El altavozEl altavoz es un dispositivo utilizado para la es un dispositivo utilizado para la reproducción de sonido. Altavoz y . Altavoz y pantalla acústica no son no son sinónimos, pues uno o varios altavoces pueden formar parte sinónimos, pues uno o varios altavoces pueden formar parte de una pantalla acústica.de una pantalla acústica.

Es un Es un Transductor electroacústico, en el que la transducción , en el que la transducción sigue un doble procedimiento: eléctrico-mecánico-acústico.sigue un doble procedimiento: eléctrico-mecánico-acústico.

En la primera etapa convierte las En la primera etapa convierte las ondas eléctricas eléctricas en en energía mecánica, y en la segunda convierte la energía energía mecánica, y en la segunda convierte la energía mecánica en energía acústica. Es por tanto la puerta por mecánica en energía acústica. Es por tanto la puerta por donde sale el sonido al exterior desde los aparatos que donde sale el sonido al exterior desde los aparatos que posibilitaron su posibilitaron su amplificación, su transmisión por medios , su transmisión por medios telefónicos o o radioeléctricosradioeléctricos, o su tratamiento., o su tratamiento.

El sonido se transmite mediante El sonido se transmite mediante ondas sonorasondas sonoras a través del a través del aire. El aire. El oídooído capta estas ondas y las transforma en impulsos capta estas ondas y las transforma en impulsos nerviosos que llegan al cerebro. Si se dispone de una nerviosos que llegan al cerebro. Si se dispone de una grabación de voz, de música en soporte magnético o digital, grabación de voz, de música en soporte magnético o digital, o si se recibe estas señales por radio, se dispondrá a la salida o si se recibe estas señales por radio, se dispondrá a la salida del aparato de unas señales eléctricas que deben ser del aparato de unas señales eléctricas que deben ser convertidas en sonidos audibles; para ello se utiliza el convertidas en sonidos audibles; para ello se utiliza el altavoz.altavoz.

Las principales características de un altavoz Las principales características de un altavoz son:son:

Respuesta en frecuencia.Respuesta en frecuencia. Impedancia.Impedancia. Potencia.Potencia. Sensibilidad.Sensibilidad. Rendimiento.Rendimiento. Distorsión.Distorsión. Directividad.Directividad.

Es el grado de eficiencia en la transducción electroacústica. Es el grado de eficiencia en la transducción electroacústica. Es decir, mide la relación entre el nivel eléctrico de entrada al Es decir, mide la relación entre el nivel eléctrico de entrada al

altavoz y la presión sonora obtenida.altavoz y la presión sonora obtenida.

Suele darse en dB/W, medidos a 1 m de distancia y aplicando Suele darse en dB/W, medidos a 1 m de distancia y aplicando una potencia de 1 W al altavoz ( 2,83 V sobre 8 Ω).una potencia de 1 W al altavoz ( 2,83 V sobre 8 Ω).

Es otra medida de calidad de los altavoces: es el nivel de Es otra medida de calidad de los altavoces: es el nivel de presión sonora radiado (expresado en dB) en la dirección del presión sonora radiado (expresado en dB) en la dirección del eje, medido a un metro, cuando la excitación es de un vatio en eje, medido a un metro, cuando la excitación es de un vatio en las frecuencias de trabajo (se tiene que especificar). La las frecuencias de trabajo (se tiene que especificar). La siguiente tabla califica los altavoces en función de su siguiente tabla califica los altavoces en función de su sensibilidad:sensibilidad:

85 - 90 dB                             95 – 100 dB 85 - 90 dB                             95 – 100 dB Pocas prestaciones                Altas prestaciones.Pocas prestaciones                Altas prestaciones.   90 - 95 dB                                   > 100 dB 90 - 95 dB                                   > 100 dB      Medias prestaciones             Prestaciones específicas.     Medias prestaciones             Prestaciones específicas.

Tabla orientativa de calidad respecto a sensibilidad.Tabla orientativa de calidad respecto a sensibilidad.

Para el ancho de banda especificado, la distorsión armónica THD Para el ancho de banda especificado, la distorsión armónica THD suele moverse entre el 5 y el 10% en baja frecuencia y a baja suele moverse entre el 5 y el 10% en baja frecuencia y a baja potencia. A mayor potencia, mayor distorsión armónica. A potencia. A mayor potencia, mayor distorsión armónica. A frecuencias altas, la distorsión armónica se reduce.frecuencias altas, la distorsión armónica se reduce.

Los altavoces son transductores electroacústicos con una Los altavoces son transductores electroacústicos con una sensibilidad muy pobre. Esto se debe a que la mayor parte de la sensibilidad muy pobre. Esto se debe a que la mayor parte de la potencia nominal introducida en un altavoz se disipa en forma de potencia nominal introducida en un altavoz se disipa en forma de calor.calor.

En los altavoces, a diferencia del micrófono, la sensibilidad no es En los altavoces, a diferencia del micrófono, la sensibilidad no es un indicativo de “calidad sonora”, pues la práctica ha un indicativo de “calidad sonora”, pues la práctica ha demostrado que altavoces de inferior sensibilidad producen demostrado que altavoces de inferior sensibilidad producen mejor “coloración sonora”.mejor “coloración sonora”.

Rendimiento Rendimiento El rendimiento mide el grado de sensibilidad del altavoz. Es el El rendimiento mide el grado de sensibilidad del altavoz. Es el

tanto por cien que indica la relación entre la Potencia acústica tanto por cien que indica la relación entre la Potencia acústica radiada y la Potencia eléctrica de entrada. Potencia acústica / radiada y la Potencia eléctrica de entrada. Potencia acústica / potencia eléctrica x 100potencia eléctrica x 100

La frecuencia de resonancia de un altavoz es la frecuencia La frecuencia de resonancia de un altavoz es la frecuencia material de vibración del cono y de la bobina móvil.material de vibración del cono y de la bobina móvil.

La frecuencia de resonancia depende de las características La frecuencia de resonancia depende de las características constructivas del altavoz. El valor de frecuencia para la cual constructivas del altavoz. El valor de frecuencia para la cual la impedancia es máxima es lo que se denomina frecuencia la impedancia es máxima es lo que se denomina frecuencia de resonancia.de resonancia.

Uno de los factores que más influye en la frecuencia de Uno de los factores que más influye en la frecuencia de

resonancia es el diámetro del diafragma. La frecuencia de resonancia es el diámetro del diafragma. La frecuencia de resonancia es inversamente proporcional al diámetro del resonancia es inversamente proporcional al diámetro del diafragma. Mientras más pequeño sea este, mayor es la diafragma. Mientras más pequeño sea este, mayor es la frecuencia de resonancia. También, si un diafragma es muy frecuencia de resonancia. También, si un diafragma es muy rígido tiene una fr más elevada que un diafragma suave.rígido tiene una fr más elevada que un diafragma suave.

FsFs es la frecuencia de resonancia de un altavoz sin caja. Es es la frecuencia de resonancia de un altavoz sin caja. Es la frecuencia a la que se mueve el altavoz por si sólo la frecuencia a la que se mueve el altavoz por si sólo cuando le das un golpecito, por ejemplo.cuando le das un golpecito, por ejemplo.

La frecuencia de resonancia de un altavoz (Fs) depende La frecuencia de resonancia de un altavoz (Fs) depende inversamente de la masa móvil y de la elasticidad de la inversamente de la masa móvil y de la elasticidad de la suspensión. Cuanta más masa móvil y "rigidez" en la suspensión. Cuanta más masa móvil y "rigidez" en la elasticidad, menor frecuencia de resonancia. Esto lo elasticidad, menor frecuencia de resonancia. Esto lo pueden modificar las cajas:pueden modificar las cajas:

Una caja cerrada herméticamente supone un aumento el la Una caja cerrada herméticamente supone un aumento el la "rigidez" de la suspensión (el aire actúa como un muelle) y "rigidez" de la suspensión (el aire actúa como un muelle) y la Fb aumenta.la Fb aumenta.

