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  1. #1

    Divisores Económicos y Efectivos ¿Será Posible?

    Este artículo lo hice pensando en todos aquellos que empiezan a incursionar en "Que hay adentro de las cajas de parlantes"
    Y pensando en algunas charlas que tuvimos con el amigo Gabriel Diorio.
    Así que me puse a medir un par de resistencias y capacitores que tenía a mano de un millón de formas.

    Está en formato "Presentación" porque lo postée en mi blog y en Taringa, pero como estas mediciones me dejaron varias interrogantes lo dejo para que opinen aquí los que saben

    CTRL+Clic en los enlaces y abre las fotos en una nueva pestaña

    Estaba investigando qué es lo que pasa cuando fabricamos un simple y "magico" filtro para nuestros drivers, compuesto por un capacitor en serie con el tweeter o driver



    La "formula mágica" es:

    1.000.000
    --------------- = C
    2pi x R x Fc

    pi= Numero pi 3,141592...
    R= Impedancia del driver, si tiene en serie una resistencia debe sumarse (Según un artículo de Selenium)
    Fc= Frecuencia de cruce
    C= Valor del capacitor a usar

    Normalmente tiene una impedancia nominal de 8 Ohms, pero en la realidad esa impedancia no es constante para todas las frecuencias, veamos que pasa con la impedancia del driver que usaré:

    http://i1189.photobucket.com/albums/...nciaDriver.jpg

    Se vé claramente que a pesar de ser de "8 Ohms" según su etiqueta, la impedancia predominante son 6 Ohms y a partir de 6KHz empieza a irse rápidamente para arriba.
    También hay dos picos de resonancia en torno a los 2KHz.
    El driver que se midió no estaba sobre ninguna corneta, por eso las resonancias son tan bajas.

    Las mediciones son eléctricas, no está contemplada la respuesta en frecuencia del driver.

    Primero me cercioré que al medir directamente en los bornes la respuesta fuera plana y en el 0dB así no tengo que corregir el offset

    http://i1189.photobucket.com/albums/...lanaIN-OUT.jpg

    Luego medí que pasa con un capacitor de 2,2uF en serie

    http://i1189.photobucket.com/albums/...ativo/2u2F.jpg

    Si aplico la formulita teniendo en cuenta la impedancia en 5,8 KHz me da un valor bastante parecido a los 2,2uF

    Como abajo de 500Hz no hay casi nada voy a hacer un Zoom para ver mas en detalle lo que pasa por arriba.

    http://i1189.photobucket.com/albums/...o/2u2FZoom.jpg

    Normalmente el Tweeter/Driver es de más sensibilidad y menos potencia que el woofer, así que nos vemos en la necesidad de atenuarlo para que no suene más arriba que el woofer y que no se queme facilmente

    Entonces agregamos una Resistencia, y como dice el artículo, el valor de capacidad cambia, o si mantenemos fijo el capacitor cambiamos la frecuencia de cruce

    http://i1189.photobucket.com/albums/...hmsClasico.jpg

    El corte se fue para arriba, ¡pero no se atenuó! sigue sonando en altas frecuencias al mismo nivel que sin atenuar.
    Y en la parte grave le pasa mas o menos la misma cantidad.
    Así que no protegemos tanto, solo redujimos lo que pasa entre medio.


    En busqueda de alguna solución alternativa, que no sea caer en un divisor con bobinas, que son complicadas de calcular correctamente o de hacerlas en casa, y no se consiguen en comercios, me puse a hacer mediciones de un sistemita alternativo que utiliza un amigo.

    Probé infinidad de variables pero solo voy a pegar los gráficos concluyentes

    Así que hice lo siguiente: un filtro que en vez de tener un parlante en la salida tiene una resistencia



    Y a la salida de esto conectamos el primer circuito básico capacitor-driver

    Lo construí con un capacitor de 4,7uF y una Resistencia de 15 Ohms

    Según la "fórmula mágica" da como frecuencia de cruce 2,3KHz, y le queda al otro filtro "Re-filtrar" por arriba

    lo que resulta es esto:

    http://i1189.photobucket.com/albums/...a4u7R152u2.jpg

    Por encima de la frecuencia de cruce es exactamente lo mismo, pero por abajo la pendiente de atenuación es mayor

    Para que no queden dudas sobre las pendientes de cada uno de los tres ejemplos, tomé esta gráfica con los trazos más por arriba para que se vea que pasa en las frecuencias de abajo

    http://i1189.photobucket.com/albums/...Pendientes.jpg

    (Están todas las gráficas amplificadas la misma cantidad de dB's)

    Puede verse que la de mayor pendiente es la del ultimo filtro "Alternativo" y el que menos pendiente tiene es el del capacitor en serie con una resistencia, paradójicamente el que pensábamos que "protegia"

    Estas diferencias de pendiente seguramente tienen alguna diferencia de fase, que es la siguiente:

    http://i1189.photobucket.com/albums/...ativaFases.jpg

    El adelanto es mayor, así que cuidado con las otras vías...

    Bueno, ya tenemos una pendiente mejor, pero seguimos sin saber si se puede atenuar, así que le puse una resistencia en serie a la entrada Voilá:

    http://i1189.photobucket.com/albums/...u2Atenuado.jpg

    Verdaderamente atenúa (Aprox 8 dB's), pero con un rizado levemente distinto.

    En la captura que sigue equiparé la curva del Divisor alternativo atenuado con la del divisor simple de un único capacitor.

    http://i1189.photobucket.com/albums/...uadavs2u2F.jpg

    Es prácticamente la misma forma pero por debajo de 1,5KHz la pendiente de atenuación es mayor en el crossover alternativo.

    y la fase queda practicamente intacta en la zona de cruce de los filtros (Como decía bien arriba, en torno a los 6KHz)

    http://i1189.photobucket.com/albums/...senelcruce.jpg

    Podemos concluir que tengo exactamente el mismo filtro que cuando empecé, pero con una atenuación efectiva para proteger el driver y con una pendiente de atenuación mayor en las frecuencias que no se desea reproducir.


