Como Funciona Un Altavoz

COMO FUNC FUNCION IONA A UN AL ALT TAVOZ Un altavoz es un transductor que convierte energía eléctrica en energía acústica. Por lo tanto debe tener un diafragma capaz de enviar energía en su dirección de vibración para producir ondas sonoras similares al sonido original del que se deriva la señal energética.

El altavoz dinámico o de bobina móvil El principio de bobina móvil es el mas utilizado. Podemos encontrar altavoces de este tipo tanto en receptores de radio como en sistemas de megafonía (P! Public ddress" o incluso en monitores de estudio de alta calidad. En la #gura se muestra la sección de un típico altavoz de bobina móvil.

El principio de funcionamiento esta basado en el fenómeno de transducción electromagnética. $onsiste en un proceso inverso al de los micrófonos din%micos o de bobina móvil. &a vibración del cono produce ondas sonoras en el aire con una réplica acústica de la señal eléctrica de entrada. Esta estructura móvil se llama diafragma ' puede tener forma de cúpula) o de cono).

El im%n *unto a las piezas polares crean un circuito magnético. En el entre+ierro es donde el campo de la bobina reacciona contra el campo #*o del im%n.

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ALTAVOZ DE CÚULA !T"EETE#$

El altavoz de cúpula funciona b%sicamente igual que el de cono pero en éste la super#cie radiante no es un cono sino una cúpula.

%i&tema& de '(antalla in)nita* El altavoz de bobina móvil radia sonido tanto por delante como por detr%s de su diafragma o cono. $uando el cono se mueve para delante produce una compresión del aire en la parte frontal ' un enrarecimiento de la parte trasera- cuando se desplaza +acia atr%s ocurre lo contrario. Por lo tanto las ondas acústicas a cada lado del diafragma est%n desfasadas ,/0 ' cuando se encuentran tienden a anularse entre si. Esto ocurre particularmente en ba*as frecuencias donde e1iste difracción alrededor del cono. En consecuencia se emplea una ca*a (recinto acústico" para alo*ar el altavoz. Esta ca*a se encarga de evitar que el sonido radiado por detr%s del cono alcance el aire libre en el e1terior de la ca*a. En su forma simple se trata de una ca*a cerrada (conocida comúnmente como pantalla in#nita) o in#nite ba2e)" rellenas por lo general de algún material absorbente del sonido como la espuma pl%stica o la #bra de vidrio. Una verdadera )pantalla in#nita) requeriría una gran super#cie plana con un agu*ero circular en el centro donde se montaría el altavoz. &a difracción a través de la pantalla solo se produciría por deba*o de frecuencias en las que la longitud de onda sea comparable con su tamaño. &a cancelación de ondas en oposición de fase no ocurrir% fuera de dic+o rango de frecuencias pero para que la pantalla fuese efectiva para ba*as frecuencias debería medir 3 o 4 metros cuadrados. El único caso pr%ctico que emplea este tipo de monta*e es la colocación del altavoz en una pared que divida 5 +abitaciones- se utiliza mu' poco por razones obvias.

%i&tema& '+a&&, -e.e/* 6tro tipo de carga es el sistema 7ass8 re9e1) que se muestra en la #gura.

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En una de las paredes de la ca*a se abre un tubo o puerta. :on varios los par%metros que tienen que ver con el volumen interno de la ca*a; peso del cono del altavoz< suspensión del cono< dimensiones del tubo< masa de aire en su interior< etc. todos ellos se eli*en para que a una frecuencia ba*a determinada el aire en el interior del tubo resuene< readuciéndose a dic+a frecuencia el movimiento del cono. sí el tubo genera su propia salida en ba*a frecuencia actuando en combinación con el altavoz. $on este procedimiento podemos incrementar el nivel de salidas en graves< aumentar la e#ciencia o bien lograr una combinación de ambas me*oras. Un tipo de refuerzo de graves es el labe-into ac0&tico o línea de transmisión) como se muestra en la #gura.