Cuando el altavoz tiene una caja abierta, la masa de aire Cuando el altavoz tiene una caja abierta, la masa de aire contenida en la caja actúa de lastre, y Fb baja. contenida en la caja actúa de lastre, y Fb baja.

FbFb es la recuencia de sintonía, que es la frecuencia de es la recuencia de sintonía, que es la frecuencia de resonancia del altavoz dentro de la caja.resonancia del altavoz dentro de la caja.

La impedancia es la oposición que presenta cualquier La impedancia es la oposición que presenta cualquier dispositivo al paso de pulsos suministrados por una fuente de dispositivo al paso de pulsos suministrados por una fuente de audio. Se mide en ohmios.audio. Se mide en ohmios.

En los altavoces el valor de la impedancia varía en En los altavoces el valor de la impedancia varía en función de la frecuencia, con lo que en las función de la frecuencia, con lo que en las especificaciones técnicas de cada modelo de especificaciones técnicas de cada modelo de altavoz nos vendrá una curva con esta relación altavoz nos vendrá una curva con esta relación impedancia-frecuencia, a menos de que se nos impedancia-frecuencia, a menos de que se nos indique la resistencia (impedancia para una indique la resistencia (impedancia para una frecuencia concreta que sirva de referencia, frecuencia concreta que sirva de referencia, generalmente, los 0 Hz, aunque también hay generalmente, los 0 Hz, aunque también hay muchos fabricantes que optan por los 50 Hz).muchos fabricantes que optan por los 50 Hz).

Las impedancias normalizadas de los altavoces son Las impedancias normalizadas de los altavoces son 2, 3.2, 2, 3.2, 4, 6, 8, 16 4, 6, 8, 16 yy 32 32 ohms , pero las más utilizadas son 4 en ohms , pero las más utilizadas son 4 en audio car, 6 para sistemas mini componentes, 8 para los audio car, 6 para sistemas mini componentes, 8 para los sistemas de alta fidelidad, 16 para sistemas de surround y sistemas de alta fidelidad, 16 para sistemas de surround y auriculares.auriculares.

El rendimiento mide el grado de sensibilidad del altavoz. Es El rendimiento mide el grado de sensibilidad del altavoz. Es el el tanto por cien que indica la relación entre la tanto por cien que indica la relación entre la Potencia acústica radiada y la Potencia eléctrica de Potencia acústica radiada y la Potencia eléctrica de entradaentrada..

100XElectricaPotencia

AcusticaPotencia

El altavoz es uno de los sistemas de audio que presenta El altavoz es uno de los sistemas de audio que presenta mayor distorsión. La distorsión tiene causas muy variadas: mayor distorsión. La distorsión tiene causas muy variadas: flujo del entrehierro, vibraciones parciales, modulación de flujo del entrehierro, vibraciones parciales, modulación de frecuencia sobre el diafragma, linealidad de las frecuencia sobre el diafragma, linealidad de las suspensiones, etc.suspensiones, etc.

La mayor parte de la distorsión se concentra en el segundo La mayor parte de la distorsión se concentra en el segundo y tercer armónico, por lo que afectará en mayor medida a y tercer armónico, por lo que afectará en mayor medida a los tonos graves. Se trata de una distorsión en torno al los tonos graves. Se trata de una distorsión en torno al 10%.10%.

En las medias y altas frecuencias esta distorsión es En las medias y altas frecuencias esta distorsión es proporcionalmente mucho menor y no llega al 1%, aunque proporcionalmente mucho menor y no llega al 1%, aunque en las gargantas de bocinas de alta frecuencia esta en las gargantas de bocinas de alta frecuencia esta distorsión se dispara hasta un margen del 10-15%.distorsión se dispara hasta un margen del 10-15%.

Indica la dirección del sonido a la salida del sistema, es Indica la dirección del sonido a la salida del sistema, es decir, el modo en el que el sonido se disipa en el entorno.decir, el modo en el que el sonido se disipa en el entorno.

En realidad, ningún altavoz da una respuesta, pues sea cual En realidad, ningún altavoz da una respuesta, pues sea cual sea su direccionalidad global, siempre son más sea su direccionalidad global, siempre son más direccionales cuando se trata de altas frecuencias (agudos) direccionales cuando se trata de altas frecuencias (agudos) que cuando se trata de bajas frecuencias (graves).que cuando se trata de bajas frecuencias (graves).

La forma más gráfica de dar la directividad es mediante un La forma más gráfica de dar la directividad es mediante un diagrama polar, que normalmente es recogido en las diagrama polar, que normalmente es recogido en las especificaciones, pues cada modelo tiene una respuesta especificaciones, pues cada modelo tiene una respuesta concreta.concreta.

Un diagrama polar es un dibujo técnico que refleja la Un diagrama polar es un dibujo técnico que refleja la radiación del altavoz en el espacio en grados para cada radiación del altavoz en el espacio en grados para cada punto de sus ejes (horizontal y vertical).punto de sus ejes (horizontal y vertical).

Dependiendo de su directividad podemos decir que un Dependiendo de su directividad podemos decir que un cono de altavoz es:cono de altavoz es:

OMNIDIRECCIONAL.OMNIDIRECCIONAL. BIDIRECCIONAL.BIDIRECCIONAL. CARDIOIDE.CARDIOIDE.

Altavoz dinámicoAltavoz dinámico o o Altavoz de bobina móvil.Altavoz de bobina móvil. Altavoz electrostáticoAltavoz electrostático o o Altavoz de condensadorAltavoz de condensador . . Altavoz piezoeléctricoAltavoz piezoeléctrico Altavoz de cintaAltavoz de cinta Pantalla infinitaPantalla infinita Altavoz BassreflexAltavoz Bassreflex Radiador auxiliar de gravesRadiador auxiliar de graves.. Altavoz de carga con bocinaAltavoz de carga con bocina.. Altavoz activoAltavoz activo

El altavoz dinámico fue desarrollado entre 1920 y 1924 por El altavoz dinámico fue desarrollado entre 1920 y 1924 por Chester RiceChester Rice y y Edward KellogEdward Kellog, ambos ingenieros de la , ambos ingenieros de la General Electric.General Electric.

Su comercialización se inició en 1925. Desde entonces, y Su comercialización se inició en 1925. Desde entonces, y tras 8 décadas, hoy sigue siendo el más utilizado. Además tras 8 décadas, hoy sigue siendo el más utilizado. Además de ser el altavoz más usual, también es barato.de ser el altavoz más usual, también es barato.

Partes del AltavozPartes del Altavoz

El cono del altavozEl cono del altavoz se puede fabricar prácticamente en se puede fabricar prácticamente en cualquier material, pero el material más utilizado es la cualquier material, pero el material más utilizado es la pasta de papel, elegido por su gran eficiencia y poco peso. pasta de papel, elegido por su gran eficiencia y poco peso. También son habituales los de láminas metálicas y láminas También son habituales los de láminas metálicas y láminas plásticas (preferibles en los equipos de alta fidelidad). El plásticas (preferibles en los equipos de alta fidelidad). El cono del altavoz dinámico, cuya representación cono del altavoz dinámico, cuya representación esquemática se muestra en la esquemática se muestra en la Figura 1Figura 1, consiste , consiste básicamente en una carcasa metálica o plástica que básicamente en una carcasa metálica o plástica que soporta un imán permanente de forma cilíndrica, alrededor soporta un imán permanente de forma cilíndrica, alrededor del cual y de forma concéntrica se encuentra una bobina del cual y de forma concéntrica se encuentra una bobina solidaria a su vez a una membrana fabricada de un cartón solidaria a su vez a una membrana fabricada de un cartón especial o incluso de material plástico. La bobina puede especial o incluso de material plástico. La bobina puede moverse libremente sin tocar el imán, aunque muy próxima moverse libremente sin tocar el imán, aunque muy próxima a él, arrastrando en su movimiento a la membrana.a él, arrastrando en su movimiento a la membrana.

