DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE SONORIZACIÓN ALTAVOCES

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Dolores Serrano Ávila
hace 6 años
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1 DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE ALTAVOCES

2 Miguel Ángel Asensio Hernández profesor de Electrónica de Comunicaciones. Departamento de Electrónica. I.E.S. Emérita Augusta, MÉRIDA. 1

3 DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE PARTE I: Especificaciones técnicas Altavoces. -Cobertura -Diseño -Capacidad de potencia -Caja acústica 2 ALTAVOCES

4 DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE Altavoces El altavoz es un sistema electromecánico que es capaz de traducir una señal eléctrica en una señal acústica audible. 3 ALTAVOCES

5 DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE Tipos de Altavoces Dinámico. Es el más común en audio profesional y prácticamente el único utilizado en audio doméstico. Electrostáticos. Tienen una buena respuesta en frecuencias y una baja distorsión, pero presentan una alta impedancia que obliga a trabajar con amplificadores diseñados especialmente para ellos. Piezoeléctricos. Presentan una alta impedancia y una respuesta en frecuencias limitada a los agudos, además tienen una membrana muy frágil que no les permite aguantar potencias elevadas. ALTAVOCES 4

DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE El altavoz se compone de una bobina de cobre o aluminio esmaltado introducida en el campo magnético de un imán.

6 DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE El altavoz se compone de una bobina de cobre o aluminio esmaltado introducida en el campo magnético de un imán. Al pasar la corriente del amplificador por la bobina, comenzará a vibrar, esta vibración se transmite a la membrana del altavoz al ritmo de las frecuencias de la señal eléctrica producida por el amplificador, que es una copia de la señal grabada. La membrana producirá una presión en el aire que será captada por nuestro sistema auditivo, produciéndose la sensación del sonido. ALTAVOCES

7 DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE 6 ALTAVOCES

8 CARÁCTERÍSTICAS TECNICAS DE LOS ALTAVOCES Impedancia Respuesta en frecuencia Angulo de cobertura Sensibilidad Distorsión Potencia nominal o RMS Potencia pico o PMPO 7 ALTAVOCES

CARÁCTERÍSTICAS TECNICAS DE LOS ALTAVOCES IMPEDANCIA NOMINAL Z: es la oposición al paso de la corriente alterna, por lo que es función de la frecuencia y tiene tantos valores como valores tome ésta.

9 CARÁCTERÍSTICAS TECNICAS DE LOS ALTAVOCES IMPEDANCIA NOMINAL Z: es la oposición al paso de la corriente alterna, por lo que es función de la frecuencia y tiene tantos valores como valores tome ésta. La impedancia que viene reflejada en las características del altavoz como impedancia nominal, hace referencia a la impedancia mínima. DIFERENCIA ENTRE IMPEDANCIA Y RESISTENCIA: Si medimos un altavoz con un polímetro estamos midiendo resistencia porque no tomamos en cuenta las variables inductivas a las diferentes frecuencias de trabajo. Por tanto serán valores generalmente distintos ALTAVOCES

RESPUESTA EN FRECUENCIA SUB WOOFERS Y ULTRA

10 RESPUESTA EN FRECUENCIA SUB WOOFERS Y ULTRA HIGH TWEETERS complementan este espectro. BANDA ANCHA 20Hz Hz 3-8Khz 20Khz GRAVES MEDIOS AGUDOS Woofers Mid-rangue Tweeters SUB GRAVES SUPER AGUDOS 9 Sub-woofers ( hz ) Ultra-high tweeters ( 14-20Khz ) ALTAVOCES

COBERTURA DEL ALTAVOZ CURSO DE DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE La cobertura viene determinada por el ángulo donde la presión sonora se ha reducido 6 db de SPL respecto al eje principal.

11 COBERTURA DEL ALTAVOZ CURSO DE DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE La cobertura viene determinada por el ángulo donde la presión sonora se ha reducido 6 db de SPL respecto al eje principal. 84db -6db α 1m 90db Potencia = 1w La superficie delimitada por el ángulo de cobertura es un dato muy importante para calcular el nº de altavoces necesarios para cubrir un local con buena calidad sonora. -6db 84db 90db 11

12 SENSIBILIDAD Es el nivel de presión sonora SLP que un altavoz es capaz de proporcionar en su eje a 1m de distancia cuando le aplicamos 1w de potencia desde el amplificador. Se expresa en db/1w/1m. Tabla orientativa de la calidad de un altavoz en función de su sensibilidad. 93db Potencia = 1w 1m 12

DISTORSIÓN CURSO DE DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE Es la diferencia que hay entre la señal de audio aplicada al altavoz y la que éste realmente reproduce.