$onsta de un gran recinto que alberga un conducto plegado cu'a longitud se elige de forma que la resonancia ocurra a una ba*a frecuencia determinada. Por encima de dic+a frecuencia el conducto que est% relleno de material absorbente< absorbe gradualmente a lo largo de su longitud la energía sonora radiada por detr%s.

%i&tema& de do& v1a& Un único altavoz no puede reproducir adecuadamente todo el espectro de frecuencias que van de 3/ =z a 5/ >=z. &as ba*as frecuencias requieren grandes altavoces para grandes desplazamientos del cono lo que implica tener que mover considerables volúmenes de aire. ?e forma contraria no se puede esperar que el mismo cono vibre a ,@ >=z (,@/// veces por segundo" para reproducir las altas frecuencias.

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&a técnica m%s utilizada para reproducir todo el espectro de frecuencias es el sistema de altavoces de dos vías. $onsta de dos partes; un altavoz para graves ' medios que mane*a frecuencias de +asta alrededor de los 3 A=z ' una unidad de alta frecuencia que reproduce frecuencias desde los 3 >=z +asta los 5/ >=z. Para la aplicación del sistema de 5 vías es necesario el uso de un #ltro de cruce crossover) ' de esta manera alimentar cada altavoz dentro de su rango correcto de frecuencias. Bediante esta red divisora de frecuencias (crossover" situada en Ca propia ca*a de altavoz se divide la señal de entrada en altas frecuencias (por encima de los 3 >=z< apro1." ' ba*as frecuencias. Estas últimas se envían a la unidad de mediosDgraves o oofer) ' las primeras al teeter). En la #gura podemos ver un e*emplo simple de dic+o principio.

&a señal de entrada llega al altavoz de agudos a través de un condensador (recordemos que un condensador tiene una impedancia inversamente proporcional a la frecuencia< es decir< para altas frecuencias su Cmpedancia es mu' ba*a ' para ba*as frecuencias tiene una Cmpedancia relativamente alta". &a Cmpedancia típica de un teeter) es de  o+ms. Por ello para señales por deba*o de los 3 >=z por e*. (frecuencia de cruce" se elige un valor del condensador que presente una Cmpedancia de  o+mios también a 3 >=z. Pasamos a+ora al oofer)< al cual se le colocar% una bobina en serie. Una bobina tiene una Cmpedancia que aumenta con la frecuencia. En consecuencia se elige una que tenga un valor de impedancia similar a la del oofer) (para la frecuencia de cruce seleccionada". &a Cmpedancia típica de un oofer) es también de  o+ms. 4

%i&tema& de t-e& v1a& Estos sistemas se caracterizan por incorporar adem%s de los mencionados anteriormente un altavoz de medios *unto con su correspondiente #ltro de cruce. Estos nuevos componentes deben limitar la banda de frecuencias que llegue a este altavoz de medios< de 4// =z a 4 >=z< por e*emplo.

Ca2a& activa& =asta a+ora solo +emos +ablado de ca*as pasivas)< llamadas así porque utilizan simplemente componentes pasivos (resistencias< condensadores ' bobinas" para dividir las distintas bandas de frecuencia ' enviarlas a cada altavoz.  Fambién e1isten las ca*as activas) en las cuales las bandas de frecuencia se dividen mediante un circuito electrónico a nivel de línea< por lo que cada banda se envía a un ampli#cador individual ' de a+í al altavoz apropiado.

$ada altavoz tiene su propio ampli#cador de potencia lo cual incrementa la comple*idad del sistema en su con*unto. :in embargo tiene algunas venta*as. En primer lugar presentan una ba*a distorsión debido a que la señal est% siendo a+ora dividida a nivel de línea< donde se aplican solamente tensiones del orden de un volt con una corriente despreciable en comparación con las decenas de volts ' varios ampers con los que tratan los #ltros de cruce pasivos. En segundo lugar< permiten ma'or 9e1ibilidad en el diseño del sistema 'a que puede usarse casi cualquier combinación de altavoces< al poder compensar mediante el a*uste de las ganancias de los ampli#cadores de potencia o de las salidas de los #ltros de cruce sus diferentes sensibilidades< Cmpedancias ' necesidades de potencia. @

En tercer lugar< ofrecen me*or control de la respuesta en frecuencia que las ca*as pasivas debido a que es mu' f%cil incorporar un circuito preciso de compensación en el diseño de un #ltro de cruce electrónico.