Figura 1.- Representación esquemática de un altavoz

La La bobina móvilbobina móvil está constituida por espiras esmaltadas de está constituida por espiras esmaltadas de aluminio o cobre, montadas sobre un armazón solidario con el aluminio o cobre, montadas sobre un armazón solidario con el diafragma o simplemente soportadas por el propio esmalte.diafragma o simplemente soportadas por el propio esmalte.

El Imán.El Imán. El núcleo del cono del altavoz es un potente imán El núcleo del cono del altavoz es un potente imán permanente. permanente. Cuanto más grande sea el imán, menor cantidad Cuanto más grande sea el imán, menor cantidad de energía eléctrica necesitara para producir igual volumen.de energía eléctrica necesitara para producir igual volumen.

El imán de un altavoz suele construirse con una cerámica El imán de un altavoz suele construirse con una cerámica magnética anular, que crea un campo magnético de densidad magnética anular, que crea un campo magnético de densidad de flujo B. Este flujo se conduce al entrehierro por un circuito de flujo B. Este flujo se conduce al entrehierro por un circuito magnético de material férrico de alta permeabilidad (núcleo, magnético de material férrico de alta permeabilidad (núcleo, culata, imán, pieza polar, núcleo). Si el imán es potente el culata, imán, pieza polar, núcleo). Si el imán es potente el altavoz transformará con buen rendimiento la energía eléctrica altavoz transformará con buen rendimiento la energía eléctrica en acústica.en acústica.

En el En el entrehierroentrehierro se debe concentrar el flujo magnético se debe concentrar el flujo magnético generado por el imán, por lo que deberá ser muy estrecho. generado por el imán, por lo que deberá ser muy estrecho. Además deberá ser largo para que admita una gran longitud de Además deberá ser largo para que admita una gran longitud de bobina. Los fabricantes suelen utilizar bobinas más largas que bobina. Los fabricantes suelen utilizar bobinas más largas que el entrehierro, con el fin de que el flujo magnético interceptado el entrehierro, con el fin de que el flujo magnético interceptado por la bobina se mantenga constante, aunque la bobina sufra por la bobina se mantenga constante, aunque la bobina sufra un gran desplazamiento.un gran desplazamiento.

Funcionamiento Funcionamiento

Cuando se aplica a la bobina la señal eléctrica procedente Cuando se aplica a la bobina la señal eléctrica procedente del amplificador o de cualquier otro equipo, se crea un del amplificador o de cualquier otro equipo, se crea un campo magnético que varía de sentido de acuerdo con campo magnético que varía de sentido de acuerdo con dicha señal. En el entrehierro del imán se coloca una dicha señal. En el entrehierro del imán se coloca una bobina cilíndrica de hilo que está unida al diafragma. La bobina cilíndrica de hilo que está unida al diafragma. La bobina genera una corriente eléctrica que provoca que el bobina genera una corriente eléctrica que provoca que el imán produzca un flujo magnético que hace vibrar la imán produzca un flujo magnético que hace vibrar la membrana.membrana.

Al vibrar la membrana, mueve el aire que tiene situado Al vibrar la membrana, mueve el aire que tiene situado frente a ella, generando así variaciones de presión en el frente a ella, generando así variaciones de presión en el mismo, o lo que es lo mismo, ondas sonoras.mismo, o lo que es lo mismo, ondas sonoras.

En función de las variaciones de voltaje de entrada, el cono En función de las variaciones de voltaje de entrada, el cono vibra y genera perturbaciones equivalentes en el aire.vibra y genera perturbaciones equivalentes en el aire.

Cuando el altavoz reproduce bajas frecuencias, los Cuando el altavoz reproduce bajas frecuencias, los desplazamientos del cono son grandes y lentos. sin embargo desplazamientos del cono son grandes y lentos. sin embargo cuando son altas frecuencias,cuando son altas frecuencias,

ocurre lo contrario.ocurre lo contrario.

Desarrollado y patentado por Desarrollado y patentado por Arthur JanszenArthur Janszen el cual se le el cual se le atribuye la construcción del primer altavoz electroestático en atribuye la construcción del primer altavoz electroestático en 1953.1953.

Utiliza un diafragma delgado y plano el cual usualmente consiste Utiliza un diafragma delgado y plano el cual usualmente consiste en una hoja plástica conectada a un material conductor como el en una hoja plástica conectada a un material conductor como el grafito el cual se encuentra entre un par de placas(mallas) grafito el cual se encuentra entre un par de placas(mallas) conductoras, con un pequeño espacio de aire entre dichas conductoras, con un pequeño espacio de aire entre dichas placas y el diafragma. placas y el diafragma.

Para que el altavoz no sea afectado por distorsión el diafragma Para que el altavoz no sea afectado por distorsión el diafragma debe contar con una carga constante en la superficie, en vez de debe contar con una carga constante en la superficie, en vez de un voltaje constante. Esto se logra aumentando la impedancia un voltaje constante. Esto se logra aumentando la impedancia del diafragma y/o instalando un resistor de alto valor entre la del diafragma y/o instalando un resistor de alto valor entre la fuente de alta tensión y el diafragma.fuente de alta tensión y el diafragma.

El principal problema de este altavoz es la El principal problema de este altavoz es la generación de distorsión armónica debido a los generación de distorsión armónica debido a los campos magnéticos generados entre las placas. campos magnéticos generados entre las placas. Además de la pobre respuesta que estos tienen Además de la pobre respuesta que estos tienen en bajas frecuencias. Son sensibles a cambios en bajas frecuencias. Son sensibles a cambios climáticos.climáticos.

La principal ventaja del altavoz electroestático La principal ventaja del altavoz electroestático

es que es muy ligero y su respuesta en frecuencia es que es muy ligero y su respuesta en frecuencia (tanto en fase como en amplitud) es buena.(tanto en fase como en amplitud) es buena.

La transparencia musical también s mucho La transparencia musical también s mucho mejor en este tipo de altavoces, esto se debe a mejor en este tipo de altavoces, esto se debe a que la superficie que radia la energía es mucho que la superficie que radia la energía es mucho más delgada con respecto a otros, por lo tanto la más delgada con respecto a otros, por lo tanto la respuesta de la señal aplicada es mucho más fiel.respuesta de la señal aplicada es mucho más fiel.

En estos altavoces el motor es un material En estos altavoces el motor es un material piezoeléctrico (poliéster o cerámica), que al piezoeléctrico (poliéster o cerámica), que al recibir una diferencia de tensión entre sus recibir una diferencia de tensión entre sus superficies metalizadas experimenta superficies metalizadas experimenta alargamientos y compresiones. Si se une a una alargamientos y compresiones. Si se une a una de sus caras un cono abocinado, éste sufrirá de sus caras un cono abocinado, éste sufrirá desplazamientos capaces de producir una presión desplazamientos capaces de producir una presión radiada en alta frecuencia.radiada en alta frecuencia.

