus santus

B & W - Signature Diamond

Kevlar速

B & W - Signature Diamond

The Bose速 901速 Series VI

Direct/Reflecting速

Bose速 901速 Series VI Direct/Reflecting速

901 Series VI active equalizer

• ULTRADRIVE PRO DCX2496 • Sistema de gestión de altavoces digital de precisión ultra alta 24-bit/96 kHz

Los divisores de frecuencia Los divisores de la Serie R cuentan con condensadores y filtros de calidad, un sistema de atenuación fácil de usar de hasta –6dB, una pendiente de cruce de 12dB/oct y protección del tweeter. Se garantiza el control riguroso entre tweeter y medios por un perfecto sonido.

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ETAPAS ALEMANAS - TAD

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BAFLE ELECTROSTÁTICO

BI-CABLEAR

BAFLES DE CRISTAL

BAFLES DE HORMIGÓN