%3b4oo5e-& Para que una parlante tenga una buena respuesta en graves necesita tener un gran volumen de su recinto interno ' así la frecuencia de resonancia del sistema pueda ser lo su#cientemente ba*a. El llamado sistema suboofer) emplea un recinto separado del parlante para mane*ar solamente las frecuencias mu' ba*as< las cuales son e1citadas normalmente por su propio ampli#cador de potencia. &a señal enviada a dic+o ampli#cador procede de un #ltro de cruce electrónico que e1trae las mu' ba*as frecuencias de la señal de entrada al ampli#cador estéreo principal ' a los parlantes- la señal monofónica de mu' ba*a frecuencia procedente de ambos canales se suma ' se envía al suboofer).

El suboofer) se puede colocar en cualquier lugar de la +abitación 'a que solo radia frecuencias por deba*o de los ,// =z apro1. frecuencias que suelen ser omnidireccionales.

Im(edancia En 6ene-al todo& lo& altavoce& tienen indicado &3 valo- de Im(edancia en &3 (a-te t-a&e-a7 e&te e& el valo- nominal 8a 93e en la (-áctica la im(edancia va-1a m3c:o con la 5-ec3encia; Un &i&tema de altavoce& (3ede tene- 3na im(edancia de < o:m& a di6amo& =>? @z (e-o a >? @z (od-1a tene- ? o:m& 8 a =? B@z  o:m&; La )63-a m3e&t-a la ca-acte-1&tica de im(edancia de 3n &i&tema de altavoce& t1(ico dom&tico de alta )delidad con do& v1a& 8 en ca2a ce--ada; G

Vemo& 93e :a8 3na ab-3(ta &3bida de la im(edancia (a-a 3na cie-ta 5-ec3encia ello indica la -e&onancia en 6-ave& del &i&tema; &a impedancia mas usual es de  o+ms pero e1isten otras impedancias utilizadas como las de ,@ o+ms ' 4 o+ms. &os altavoces de 4 o+ms son difíciles de mover porque para una tensión de salida dada de un ampli#cador este debe entregar el doble de corriente. El altavoz de ,@ o+ms es una buena carga pero su alta impedancia +ace que se e1traiga menos corriente del ampli#cador por lo que la potencia (volts 1 ampers" que llegar% al altavoz ser% proporcionalmente m%s ba*a- en este caso el altavoz no es capaz de entregar toda la potencia de la que dispone. Por estas razones< la impedancia de  o+mios se +a convertido pr%cticamente en est%ndar ' los ampli#cadores bien diseñados ser%n capaces de mover altavoces que tengan también una buena calidad. Buc+os ampli#cadores profesionales de alta potencia son capaces de admitir dos altavoces de  o+ms conectados en paralelo< que dan como resultado una impedancia de 4 o+ms.

#e&(3e&ta en 5-ec3encia &a respuesta en frecuencia de un altavoz indica también lo lineal que es. Cdealmente un altavoz debería responder por igual a todas las frecuencias produciendo una respuesta uniformemente plana) cuando se le ataca con una señal de entrada de amplitud constante que se desplaza barriendo todo el espectro de frecuencias.

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Fa&e &a fase es algo mu' importante a tener en cuenta cuando cableamos los altavoces. Una tensión eléctrica positiva llevar% al cono del altavoz a moverse en una cierta dirección< que ser% normalmente para delante. Es esencial que los dos altavoces de un par estéreo< o todos los altavoces de un mismo tipo en una agrupación sonora completa estén en fase). Es decir que todos los conos se muevan en el mismo sentido en cualquier instante cuando se les aplica una señal idéntica. :i dos altavoces estéreo se conectan en oposición de fase se produce una imagen sonora estéreo borrosa ' algunas frecuencias ba*as pueden cancelarse dependiendo del recinto.

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