IMPEDANCIA ELÉCTRICAIMPEDANCIA ELÉCTRICA

La impedancia eléctrica de entrada ZLa impedancia eléctrica de entrada Zee ee es la impedancia que sees la impedancia que sepresenta en los bornes del altavoz para una excitación sinusoidal.presenta en los bornes del altavoz para una excitación sinusoidal.Su conocimiento es fundamental porque indica el grado deSu conocimiento es fundamental porque indica el grado deacoplamiento entre el altavoz y el amplificador para cada frecuencia.acoplamiento entre el altavoz y el amplificador para cada frecuencia.No obstante, en la actualidad, los amplificadores se comportan casiNo obstante, en la actualidad, los amplificadores se comportan casicomo generadores de tensión ideales y su salida es prácticamentecomo generadores de tensión ideales y su salida es prácticamenteindependiente de la carga.independiente de la carga.

La expresión de la impedancia eléctrica de entrada de un transductorLa expresión de la impedancia eléctrica de entrada de un transductorgenérico es la siguiente:genérico es la siguiente:

Recordando que la impedancia eléctrica se ve afectada, por losRecordando que la impedancia eléctrica se ve afectada, por los

elementos eléctricos del TEM, por el movimiento de los elementoselementos eléctricos del TEM, por el movimiento de los elementos

mecánicos Zmecánicos ZMM y por la carga del medio sobre el diafragma Z y por la carga del medio sobre el diafragma ZMRMR. Por. Por

este motivo , la impedancia presenta un máximo en la frecuencia este motivo , la impedancia presenta un máximo en la frecuencia dede

resonancia mecánica del altavoz, como se observa en la figura 1. resonancia mecánica del altavoz, como se observa en la figura 1. SiSi

ese mismo altavoz opera en el vacío con elementos mecánicosese mismo altavoz opera en el vacío con elementos mecánicos

carentes de masa y compliancia, la impedancia partiría de Rcarentes de masa y compliancia, la impedancia partiría de REE y y

progresivamente aumentará en convertirse en una recta deprogresivamente aumentará en convertirse en una recta de

pendiente 2PILpendiente 2PILEE. .

La resistencia eléctrica de la bobina RLa resistencia eléctrica de la bobina REE o resistencia de bloqueo es o resistencia de bloqueo es

la que se medirá con un multímetro en los bornes del altavoz.la que se medirá con un multímetro en los bornes del altavoz.

movEMRM

Eee ZZZZ

TZZ

2

Por el contrario, la impedancia nominal ZPor el contrario, la impedancia nominal Znomnom, que es el valor , que es el valor mínimo demínimo de

impedancia después de la resonancia, es un buen indicador impedancia después de la resonancia, es un buen indicador del límitedel límite

inferior al que se tiene que enfrentar el amplificador en la inferior al que se tiene que enfrentar el amplificador en la zona de zona de

trabajo puesto que será la frecuencia a la cual el amplificadortrabajo puesto que será la frecuencia a la cual el amplificadorentregará mayor intensidad. entregará mayor intensidad.

Figura 1 Figura 1

IMPEDANCIA ELÉCTRICA PARA UN ALTAVOZ IMPEDANCIA ELÉCTRICA PARA UN ALTAVOZ DINÁMICO DE BOBINA MÓVILDINÁMICO DE BOBINA MÓVIL

Para entender la impedancia eléctrica en un altavoz Para entender la impedancia eléctrica en un altavoz dinámico de bobina móvil es necesario conocer dinámico de bobina móvil es necesario conocer los parámetros Thiele-Small.los parámetros Thiele-Small.

Parámetros de Thiele-Small Los parámetros de Thiele-Small, denominados así

en honor de quienes los introdujeron entre 1961 y 1973. Dichos parámetros son esencialmente parámetros de resonancia y pueden determinarse a partir de ensayos simples y fácilmente normalizables. Aunque los parámetros estipulados en las especificaciones son

varios, la mayoría pueden obtenerse a partir de los siguientes:

fs: Frecuencia de resonancia del parlante al aire libre (sin bafle y lejos de superficies

reflectantes) Qms: Factor de calidad debido a las pérdidas mecánicas Qes: Factor de calidad debido a las pérdidas eléctricas Re: Resistencia eléctrica de la bobina en corriente continua Res: Resistencia eléctrica equivalente a la fricción de la

suspensión Vas: Volumen cuya compliancia acústica equivale a la de la

suspensión Le: Inductancia de la bobina Otros parámetros son: Qts: Factor de calidad total (mecánico y eléctrico) Bl: Constante de transducción electromecánica Cms: Compliancia mecánica de la suspensión Mmd: Masa del diafragma Mms: Masa equivalente incluyendo la masa de radiación

Analicemos las relaciones entre los parámetros de Thiele-Small y el circuito equivalente

mostrado en la figura 2.

Figura 2. Circuito eléctrico equivalente de un altavoz de bobina móvil.

En este caso hemos supuesto que el generador es ideal (Rg = 0). Consideraremos una impedancia mecánica de radiación correspondiente al pistón radiando al aire libre, obtenida de (179) multiplicando por (PIa2)2 y despreciando la resistencia de radiación en baja frecuencia:

Zmr = j 2,67 a3 p0ω. Esta aproximación es válida debido a que el pistón libre es un

radiador extremadamente ineficiente en baja frecuencia,1 por lo que la potencia entregada al medio en forma de ondas acústicas es mucho menor que la que se pierde en la resistencia mecánica de la suspensión y en la resistencia de la bobina.

La ecuación anterior corresponde a una masa mecánica de radiación

Mmr = 2,67 a3p0 Sumada a la masa del diafragma, se obtiene una masa

equivalenteMms = Mmd + Mmr

que se refleja del lado eléctrico como una capacidad.

Siempre en el rango de baja frecuencia también podemos despreciar, Le ya que, según hemos comprobado, sus efectos no son importantes sino hasta frecuencias mucho mayores que la frecuencia de resonancia. Llegamos así al circuito simplificado de la figura 3.

Figura 3. Circuito eléctrico equivalente del altavoz de bobina móvil en baja frecuencia. Se ha despreciado la inductancia de la bobina y la resistencia de radiación.

La impedancia eléctrica vista por el generador está dada por la siguiente expresión:

FACTOR DE CALIDADFACTOR DE CALIDAD

El factor de calidad se considera tanto las pérdidas mecánicas El factor de calidad se considera tanto las pérdidas mecánicas como las pérdidas eléctricas que sufre un altavoz.como las pérdidas eléctricas que sufre un altavoz.

La siguiente ecuación:La siguiente ecuación:

Puede reescribirse en la siguiente forma canónica:Puede reescribirse en la siguiente forma canónica:

Donde: Donde:

es la frecuencia (angular) de resonancia y por lo es la frecuencia (angular) de resonancia y por lo tanto tanto

Finalmente Qms es el factor de calidad mecánico.Finalmente Qms es el factor de calidad mecánico.

La resonancia se produce en ωs porque al sustituir s = jωs la cantidad imaginaria entre paréntesis se anula, obteniéndose la máxima impedancia, de valor real puro:

Rm = Re + Res. El factor de calidad eléctrico se define de un modo

algo artificioso, ya que si se eliminaran las pérdidas mecánicas haciendo Res = ∞, desaparecería la potencia activa y reactiva. En consecuencia se obtiene el equivalente Norton del generador de señal, tal como se muestra en la figura 4.

Figura 4. Circuito eléctrico equivalente con fuente equivalente de Norton para la definición del factor de calidad eléctrico.