    P/D: Perdón que no puse las fotos pero en el servidor que las subí no me da la opción achicarlas ni poner una vista previa pequeña como tenía en Imageshack, que dejé de usar porque no funciona bien.
    Y si las dejaba aparecer así de una gigantes Martín me mata.

    Se puede ver entero aqui:

    Link Taringa

    Link mi Blog
    Última edición por Esteban Classen; 27 jun 2011 a las 20:50
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  2. #2
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    muchos muchos muchos aplausos Esteban..Eso es tener ganas de ayudar.. lo estoy volviendo a leer porque efectivamente hay conceptos que me faltan y me cuesta entenderlo pero ya lo voy a captar jejej..
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  3. #3
    Yo anoche en la cama le seguia dando vueltas a muchas cosas que consideraba debían comportarse de cierta manera y no era tan así...

    Me faltó aclarar, la resistencia del segundo ejemplo es de 10 Ohms. y con el Cap de 2,2uF nos tendría que dar (Según mi santo artículo de selenium) una atenuación de 7dB y un corte en el orden de los 4KHz, pero en vez de eso, el corte se fué para arriba y sin atenuarse
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  4. #4
    Cita Originalmente Publicado por Esteban Classen Ver Mensaje
    La "formula mágica" es:

    1.000.000
    --------------- = C
    2pi x R x Fc

    Fc= Frecuencia de cruce
    C= Valor del capacitor a usar
    Cabe destacar que el valor de la frecuencia se toma en Hz, o sea, usar 1.000 Hz y no 1 kHz. Y el valor de la capacitancia es en microfaradios. Por si acaso

    Cita Originalmente Publicado por Esteban Classen Ver Mensaje
    atenuación de 7dB y un corte en el orden de los 4KHz, pero en vez de eso, el corte se fué para arriba y sin atenuarse
    A ver, Esteban, me he liado un poco con las imágenes y, además, no interpreto bien las conclusiones; ¿quiere decir que una resistencia simple conectada en serie con el driver, no atenúa?

  5.  
  6. #5
    Gracias por la aclaración, no es un dato menor las unidades, estoy tan acostumbrado a usarlo que olvido que tiene que leerlo cualquier persona.

    ¿quiere decir que una resistencia simple conectada en serie con el driver, no atenúa?
    Supongo que solo una resistencia atenúa, pero el conjunto capacitor-resistencia en serie no hace lo que esperaba.

    Eso fue lo que vi y sigo sin explicarme...
    Lo peor de todo que en la "parte grave" del espectro nada cambia, así que no se protege mucho.

    Me gustaría que alguien mas haga mediciones y las postee

    Eran medidas simples, ya que los "Negativos" no se cortaban, la entrada (+) del Input 1 de la placa iba al (+) del driver y la entrada (+) del Input 2 a la salida del amplificador, o sea, justo antes del filtro.
    No había otra carga presente como parlantes o resistencias antes del filtro
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  7. #6
    Subí otras imágenes a ver si me esclarezco un poco

    Haciendo esto con un C:2,2uF, Lo llamo "Divisor 1"


    Haciendo esto con la R de 10 Ohms y un C:2,2uF, Lo llamo "Divisor 2"



    Haciendo esto con el primer C:4,7uF la R de 15 Ohms y el segundo C:2,2uF, Lo llamo "Divisor 3"


    Agregando al circuito anterior una R de 10 Ohms a la entrada lo llamos "Divisor 4"


    Las transferencias resultantes de cada filtro son las siguientes:


    Sin variar el offset, eso sería la transferencia "Pura"
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  8. #7
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    entonces un divisor como el tercero es la mejor opcion?

  9. #8
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    el cuarto, la grafica naranja que esta atenuada..
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  10.  
  11. #9
    El 3ro a la hora de atenuarlo el corte varió nuevamente y quedó igual al primero, pero por debajo de 1K la pendiente de atenuación es de unos 9dB/Oct.

    Por eso el filtro con el que termino (El 4to) es igual al 1ro pero con la ventaja de que la atenuación es efectiva, en este caso me sirve si la diferencia de sensibilidades entre driver/woofer ronda los 8dB

    Si alguien que maneje el diseño de filtros nos puede explicar en palabras sencillas de donde salió ese orden de atenuación raro se lo agradecería...
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  12. #10
    El primer problema es que un filtro de 6db/oct para filtrar un agudo en aplicaciones profesionales es del todo insuficiente, no evita el movimiento del diafragma y por tanto no tiene protección.

    Lo de las resistencias y la atenuación no sirve para protección, simplemente nivela el rendimiento con la via grave.

    El estudio está curioso para ver las reacciones del filtro, pero se necesita al menos otro componente filtrador (ó dos más) para cortar debidamente un agudo en al menos el doble de frecuencia del Fs para evitar rotura.

    Luego está el comportamiento de cada driver a la pendiente, la inductancia y los polos hacen muchas veces que la caída no sea lo esperado y se necesiten mas componentes filtradores para obtener la pendiente correcta, por eso llegamos siempre a la misma conclusión, no hay filtro universal ni soluciones universales, depende siempre del componente.

    PD: Esteban, por ahí hay un hilo en el que subí unas gráficas del 2408H de jbl con resistencia y filtro simple de 1º orden en el que no habia variación de punto de corte con la R antes ó despues del filtro, y la atenuación era la esperada y similar en ambos ejemplos, no se si recuerdas la charla.

    Saludos.

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