LOS V3
PRINCIPIOS DEL DISEÑO.La gran pregunta es: ¿cómo quieres los altavoces? Si te los vas a hacer tu mismo, no debes preocuparte por nada más que por el precio de las piezas. Bueno, tal vez debas preocuparte por cosas un poco más obvias, como que quepan en casa, o que no tengas que elegir entre los demás habitantes de la casa o los altavoces (puede pasar) Yo quería unos altavoces potentes, de sonidos limpios e impresionantes. Imagino que todo el mundo, cuando se hace unos altavoces en plan serio quiere construir los mejores altavoces del mundo. Hasta ahora no he descubirerto nada nuevo. Para conseguir esto hay varias claves:
Amplio rango de frecuencias.Como lograr una buena extensión en frecuencia: Usando un buen tweeter, cosa que no es muy difícil, y usando un woofer que sea capaz de dar frecuencias bastante bajas. La caja es el elemento más importante de 100 Hz para abajo. Incluso con un woofer de 5" se pueden dar frecuencias de 35 Hz (con algunos trucos) BAJOS PODEROSOS. Esto es lo más valorado normalmente en un altavoz, que los graves sean poderosos como el dios del trueno. Esto resta puntos a las cajas selladas, ya que su Fs es la más alta de todos los sistemas. CONCLUSIÓN: La caja debe ser muy buena. Potencia admisible alta.Además de la máxima potencia RMS admisible por el altavoz (para no quemarse), la otra restricción de potencia la impone el desplazamiento máximo de la membrana. El desplazamieno de la membrana es mayor cuanto menor es la frecuencia, por lo que éste desplazamiento máximo se producirá en las frecuencias más bajas de cada altavoz (woofer, medios y tweeter). El caso de los tweeter es especialmente importante, ya que son extremadamente sensibles, y un gran desplazamiento puede dañar permanentemente el altavoz. Esto ocurre con todos los altavoces, pero en el caso de los tweeter, si ocurre esto es por causa de un mal diseño. Además de un daño físico, utilizar un altavoz fuera de su rango de frecuencias produce distorsión, y esto no es admisible. Un woofer de 5" puede dar 35 Hz, con algunos trucos sucios, pero posiblemente no sea capaz de producir una onda de 35 Hz a 100 dB @ 1m sin producir una distorsión audible no sólo a esa frecuencia. Además, la compresión hará que mientras que otras frecuencias más altas tengan un SPL mayor que los 35 Hz, aunque a 1W y 90 dB @ 1m la respuesta se perfectamente lineal. Las cajas bass-reflex son más sensibles a las grandes cantidades de SPL, ya que por debajo de la Fs del sistema, el port ya no puede contener el aire, y el resultado es como si el woofer estuviese sonando sin caja, y de ahí viene la alta pendiente del roll-off. En las cajas selladas el aire tiende a hacer de muelle, y por debajo de la Fb, el aire tira de el altavoz hacia el centro, pero a la frecuencia Fb, no a la que está reproduciendo, por lo que la distorsión crece notablemente. CONCLUSIÓN: El woofer debe ser muy grande para tener poco desplazamiento. ACLARACIÓN: Conviene aclarar que sí se puede usar un altavoz por debajo de su rango de frecuencias si la distorsión lo permite, y en este caso, la respuesta temporal será mejor que en un altavoz de esas características de frecuencia, dada la menor masa de la membrana de un altavoz más pequeño de lo requerido. El problema de la frecuencia de resonancia de este altavoz se puede solucionar con un filtro notch en paralero con el altavoz, con el fin de mantener casi constante la impedancia. La única limitación ahora será que la potencia máxima admisible será mucho menor, por que la suspensión no suele estar preparada para desplazamientos muy grandes. Claridad y transparencia en todo el rango de frecuencias.Es sumamente importante que no se produzca distorsión ni coloración en el sonido (o por lo menos que esta sea agradable de oir, pero como esto no es fácilmente controlable, lo olvidaremos) En medios y agudos, lo más importante es tener un buen altavoz. Por supuesto, esto no es todo. Además, los componentes del filtro deben tener muy buena calidad, el SPL debe estar equilibrado, no se debe exceder la respuesta en frecuencia recomendada, y el material absorbente de la caja debe absorber perfectamente estas ondas. Cuando un altavoz se usa fuera de su rango de frecuencias crea (por lo general) coloración. Especialmente, cuando se le meten frecuencias más altas de lo que su gráfica de SPL muestra como lineal. Cuando se le meten frecuencias más bajas, lo normal es que llegue un momento que se supere el límite de excursión máxima de la membrana y se produzca una distorsión horrible, con ondas que no tienen por qué ser una distorsión armónica (se crean ondas que no pertenecen al rango de armónicos de la onda inicial). Los woofers grandes tienen mucha coloración en el rango de los medios, por lo que deberían ser pequeños.... pero esto no concuerda con lo que hemos dicho antes del SPL a baja frecuencia y evitar la distorsión.... Además, los woofers grandes también tienen otro problema: La respuesta temporal. Para que sea perfecta, no debe haber ningún tipo de eco. Cuando la señal para, el sonido para. Si no es así, se perderá claridad en el sonido. ¿Y cómo se soluciona esto? ¿Como se hace para tener un woofer ligero y sin coloración y una gran superficie? Con más woofers. n altavoces tienen n veces el área que uno sólo. Esto equivale a un altavoz de diámetro raíz cuadrada de n veces mayor.