En este circuito el factor de calidad eléctrico se calcula por analogía con el mecánico, sustituyendo Res por Re:

El factor de calidad total, correspondientemente será:El factor de calidad total, correspondientemente será:

o La respuesta en frecuencia es un parámetro que describe La respuesta en frecuencia es un parámetro que describe las frecuencias que puede grabar o reproducir un las frecuencias que puede grabar o reproducir un dispositivo. Es la relación de dB y de Hertz. La respuesta dispositivo. Es la relación de dB y de Hertz. La respuesta en frecuencia del altavoz no es plana. El altavoz ideal en frecuencia del altavoz no es plana. El altavoz ideal debería dar una respuesta uniforme, es decir, igual a debería dar una respuesta uniforme, es decir, igual a todas las frecuencias, pero este altavoz no existe. En las todas las frecuencias, pero este altavoz no existe. En las especificaciones técnicas viene indicada la respuesta en especificaciones técnicas viene indicada la respuesta en frecuencia:frecuencia:

·        Los altavoces de alta calidad son los que tienen un ·        Los altavoces de alta calidad son los que tienen un margen de variación de 6 dB para el margen audible de margen de variación de 6 dB para el margen audible de los 20 Hz - 20 kHz. los 20 Hz - 20 kHz.

·        Fuera de los sistemas de alta calidad, también son ·        Fuera de los sistemas de alta calidad, también son aceptables la variaciones de 3 dB en un margen de 100 aceptables la variaciones de 3 dB en un margen de 100 Hz a 15 KHz. Hz a 15 KHz.

o La banda conflictiva es la de los graves, por ello, no se La banda conflictiva es la de los graves, por ello, no se empieza la medición en los 20-30 Hz, sino que se eleva empieza la medición en los 20-30 Hz, sino que se eleva esta cifra hasta los 80 Hz.esta cifra hasta los 80 Hz.

o En las especificaciones técnicas también suele venir la En las especificaciones técnicas también suele venir la curva de respuesta en frecuencia, pero hay que tener en curva de respuesta en frecuencia, pero hay que tener en cuenta que los fabricantes probablemente hayan hecho cuenta que los fabricantes probablemente hayan hecho sus mediciones en las condiciones más favorables, por lo sus mediciones en las condiciones más favorables, por lo que los resultados serán superiores a los reales.que los resultados serán superiores a los reales.

o En audio, para que sea un equipo de calidad debe cubrir al En audio, para que sea un equipo de calidad debe cubrir al menos el margen de las audiofrecuencias (20-20.000 Hz).menos el margen de las audiofrecuencias (20-20.000 Hz).

o Por el mismo motivo, cuanto mayor sea la respuesta en Por el mismo motivo, cuanto mayor sea la respuesta en frecuencia de un equipo, más “calidad” tendrá el sonido frecuencia de un equipo, más “calidad” tendrá el sonido final. Así, a los nuevos formatos de audio digital que final. Así, a los nuevos formatos de audio digital que sobrepasan sobradamente este margen sobrepasan sobradamente este margen [[DVD-Audio, 20-DVD-Audio, 20-80 kHz) se los cataloga como formatos HI-FI (High Fidelity) 80 kHz) se los cataloga como formatos HI-FI (High Fidelity) ..

o No obstante, en la práctica, la respuesta en graves y No obstante, en la práctica, la respuesta en graves y agudos, normalmente no es la misma. Hecho que se nota agudos, normalmente no es la misma. Hecho que se nota más en unos equipos que en otros. (En los altavoces, por más en unos equipos que en otros. (En los altavoces, por ejemplo, esta diferencia entre la respuesta a graves o ejemplo, esta diferencia entre la respuesta a graves o agudos es muy acusada, pudiendo estar por encima de los agudos es muy acusada, pudiendo estar por encima de los 10 dB (DEBE SER 3dB), entre una y otra).10 dB (DEBE SER 3dB), entre una y otra).

Un equipo con una respuesta inapropiada afectará al Un equipo con una respuesta inapropiada afectará al sonido final:sonido final:

o Si un equipo enfatiza los agudos, el sonido resultante será Si un equipo enfatiza los agudos, el sonido resultante será "vibrante y chillón", mientras que si, por el contrario, pierde "vibrante y chillón", mientras que si, por el contrario, pierde agudos, todo lo que reproduzca tendrá un "matiz oscuro". agudos, todo lo que reproduzca tendrá un "matiz oscuro".

o Si un equipo enfatiza los graves, el sonido resultante Si un equipo enfatiza los graves, el sonido resultante resulta "atronador", mientras que si, por el contrario, pierde resulta "atronador", mientras que si, por el contrario, pierde graves, todo lo que reproduzca tendrá un “matiz metálico”. graves, todo lo que reproduzca tendrá un “matiz metálico”.

o Si se acentúan las frecuencias medias se produce un sonido Si se acentúan las frecuencias medias se produce un sonido “nasal”. “nasal”.

EEn los transductores (micrófonos, altavoces), n los transductores (micrófonos, altavoces), parapara asegurar asegurar lala calidad calidad la respuesta la respuesta debe ser: debe ser:

o Inferior a +/- 1 dB, si hablamos de formatos digitales. Inferior a +/- 1 dB, si hablamos de formatos digitales. o Inferior a +/- 3 dB si son equipos analógicos. Inferior a +/- 3 dB si son equipos analógicos. o Como mucho +/- 6 dB, si son micros o altavoces. En la Como mucho +/- 6 dB, si son micros o altavoces. En la

práctica, los muchos transductores: altavoces y micrófonos práctica, los muchos transductores: altavoces y micrófonos (salvo los más “profesionales”) llegan a una variación de (salvo los más “profesionales”) llegan a una variación de +/- 10. +/- 10.

o Una mala respuesta en frecuencia no es lo peor que puede Una mala respuesta en frecuencia no es lo peor que puede suceder, lo peor, es una respuesta desigual. Es decir, como a suceder, lo peor, es una respuesta desigual. Es decir, como a ciertas frecuencias sube, en otras baja, por lo que el sonido ciertas frecuencias sube, en otras baja, por lo que el sonido resultante sale distorsionado.resultante sale distorsionado.

o Para medir la repuesta en frecuencia de los altavoces es Para medir la repuesta en frecuencia de los altavoces es necesario contar con un recinto quenecesario contar con un recinto que simule las condiciones simule las condiciones de campo libre, esto obliga a contar con una cámara de campo libre, esto obliga a contar con una cámara anecoica con volumenanecoica con volumen suficientemente grande para lograr suficientemente grande para lograr una frecuencia de corte por debajo de los 20 Hz. Una cámara una frecuencia de corte por debajo de los 20 Hz. Una cámara de este tipo es costosa, por lo por lo que es deseable otros de este tipo es costosa, por lo por lo que es deseable otros métodos alternativos de medición. Presentamos un método métodos alternativos de medición. Presentamos un método que consiste en determinar la respuesta en frecuencia en dos que consiste en determinar la respuesta en frecuencia en dos condiciones: campo cercano y campo lejano. Estas condiciones: campo cercano y campo lejano. Estas respuestas se obtienen mediante la respuesta al impulso respuestas se obtienen mediante la respuesta al impulso utilizando secuencias de máxima longitud (MLS, por sus utilizando secuencias de máxima longitud (MLS, por sus siglas en inglés). Tanto la eliminación de reflexiones como la siglas en inglés). Tanto la eliminación de reflexiones como la condición de empalme de las dos respuestas en frecuencia, condición de empalme de las dos respuestas en frecuencia, se realiza utilizando ventanas de truncamiento (Hanning con se realiza utilizando ventanas de truncamiento (Hanning con meseta plana). Este método permite realizar la medición en meseta plana). Este método permite realizar la medición en un recinto parcialmente reverberante.un recinto parcialmente reverberante.

