PARÁMETROS THIELE-SMALL

INTRODUCCIÓN

Actualmente se conoce de manera muy detallada el comportamiento a baja frecuencia de un altavoz Se puede modelar matemáticamente su comportamiento y de ahí deducir cómo le afectaría un tipo de caja determinado.

La simulación tiene efectos muy beneficiosos. Sobre todo desde el momento que está ayudada por un ordenador, donde la capadidad de calcular es ilimitada comparada con los cúlculos que hay que hacer. Se puede desarrollar una caja óptima sin tener que construir ninguna caja, en un tiempo muy corto y sin gastos.

Éstos parámetros son muchos, en esta tabla no están incluidos todos. Los parámetros Thielle-Small fueron descubiertos por Thielle y usados para el diseño y análisis por Small, y en realidad son 4, Vas, Qes, Qms y Qts, con ellos ya se puede determinar el volumen óptimo de una caja:

Nombre

descripción

Unidades

Definición

B

Flujo magnético

Weber/metro^2

Flujo magnético en el entrehierro

BI

Factor de fuerza

Newton/amperio o Weber/metro

Valor de la fuerza producida por la bobina de voz en el entrehierro ante una corriente de 1A

Cms

elasticidad

metros/newton

Elasticidad de la suspensión

Fs

Frecuencia de resonancia

Hertzios

Frecuencia a la que vibra el altavoz espontáneamente ante cualquier perturbación.

Le

Inductancia de la bobina de voz

Hernrios

Inductancia de la bobina de voz en el entrehierro. Se mide a 1kHz habitualmente, siempre que Fs sea muy diferente de 1kHz

no

Rendimiento de referencia

-(%)

Cantidad de energía sonora radiada en la banda útil de frecuencias. Se calcula teóricamente, no tiene que ver ni con acoplamiento acústico ni con fenómenos de radicación. Es diferente de SPL que se mide experimentalmente.

P

Potencia nominal

Watios

Potencia de un sistema de referencia en el que está integrado el driver. Se determian experimentalmente. También se llama System power.

Pmax

Potencia máxima

Watios

Potencia que se garantiza que el altavoz puede soportar durante un intervalo determinado de tiempo, 10ms es habitual, ante una señal de entrada determinada.

Prms

Potencia RMS

Watios

Potencia RMS que se garantiza que el altavoz puede soportar durante un periodo prolongado de tiempo, con ruido rosa (filtrado en los tweeter) como entrada.

Qes

Sobretensión eléctrica

-

Amortiguación de la resonancia por motivos puramente electromagnéticos

Qms

Sobretensión mecánica

-

Amortiguación de la resonancia por motivos puramente mecánicos (fricción)

Qts

sobretensión total

-

Amortiguación de la resonancia por ambos motivos

Re

Resistencia DC

Ohmios

Resistencia DC de la bobina de voz. Es inferior a la impedancia nominal

Rms

Resistenica mecánica

Kilogramo/segundo

Resistencia mecánica de la suspensión.

Sd

Superficie de la membrana

metros^2

Superficie del diafragma. Se calcula tomando como radio la distancia entre el centro del driver hasta la mitad de la suspensión.

Vas

Elasticidad acústica

metros^3

Volumen de aire con la misma elasticidad que la suspensión del altavoz

Vd

volumen desplazado

metros^3

Xmax*Sd. Importante para calcular el SPL máximo.

Xmax

Excursión lineal máxima

metros

Desplazamiento lineal máximo del diafragma. Se puede calcular de varias formas, la más correcta es la medida en la que tanto la elasticidad de la suspensión como el campo magnético son constantes dentro de un margen. En todo caso Xmax determina el desplazamiento máximo del diafragma dentro de unas condiciones que dependen del fabricante: Baja distorsión de la respuesta y/o garantía de no sobrepasar las capacidades mecánicas del driver.

Z

Impedancia nominal

Ohmios

Imedancia que debe estar preparado Impedancia nominal. La impedancia real no debe ser menor del 80% del valor, pero puede sobrepasarse.


 

DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS THIELE-SMALL

Se necesita un generador de señal senoidal, el ordenador vale perféctamente, y un polímetro.

Hay que seguir los siguientes pasos:

1

Medir de manera precisa Fs, Re y Rmax. Rmax es la resistencia a la frecuencia de resonancia.

Fs es el lugar donde más alta es la impedancia del altavoz. Se puede ir barriendo con el generador de señal hasta que se encuentra.

2

Ahora, con la siguiente fórmula se debe hallar un valor de impedancia:

Es la media geométrica de las resistencias. En los puntos que la impedancia del altavoz es ro, ahí se encuentran los dos polos que definen el filtro paso alto que modela el comportamiento del altavoz.

Esos puntos son dos frecuencias, f1 y f2.

3

Ya tenemos todos los datos, ahora hallaremos los parámetros Q con las siguientes fórmulas:

4

Y ahora queda hallar Vas. Hay dos métodos, el de la masa y el del volumen. Para hacerlo en casa, es más sencillo y preciso el del volumen, que se explica a continuación.

Se requiere una caja de un volumen conocido, en la que se debe colocar el altavoz.

La caja debe estar perfectamente sellada, y la unión entre el altavoz y la caja no debe tener fisuras, perdería aire y las mediciones serían incorrectas.

Ahora hay que volver a medir Fs y aplicar la siguiente fórmula. Lo que sucederá es que Fs aumentará, porque se ha añadido una elasticidad al altavoz, el volumen contenido en la caja. Se trata de ver como se modifica su respuesta bajo condiciones conocidas y así se pude llegar a saber cómo se comportará bajo otras condiciones conocidas.

En esta misma web, en el artículo "determinación práctica de los parámetros Thilele-Small" se comentan con más detalle métodos y herramientas para realizar la medición.

 

parámetros Thiele-Small - PCPfiles en www.pcpaudio.com