Esto, como es de suponer, tiene repercusiones en otros parámetros, como la impedancia y el volumen final de la caja. Estética.
Diseño simple, monolítico 1 : 1.6 : 5,6. Aristas redondeadas con radios de 1 cm, y los ports completamente cuadrados. Decidí expresamente no ponerles rejilla porque no es buena para el sonido. Las telas tienden a atenuar los agudos y ondas de poca intensidad, es decir, detalles. Además, ya que no tengo ni niños ni gatos, me lo podía permitir. CONCEPTODecidí que el diseño debía ser de 3 vias, para poder tener unos graves realmente poderosos y no tener que exprimir un tweeter hasta extremos insospechables, o extender la respuesta en frecuencia del woofer para acabar teniendo coloración en los medios, y una pobre respuesta temporal. Esto implica los problemas de añadir más filtros de los necesarios, pero bueno...
CAJALas cajas selladas tienen el problema de que los graves no son tan potentes como en otro tipo de cajas. Además, a mucha potencia, el aire contenido dentro de la caja hace que aumente la distorsión, ya que actúa como un muelle. Otra duda sobre las cajas selladas (aunque no está comprobada) es si les afectan los cambios de presión. Esto debería desplazar la membrana y producir efectos sucios. Las cajas bass-reflex tienen una buena extensión de graves, pero tienen el problema de que cuando se reproducen recuencias menores que la Fs de la caja, el altavoz se comporta como si estuviese funcionando al aire libre, y además de la distorsión, se puede superar la excursión máxima de la membrana, y dañar el woofer. Las cajas con radiador pasivo tienen un comportamiento muy semejante al de las cajas bass-reflex, y en mi opinión, con más problemas (precio, disminución en la respuesta en la frecuencia de resonancia del radiador,...) Lo siento por Celestion, que son los que lo inventaron. Son una gran marca y de echo, inventaron el altavoz a principios de siglo. Las cajas paso-banda, normalente, no llegan muy alto en frecuencia, y como quería poner el filtro entre 800 y 1500 Hz, decidí desecharla. Los laberintos acústicos se basan en el mismo principio de la caja sellada, en eliminar la onda producida por la parte trasera del altavoz, pero en vez de utilizar sólo material absorbente, se hace recorrer a la onda un camino largo e intrincado lleno de material absorbente, por el que la onda va perdiendo potencia. Un gran ejemplo es el Nautilos, de B&W, considerado el mejor altavoz del mundo. Su precio desorbitado da idea de ello (8 millones la unidad). Esta es una opción interesante, aunque sus dimensiones y su forma lo desaconsejan. Y finalmente:
LINEA DE TRANSMISIÓN.
El gran (y casi único) inconveniente es el gran tamaño que tienen este tipo de cajas. Finalmente me decidí por una línea de transmisión, por poder proporcionar la mayor calidad de sonido y la mayor espectacularidad en los graves. Los altavoces de medios y agudos van en una subcaja aparte, para no verse afectados (ni afectar) a la línea. WOOFER DUALDecidí poner dos woofer de 8" porque el único modelo disponible y satisfactorio era de 50W RMS, y quizás no fuese suficiente. Además, con dos woofer se asegura una respuesta en frecuencia muy baja y con poca distorsión incluso a gran SPL. La duda era ahora: Hacer una línea de transmisión implicaría pequeños errores de fase entre los dos woofer, que producirían un funcionamiento incorrecto de la línea, por lo que decidí usar dos líneas separadas. Esto tiene el inconveniente de que la caja es todavía mayor, pero entra dentro de lo factible. ALTAVOCESEn España es dificil encontrar altavoces sueltos. No hay mucha afición al DIY audio, aunque sí al CAR audio, aunque no son muy compatibles. En su día no tenía muchos recursos donde elegir un altavoz, lo que condicionó por ejemplo los medios. GRAVES
MEDIOS
AGUDOS
FILTRO Y CONSTRUCCIÓNPara no extender más la longitud, he decidido poner la parte del filtro y la de la construcción en otra página. |