13 DISTORSIÓN CURSO DE DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE Es la diferencia que hay entre la señal de audio aplicada al altavoz y la que éste realmente reproduce. La expresamos en tantos por ciento La distorsión aumenta a medida que aumenta la potencia aplicada No suele proporcionarse La mayor parte de la distorsión se concentra en el segundo y tercer armónico, por lo que afectará en mayor medida a los tonos graves. Se trata de una distorsión en torno al 10%. 13

14 POTENCIA NOMINAL O RMS La potencia nominal o RMS (Root Mid Square o en español raíz media cuadrada) es la máxima potencia que un altavoz puede soportar de modo continuado sin producir calentamientos ni distorsiones. Se mide en vatios. P=I 2 *Z Está condicionada a los valores de frecuencia y al grado de distorsión. 14

15 POTENCIA MAXIMA DE PICO O PMPO PMOP ( Peak Momentary Output ) Es la potencia que soporta el altavoz durante una fracción de segundo. 10 ms Ej.: un golpe de tambor. Es un dato que se pone con vista comercial, puesto que es un valor que es muy superior a la potencia RMS, y crea falsas expectativas en el comprador. AL COMPRAR HAY QUE FIJARSE EN LOS WATIOS RMS! 15

ACTIVO: incorpora un amplificador normalmente regulable al cual le suministramos una

16 TIPO DE ALTAVOCES SEGÚN SU ALIMENTACION ALTAVOZ PASIVO: La señal que le hacemos llegar es una señal de carga, con un voltaje adaptado a las características del altavoz ALTAVOZ ACTIVO: incorpora un amplificador normalmente regulable al cual le suministramos una señal de línea o micro. Este amplificador alimenta internamente al altavoz. ACTIVO PASIVO 16

17 CAJAS ACUSTICAS 17

18 QUÉ ENTENDEMOS POR CAJA ACUSTICA? Las cajas acústicas o baffles son los recintos donde van contenidos los altavoces. Todas las cajas de altavoces tratan de hacer algo con las ondas traseras del altavoz, aprovechándolas o eliminándolas, para evitar la vibración perjudicial del sonido interno. 18

19 DIRECTIVIDAD DE UN ALTAVOZ

20 Public Address Systems,

e n t e p r o d u c i e n d o el cortocircuito acústico. P a r a evitarlo s e c o l o c a n los a l t a voces e n c ajas, ba fles, t echos, etc.

21 Cortocircuito a cústico! L a m e m b r a n a del altavoz al vibrar e m i t e o n d a s acústicas e n c a d a u n a d e sus caras, estas ondas t i enden a a n u l a rs e r e c í p r o c a m e n t e p r o d u c i e n d o el cortocircuito acústico. P a r a evitarlo s e c o l o c a n los a l t a voces e n c ajas, ba fles, t echos, etc. q u e im p i den q u e las o n d a s s o n o r a s d elantera y t r a sera p u e d a n cancela rs e.! E s t e e f e c t o e s m u y a c u s a d o e n b a j a s frec uencias, y p u e d e c o m p r o b a r s e f á c i l mente e s c u c h a n d o u n a ltavoz "al aire", sin colocarlo e n n i ng u n a c a j a ni t echo. 21

Tipos de cajas acústicas: Caja abierta: tienen rendijas o aberturas

frecuencias Suelen ser baratas por su calidad limitada.

cerrada de forma que la onda posterior no salga de la caja, tiene

22 Tipos de cajas acústicas: Caja abierta: tienen rendijas o aberturas en su cara posterior Tienen una respuesta pobre a las bajas frecuencias Suelen ser baratas por su calidad limitada. Caja cerrada o hermética: el altavoz se monta en una caja totalmente cerrada de forma que la onda posterior no salga de la caja, tiene material absorbente en el interior y muy buen sellado, se utilizan mucho en alta fidelidad 22