RESPUESTA EN CAMPO CERCANO Y LEJANORESPUESTA EN CAMPO CERCANO Y LEJANOo La respuesta al impulso se mide tanto en campo cercano La respuesta al impulso se mide tanto en campo cercano

como en campo lejano, combinando ambas es posible como en campo lejano, combinando ambas es posible obtener una respuesta en frecuencia en toda la gama de obtener una respuesta en frecuencia en toda la gama de frecuencias. La colocación del micrófono de medición es frecuencias. La colocación del micrófono de medición es crítica, ya que hay que evitar la influencia del recinto. En crítica, ya que hay que evitar la influencia del recinto. En campo cercano la distancia del micrófono debe se campo cercano la distancia del micrófono debe se cuando más cuando más 0.11a 0.11a , donde , donde a a es el radio del altavoz. es el radio del altavoz.

o Cuando se mide en campo lejano se hacen las siguientes Cuando se mide en campo lejano se hacen las siguientes consideraciones.consideraciones.

o En campo lejano el micrófono se sitúa a una distancia En campo lejano el micrófono se sitúa a una distancia d d como se muestra en la figura. Observamoscomo se muestra en la figura. Observamos que además que además de la trayectoria del sonido directo (que recorre de la trayectoria del sonido directo (que recorre dd ), hay ), hay otra que corresponde a laotra que corresponde a la primera reflexión (que recorre primera reflexión (que recorre ddR1 R1 y y ddR2R2 ), esto marca una zona como elipse donde se ), esto marca una zona como elipse donde se puede llevar a cabo la medición. Se considera que esta puede llevar a cabo la medición. Se considera que esta distancia debe tener como máximo un valor de distancia debe tener como máximo un valor de L/2 L/2 en en donde donde L L es la máxima longitud del recinto.es la máxima longitud del recinto.

o Si la superficie de reflexión se colocara Si la superficie de reflexión se colocara tangente a la elipse se tendría latangente a la elipse se tendría la

o menor trayectoria para que llegara el primer menor trayectoria para que llegara el primer reflejo, fuera de esa posición reflejo, fuera de esa posición

o cualquier señal rebotada llegará después cualquier señal rebotada llegará después que ésta, por lo que considerar esa que ésta, por lo que considerar esa

o posición es muy importante porque sabemos posición es muy importante porque sabemos que primero llegará elque primero llegará el sonido sonido

o directo y posteriormente la reflexión que no directo y posteriormente la reflexión que no debe ser considerada para la debe ser considerada para la

o medición de respuesta en frecuencia, por medición de respuesta en frecuencia, por ello se recurre al ventaneo con ello se recurre al ventaneo con

o una ventana con respuesta similar a la que una ventana con respuesta similar a la que se aprecia en la figura 3.se aprecia en la figura 3.

Figura 2.Figura 2.

Figura 3. Ventana HanningFigura 3. Ventana Hanning

o La ventana utilizada es una ventana híbrida cuyas La ventana utilizada es una ventana híbrida cuyas curvas de subida y bajada corresponden a unacurvas de subida y bajada corresponden a una ventana Hanning que que tendrán una duración del ventana Hanning que que tendrán una duración del 10% para la subida y 10% para la bajada del tiempo 10% para la subida y 10% para la bajada del tiempo que dure la porción de impulso a considerar y sirven que dure la porción de impulso a considerar y sirven para suavizar la entrada y salida de nivel de la señal.para suavizar la entrada y salida de nivel de la señal.

o El 80% restante contiene la información más El 80% restante contiene la información más importante de esa señal impulsiva.importante de esa señal impulsiva.

o Una vez que se obtengan las respuestas en campo Una vez que se obtengan las respuestas en campo lejano y cercano se procede a empalmarlas en una lejano y cercano se procede a empalmarlas en una sola, Para hacerlo, hay que considesola, Para hacerlo, hay que conside

o rar que existirá un intervalo de frecuencias de rar que existirá un intervalo de frecuencias de traslape donde se ubicara el punto de empalme En traslape donde se ubicara el punto de empalme En la figura se muestra esta zona de empalme,la figura se muestra esta zona de empalme,

o Observe que la respuesta de campo cercano tiene Observe que la respuesta de campo cercano tiene mayor nivel, debido a que el micrófono se encuentra mayor nivel, debido a que el micrófono se encuentra muy cerca del altavoz.muy cerca del altavoz.

o En este intervalo de frecuencias se puede En este intervalo de frecuencias se puede escoger una frecuencia en común como punto de escoger una frecuencia en común como punto de unión y se recomienda que sea una en donde unión y se recomienda que sea una en donde exista la menor diferencia de nivel considerando exista la menor diferencia de nivel considerando la distancia de medición entre las dos la distancia de medición entre las dos condiciones.condiciones.

o Para conocer ese punto se ubican las frecuencias Para conocer ese punto se ubican las frecuencias ΔfΔf, , ffkaka y se obtiene el campo lejano en términos y se obtiene el campo lejano en términos del campo cercano en ese intervalo por medio de:del campo cercano en ese intervalo por medio de:

o Con ello se puede ver cual sería el punto que Con ello se puede ver cual sería el punto que menos difiere y así obtener una respuesta enmenos difiere y así obtener una respuesta en frecuencia final.frecuencia final.

ARREGLOS LINEALESARREGLOS LINEALES

BOCINASBOCINAS

INTRODUCCIONINTRODUCCION Las bocinas como sistemas acústicos comienzan en la Las bocinas como sistemas acústicos comienzan en la

AntigüedadAntigüedad.. Más tarde, la geometría de la bocina se convirtió Más tarde, la geometría de la bocina se convirtió en la base de un gran número de instrumentos musicales.en la base de un gran número de instrumentos musicales.

Los altavoces de bocina se desarrollaron en las primeras Los altavoces de bocina se desarrollaron en las primeras etapas de la Electroacústica debido a su relativa alta eficiencia etapas de la Electroacústica debido a su relativa alta eficiencia y a la sencillez con la que controla su directividad. Wente y y a la sencillez con la que controla su directividad. Wente y Thuras investigaron en los Laboratorios Bell en 1930 la bocina Thuras investigaron en los Laboratorios Bell en 1930 la bocina como elemento radiante.como elemento radiante.

La familia de bocinas, al contrario que los altavoces, entran La familia de bocinas, al contrario que los altavoces, entran dentro del grupo de “altavoces de radiación indirecta” y dentro del grupo de “altavoces de radiación indirecta” y permiten alcanzar eficiencias del 10% al 50%.permiten alcanzar eficiencias del 10% al 50%.

El diseño adecuado permite obtener directividades distintas a El diseño adecuado permite obtener directividades distintas a las de un pistón plano y conseguir, de este modo, las de un pistón plano y conseguir, de este modo, recubrimientos amplios en zonas grandes, como en el caso de recubrimientos amplios en zonas grandes, como en el caso de la sonorización.la sonorización.

Def:Def: La bocina es un cono alimentado por una bobina que La bocina es un cono alimentado por una bobina que permite aumentar la señal eléctrica de entrada hasta en 10 dB permite aumentar la señal eléctrica de entrada hasta en 10 dB a la salida, con lo que son muy empleadas cuando se requiere a la salida, con lo que son muy empleadas cuando se requiere gran volumen sonoro.gran volumen sonoro.

En la siguiente figura se muestra la sección de una bocina de En la siguiente figura se muestra la sección de una bocina de

longitud longitud ll, cuya superficie , cuya superficie SS es función de la distancia es función de la distancia xx..

TIPOS DE BOCINASTIPOS DE BOCINAS

Bocina Cónica:Bocina Cónica: cuyo perfil recto la hace la mas cuyo perfil recto la hace la mas sencilla de todas. El área S(x) se calcula resolviendo sencilla de todas. El área S(x) se calcula resolviendo la ecuación de Webster para el caso particular de m la ecuación de Webster para el caso particular de m = 0.= 0.

donde donde xx00 es la distancia desde el origen de la recta es la distancia desde el origen de la recta que forma su perfil hasta la garganta. No posee que forma su perfil hasta la garganta. No posee unas características muy interesantes puesto que unas características muy interesantes puesto que para frecuencias por debajo del rango del pistón, la para frecuencias por debajo del rango del pistón, la impedancia acústica es mayoritariamente reactiva, impedancia acústica es mayoritariamente reactiva, tal y como ocurre con un altavoz. De hecho, un tal y como ocurre con un altavoz. De hecho, un altavoz puede ser considerado como una bocina altavoz puede ser considerado como una bocina cónica y muy abierta.cónica y muy abierta.

