RESUMEN. Memoria. Resumen 7. Objetivos del proyecto.

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Montserrat Reyes Páez
hace 6 años
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1 Memoria. Resumen 7 RESUMEN Objetivos del proyecto. El proyecto tiene como objetivo el desarrollo de un protocolo de ensayos para conseguir los parámetros que modelan el comportamiento de un altavoz de bajos de bobina móvil, y su relación con su equivalente eléctrico. Descripción del sistema y modelado eléctrico. El sistema al cual se le realizarán ensayos es un altavoz dinámico o también llamado de bobina móvil de graves. Estos son los más usados en equipos de sonido de alta fidelidad. La figura que se presenta a continuación es el aspecto que al corte tiene un altavoz dinámico. Los altavoces de los que hablamos tienen parámetros constructivos reales que pueden variar de un altavoz a otro aún siendo estos del mismo modelo. Es por eso que las técnicas de identificación de estos parámetros las venden los fabricantes a un alto precio, y los métodos que se proponen para conseguirlos de manera Figura 1. Altavoz dinámico

2 Memoria. Resumen 8 individual, son tediosos y poco precisos. Puesto que en este proyecto se debe realizar un protocolo de ensayos general para altavoces dinámicos de bajas frecuencias, no podemos en ningún caso particularizar los métodos a aplicar a un altavoz en especial. Solo se permiten las aproximaciones y simplificaciones de las características que tienen en común los altavoces a los que están referidos los métodos. La característica más importante que tienen en común es el rango de frecuencias donde podemos encontrar la frecuencia de resonancia del sistema. Metodología para la obtención de parámetros. En la industria de la acústica son usados comúnmente los parámetros de Thiele-Small para describir un altavoz. Estos parámetros se obtienen de la respuesta en frecuencia de la impedancia del altavoz. Es por tanto una identificación espectral del sistema. Estos parámetros son cuatro los cuales tienen relaciones sobre los componentes constructivos del altavoz y los cuales aparecen en el circuito eléctrico equivalente. La metodología para conseguir estos parámetros ha sido la identificación espectral del sistema mediante su excitación a las frecuencias de interés. Se han analizado los espectros de las señales de tensión aplicada, y corriente que por el sistema circulaba y mediante la relación de la ley de Ohm se ha averiguado la respuesta en frecuencia de la impedancia del altavoz de donde se consiguen los parámetros de Thiele-Small.

3 Memoria. Resumen 9 Resultados y conclusiones. En este proyecto se han usado dos métodos para la obtención de obtención de estos parámetros; mediante la comunicación con el osciloscopio, lo cual no nos permitía realizar un análisis a todas las frecuencias de interés en un solo ensayo; y por otro lado mediante la conexión por tarjeta de adquisición de datos a Matlab para el uso de señales especiales, pero el problema aparece cuando se intenta realizar un análisis a medianas y altas frecuencias por no disponer de conversiones analógicos digitales de suficiente velocidad para ello. Los parámetros de Thiele-Small se calculan a partir de la respuesta en frecuencia en valores próximos a la frecuencia de resonancia. Estos valores se encuentran entre los 12Hz y los 250Hz, por lo que en conclusión el análisis realizado por el segundo de los métodos resulta suficientemente preciso, rápido y útil. Además por este método se detalla la respuesta en frecuencia de la impedancia del altavoz la cual se muestra en Figura 2 para uno de los altavoces ensayados. En la figura cada índice de armónico equivale a 0.05Hz en el eje en frecuencias. Amplitud Impedancia del altavoz en frecuencia (V/I)=R Indice de armónico (i-1) Figura 2. Respuesta en frecuencia de la impedancia de un altavoz

4 Memoria. Abstract 10 ABSTRACT Project Objectives. The main objective of this project is the development of a method to obtain the real parameters of a loudspeaker which are in the electric model of these systems. System description. The systems on which the method can be applied are lowfrequency dynamic loudspeakers. These ones are the most used in high fidelity systems. Figure 3 shows a loudspeaker with the characteristics we are able to applied the method. The speakers we are talking about have elements with parameters which can change from one speaker to another, even among loudspeakers of the same model. As a result, the enterprises that manufacture the speakers sell expensive the techniques of identification of these parameters. Traditional methods to obtain these parameters are boring and Figura 3. Dynamic Loudspeaker not precise.

5 Memoria. Abstract 11 The method to apply cannot be particularized to one kind of loudspeaker. This fact is produced by the generality of the method. As long as we are concerned, the approximations and simplifications to do during this project, must be based on similar characteristics in lowfrequency dynamic loudspeakers. The most important characteristic they share is the range of frequency where it is located. Method to obtain the parameters. On the acoustic industry is commonly used the Thiele-Small parameters to describe a loudspeaker. These parameters are obtained from the frequency response of the impedance of the speaker. This is a spectral identification of the system near to the resonance frequency.they are four parameters parameters, each of them with a direct conection with the constructive parameters of the speaker with the elements which appears in the electric circuit that describes the system model. The methodology to obtain these parameters is the spectral identification of the system. We excite the loudspeaker with a voltage signal in the frequencies of interest. Then, we obtain the spectral information of the signals of voltage and current along the system. The frequency response of the impedance is calculated using Ohm s law. Afterwards, the Thiele-Small parameters are obtained from this function of the frequency.

6 Memoria. Abstract 12 Results and conclusions. On this project two methods are used to obtain the Thiele-Small parameters. On the first method we use an oscilloscope which doesn t allow us to analyze all the frequencies of interest at the same time. On the second one we use a real time target connection to the computer. With this method we can use special signals to analyze the system in many frequencies at the same time. However, there is a problem with mid and high frequencies because there is not an analogical to digital converter fast enough. The Thiele-Small parameters are calculated from the frequency response near to resonance frequency. This frequency is in the range from 12Hz to 250Hz. As a result, the second method is precise, fast and useful. Besides, this method details the frequency response of the loudspeaker impedance. Figure 4 shows the frequency response of one of the speakers used in the project. The frequency response has been calculated using the second method. Each harmonic is 0.05Hz in the frequency axe. Amplitud Impedancia del altavoz en frecuencia (V/I)=R Indice de armónico (i-1) Figura 4. Frequency response of a loudspeaker impedance

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