Bass Reflex Estos bafles incorporan una salida de aire, tubo.

acústica procedente de la cara posterior del altavoz y sumarla a la

Hasta 3 db de más Este efecto se utiliza solamente en bajas

23 Bass Reflex Estos bafles incorporan una salida de aire, tubo. mediante un Tiene la propiedad de aprovechar parte de la energía acústica procedente de la cara posterior del altavoz y sumarla a la frontal. Hasta 3 db de más Este efecto se utiliza solamente en bajas frecuencias ( graves) y permite conseguir hasta 3 db suplementarios. Se utilizan en Alta Fidelidad HI-FI. Soportan altas presiones SPL sin distorsión. 20

24 Algunos tipos de caja sintonizada o Bass-Reflex 24

se r e d u c e a la m i t a d c a d a v e z q u e d o b l a m o s el n ú m e r o d e altavoces apilado s.

25 A l t a v o c es e n c o l u m n a! C u a n d o se c o l o c a n varios a ltavoces e n c o l u mna el á ngulo d e c obertura horizontal del c o n j u n t o e s similar al d e u n solo altavoz, p e ro el ángulo d e c o b ertura vertical se r e d u c e a la m i t a d c a d a v e z q u e d o b l a m o s el n ú m e r o d e altavoces apilado s.! E s t o tiene una gran aplicación p a r a evita re flexi on es del s onido e n el t e c h o o suelo del local, lo q u e p ermite o b t e n e r un m a y o r a l c a n c e a n t e s d e q u e la re verbe r a c i ó n e n m a s c a r e y h a g a ininteligible el sonido. A lineación Cercanía El p u nt o m á s important e a r espetar c u a n d o se c o n struye n co lu mnas d e altavoces es que el centro acústico d e t o dos ellos esté p e r f e c t a m e n t e alineado e n el plano vertical, y q u e los conos d e los diverso s altavoc es se encu ent r en p ró xim o s. 25

Que son las vías Un altavoz por si solo no puede cubrir el espectro de frecuencias audibles

altavoces, de forma que radiando todos a la vez, cada uno en una zona del espectro, quede

3 VIAs ENCAJA Bass Reflex Agudos Medios Graves Se pueden montar varias vías en una misma caja

1 VIA 2 VIAs 3 VIAs 4 VIAs 5 VIAs MEDIOS GRAVES MEDIOS O MEDIOS AGUDOS GRAVES MEDIOS AGUDOS

26 Que son las vías Un altavoz por si solo no puede cubrir el espectro de frecuencias audibles por el oído humano (20hz a 20khz), por eso se emplean agrupaciones de varios tipos de altavoces, de forma que radiando todos a la vez, cada uno en una zona del espectro, quede todo cubierto. A cada tramo del espectro cubierto por uno o varios altavoces, se le llama VIA. 3 VIAs ENCAJA Bass Reflex Agudos Medios Graves Se pueden montar varias vías en una misma caja o en un mismo altavoz (altavoz de varias vías). 1 VIA 2 VIAs 3 VIAs 4 VIAs 5 VIAs MEDIOS GRAVES MEDIOS O MEDIOS AGUDOS GRAVES MEDIOS AGUDOS GRAVES MEDIOS AGUDOS (opcionalentre sub o super) SUB GRAVES GRAVES MEDIOS AGUDOS SUPERAGUDOS 3 VIAs ENALTAVOZ Se pueden formar otras agrupaciones 26

27 Prueba de polaridad de los altavoces! Es importante que todos los altavoces que componen una misma agrupación (serie, paralelo, mixta, cajas acústicas o bafles, stereo, etc) estén en FASE: esto significa que vibren en un mismo sentido.! P a r a ello han de conectarse todos los positivos y negativos de los altavoces con el positivo y negativo del amplificador respectivamente. Cuando no conocemos la polaridad de un altavoz la podemos Si la polaridad de la pila coincide con la del altavoz, éste vibrará hacia afuera determinar como aparece en el dibujo. Si la polaridad de la pila no coincide con la del altavoz, éste vibrará hacia dentro 27

28 CURSO DE DISEÑO Y OPTIMIZACIÓN DE SISTEMAS DE 28

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