2

0T

xS x S

x

DIRECTIVIDADDIRECTIVIDAD

Además de su utilidad como transformadores acústicos, las bocinas se utilizan Además de su utilidad como transformadores acústicos, las bocinas se utilizan para controlar la directividad de un altavoz por medio de la presión que se le para controlar la directividad de un altavoz por medio de la presión que se le aplique. Al acoplar una bocina a un altavoz, este efecto puede conseguirse en aplique. Al acoplar una bocina a un altavoz, este efecto puede conseguirse en un margen extenso de frecuencias. La directividad de una bocina puede un margen extenso de frecuencias. La directividad de una bocina puede dividirse en tres zonas espectrales:dividirse en tres zonas espectrales:

Frecuencias Bajas:Frecuencias Bajas: La bocina se comporta igual que un pistón con la misma La bocina se comporta igual que un pistón con la misma superficie que la boca de la bocina. El ángulo de cobertura se reduce a medida superficie que la boca de la bocina. El ángulo de cobertura se reduce a medida que aumenta la frecuencia hasta que el ancho de haz se hace igual al ángulo que aumenta la frecuencia hasta que el ancho de haz se hace igual al ángulo que forman las paredes de la bocina (apertura angular). A la frecuencia en la que forman las paredes de la bocina (apertura angular). A la frecuencia en la que se produce este fenómeno se denomina frecuencia de ruptura. que se produce este fenómeno se denomina frecuencia de ruptura.

Frecuencias Medias:Frecuencias Medias: Este margen comienza a partir de la frecuencia de Este margen comienza a partir de la frecuencia de ruptura y se caracteriza por poseer un ángulo de cobertura constante con la ruptura y se caracteriza por poseer un ángulo de cobertura constante con la frecuencia e igual a la apertura angular de la bocina. Esta es la zona útil de la frecuencia e igual a la apertura angular de la bocina. Esta es la zona útil de la bocina, en la que toma el control de la directividad, es decir, con bocina, en la que toma el control de la directividad, es decir, con independencia de la directividad del radiador, el ancho de haz de la bocina es independencia de la directividad del radiador, el ancho de haz de la bocina es la que dicta su apertura angular.la que dicta su apertura angular.

Frecuencias Altas:Frecuencias Altas: Cuando la longitud de onda se hace más pequeña que la Cuando la longitud de onda se hace más pequeña que la dimensión menor de la bocina, la onda deja de ser guiada por las paredes y se dimensión menor de la bocina, la onda deja de ser guiada por las paredes y se produce un estrechamiento del haz. En esta zona, la bocina se comporta como produce un estrechamiento del haz. En esta zona, la bocina se comporta como un pistón pequeño, del tamaño de la garganta.un pistón pequeño, del tamaño de la garganta.

Conclusión:Conclusión: A muy alta frecuencia, el A muy alta frecuencia, el ancho del haz de la garganta es menor que ancho del haz de la garganta es menor que la apertura de la bocina. Cuando la la apertura de la bocina. Cuando la frecuencia disminuye, el ancho de haz de la frecuencia disminuye, el ancho de haz de la garganta se va abriendo hasta la apertura garganta se va abriendo hasta la apertura de la garganta. A medida que la frecuencia de la garganta. A medida que la frecuencia sigue bajando, el ángulo de cobertura se sigue bajando, el ángulo de cobertura se mantiene hasta que la boca, como fuente mantiene hasta que la boca, como fuente sonora, se vuelve pequeña comparada con sonora, se vuelve pequeña comparada con la longitud de onda emitida.la longitud de onda emitida.

2

cosh2 2T

mx mxS x S Msenh

mxTS x S e

2

2 2

2 2

2 2 2

1 10...............................(1)

10...........................................(2)

p pS x

S x x x c t

p p pm

x x c t

, j tp x t p x e

2

22

0d p x dp x

m k p xdx dx

2 2c p x

22

1,2 2 2

m mj k j

2m

ENCONADO DE ALTAVOCESENCONADO DE ALTAVOCES

ING. ADRIÁN LELO DE ING. ADRIÁN LELO DE LARREA POLANCO LARREA POLANCO 6969

INTRODUCCIÖN. INTRODUCCIÖN. Como el altavoz es un transductor electro mecánico, su Como el altavoz es un transductor electro mecánico, su uso contínuo produce deterioro de las partes mecánicas.uso contínuo produce deterioro de las partes mecánicas.

Un altavoz está formado por tres partes básicas: Un altavoz está formado por tres partes básicas:

1)Un cono que impulsa el aire y produce las ondas 1)Un cono que impulsa el aire y produce las ondas acústicas.acústicas.

2)Una bobina móvil de alambre unida al cono. Ésta 2)Una bobina móvil de alambre unida al cono. Ésta interactúa con el campo magnético del imán permanente, interactúa con el campo magnético del imán permanente, produciendo el desplazamiento del cono. produciendo el desplazamiento del cono.

Algunas otras partes de refuerzo mecánico son útiles y Algunas otras partes de refuerzo mecánico son útiles y mejoranmejoranel funcionamiento del altavoz. Estas son: el funcionamiento del altavoz. Estas son:

LA SUSPENSIÓN. Esta soporta al cono y , apoyada en la LA SUSPENSIÓN. Esta soporta al cono y , apoyada en la estructura del altavoz, permite que éste se desplace estructura del altavoz, permite que éste se desplace longitudinalmente.longitudinalmente.

MaterialesMateriales::1.1. Canasta de BocinaCanasta de Bocina

2.2. Cono o DiafragmaCono o Diafragma

3.3. Centradores PlanosCentradores Planos

4.4. Bobina de VozBobina de Voz

5.5. Cerco o arillo de CartónCerco o arillo de Cartón

6.6. Tapa o guardapolvoTapa o guardapolvo

7.7. Frasco de pegamento especial para bocinaFrasco de pegamento especial para bocina

8.8. Un metro de alambre de puntas para bocinaUn metro de alambre de puntas para bocina

9.9. Un separador de plástico de carpetasUn separador de plástico de carpetas

10.10. Un metro de soldadura de estaño delgadaUn metro de soldadura de estaño delgada

11.11. Una hoja de papel gruesaUna hoja de papel gruesa

12.12. Cautín EléctricoCautín Eléctrico

13.13. Tijeras para cortar papelTijeras para cortar papel

14.14. Pinzas de PuntaPinzas de Punta

15.15. Desarmador de punta planoDesarmador de punta plano

16.16. Una tira de papel engomadoUna tira de papel engomado

17.17. Un par de caimanes con cableUn par de caimanes con cable

ING. ADRIÁN LELO DE ING. ADRIÁN LELO DE LARREA POLANCO LARREA POLANCO 7171

El grado de rigidez del cono repercute en la El grado de rigidez del cono repercute en la radiación de energía acústica del altavoz.radiación de energía acústica del altavoz.

Una rigidez alta del cono, produce una radiación con Una rigidez alta del cono, produce una radiación con componentes de altas frecuencias provocadas porel componentes de altas frecuencias provocadas porel pequeño desplazamiento del cono.pequeño desplazamiento del cono.

Una rigidez suave del cono permitirá que éste vibre a Una rigidez suave del cono permitirá que éste vibre a muy bajas frecuencias.muy bajas frecuencias.

INSTALANDO LA BOBINA MÓVIL.INSTALANDO LA BOBINA MÓVIL. Debido a que el espacio entre la bobina móvil y Debido a que el espacio entre la bobina móvil y

el imán permanente es muy estrecho, es de suma el imán permanente es muy estrecho, es de suma importancia evitar que haya contacto bobina-imán. importancia evitar que haya contacto bobina-imán. Se debe lograr el suficiente acercamiento entre Se debe lograr el suficiente acercamiento entre estos y la forma de hacerlo es colocando una estos y la forma de hacerlo es colocando una tela rígida ó un acetato entre la bobina y el imán tela rígida ó un acetato entre la bobina y el imán permanente durante el enconado.permanente durante el enconado.

ING. ADRIÁN LELO DE ING. ADRIÁN LELO DE LARREA POLANCO LARREA POLANCO 7272

PROCEDIMIENTO.PROCEDIMIENTO.

De la estructura del altavoz, separe De la estructura del altavoz, separe cuidadosamente la suspensión con una navaja. cuidadosamente la suspensión con una navaja. A continuación corte la orilla del centrador y A continuación corte la orilla del centrador y los cables que conectan la bobina.los cables que conectan la bobina.

De esta forma, el cono y la bobina podrán De esta forma, el cono y la bobina podrán ser separados totalmente de la estructura ser separados totalmente de la estructura metálica.metálica.

ING. ADRIÁN LELO DE ING. ADRIÁN LELO DE LARREA POLANCO LARREA POLANCO 7373

1)Retire por completo los restos de pegamento 1)Retire por completo los restos de pegamento que hayan quedado en el lugar de la que hayan quedado en el lugar de la suspensión y del centrador.suspensión y del centrador.

2)Limpie la superficie con un poco de thinner u 2)Limpie la superficie con un poco de thinner u otro tipo de solvente.otro tipo de solvente.

3)Limpiar la cavidad en que se aloja la bobina 3)Limpiar la cavidad en que se aloja la bobina con alcohol industrial o cualquier otro solvente.con alcohol industrial o cualquier otro solvente.

4)Si existen restos metálicos, puede retirarlos con 4)Si existen restos metálicos, puede retirarlos con lija fina para metales.lija fina para metales.

5) A continuación se deben unir la bobina móvil y 5) A continuación se deben unir la bobina móvil y el cono.el cono.

ING. ADRIÁN LELO DE ING. ADRIÁN LELO DE LARREA POLANCO LARREA POLANCO 7474

Utilice una regla para ubicarlos a la distancia Utilice una regla para ubicarlos a la distancia adecuada.adecuada.

La bobina deberá de colocarse a una distancia La bobina deberá de colocarse a una distancia aproximada de 2 mm del fondo de la armadura aproximada de 2 mm del fondo de la armadura metálica. Esto le permitirá desplazarse libremente.metálica. Esto le permitirá desplazarse libremente.

Una vez que la bobina ha quedado en la posición Una vez que la bobina ha quedado en la posición correcta, aplicar pegamento a esta para fijarla al correcta, aplicar pegamento a esta para fijarla al cono.cono.

Dejarla secar por unos minutos.Dejarla secar por unos minutos.

6)Con una aguja delgada haga dos perforaciones en 6)Con una aguja delgada haga dos perforaciones en la parte superior del cono.la parte superior del cono.

Ambas perforaciones deben quedar cerca del centro, a Ambas perforaciones deben quedar cerca del centro, a la altura de los alambres de la bobina.la altura de los alambres de la bobina.

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Fije los alambres en el cono, colocando a lo largo de la Fije los alambres en el cono, colocando a lo largo de la trayectoria de cada uno de ellos un poco de trayectoria de cada uno de ellos un poco de pegamento. pegamento.

7) Coloque el centrador en la parte posterior del 7) Coloque el centrador en la parte posterior del cono, exactamente a la altura en que se unen la cono, exactamente a la altura en que se unen la bobina y el cono. Fijar el centrador a éstos y aplicar bobina y el cono. Fijar el centrador a éstos y aplicar pegamento.pegamento.

8) A continuación coloque el cono y la bobina en la 8) A continuación coloque el cono y la bobina en la estructura metálica. Para esto, primero presente las estructura metálica. Para esto, primero presente las partes e induzca el movimiento del cono empujándolo partes e induzca el movimiento del cono empujándolo suavemente hacia adentro del altavoz.suavemente hacia adentro del altavoz.

Una vez colocado en la posición correcta, mantenga Una vez colocado en la posición correcta, mantenga fijo el cono con una mano. Con la otra mano aplique fijo el cono con una mano. Con la otra mano aplique el pegamento alrededor del centrador del altavoz.el pegamento alrededor del centrador del altavoz.

Dejar secar por unos instantes.Dejar secar por unos instantes.9) Tan pronto como haya secado el pegamento que aplicó 9) Tan pronto como haya secado el pegamento que aplicó

al centrador, pegar la suspensión del cono en la orilla al centrador, pegar la suspensión del cono en la orilla del altavoz.del altavoz.

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10) A continuación se realizan las conexiones finales 10) A continuación se realizan las conexiones finales hacia el conector de la estructura metálica del hacia el conector de la estructura metálica del altavoz.altavoz.

Esto se logra haciendo dos perforaciones cerca de Esto se logra haciendo dos perforaciones cerca de las terminales del altavoz enconado.las terminales del altavoz enconado.

Cortar un par de tramos de cable flexible Cortar un par de tramos de cable flexible trenzado,trenzado,

de aproximadamente 5 cm y pasarlo a través de las de aproximadamente 5 cm y pasarlo a través de las perforaciones, dejando 1 cm de largo por encima perforaciones, dejando 1 cm de largo por encima de la parte superior del cono.de la parte superior del cono.

Con la navaja raspar ligeramente las terminales Con la navaja raspar ligeramente las terminales

de la bobina y así eliminar el barniz.de la bobina y así eliminar el barniz.

Conectar cada terminal a un cable flexible y Conectar cada terminal a un cable flexible y soldar las uniones.soldar las uniones.

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Recortar lo más posible el sobrante de la unión Recortar lo más posible el sobrante de la unión entre los alambres y así protegerla con un entre los alambres y así protegerla con un poco de pegamento para que se mantenga poco de pegamento para que se mantenga fija al cono.fija al cono.

Los extremos sobrantes del cable flexible deben Los extremos sobrantes del cable flexible deben soldarse a las terminales del altavoz.soldarse a las terminales del altavoz.

Se debe evitar que queden muy estirados, Se debe evitar que queden muy estirados, pues de lo contrario se dañarían.pues de lo contrario se dañarían.

Finalmente pegue la pequeña tapa cubrepolvo de la Finalmente pegue la pequeña tapa cubrepolvo de la bobina y colóquela sobre el cono del altavoz. bobina y colóquela sobre el cono del altavoz.

ING. ADRIÁN LELO DE ING. ADRIÁN LELO DE LARREA POLANCO LARREA POLANCO 7878

PRUEBAS POSTERIORES AL ENCONADO.PRUEBAS POSTERIORES AL ENCONADO.

Conectar el altavoz al generador de onda y aplicar señal.Conectar el altavoz al generador de onda y aplicar señal.

Registrar el valor de la frecuencia aplicada y medir con el multímetro la Registrar el valor de la frecuencia aplicada y medir con el multímetro la señal en las terminales del altavoz.señal en las terminales del altavoz.

Con un sonómetro medir a diferentes distancias la energía radiada por Con un sonómetro medir a diferentes distancias la energía radiada por el altavoz. Realizar los mismos pasos, pero con un medidor de distorsión. el altavoz. Realizar los mismos pasos, pero con un medidor de distorsión. Ver figura.Ver figura.