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27 jun 2011, 20:33 #1
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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 BlogÚltima edición por Esteban Classen; 27 jun 2011 a las 20:50
Sigue corriendo; aunque resbales no te quites, lo mejor está adelante, corriendo para ganar...
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28 jun 2011, 12:34 #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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28 jun 2011, 13:20 #3
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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 atenuarseSigue corriendo; aunque resbales no te quites, lo mejor está adelante, corriendo para ganar...
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28 jun 2011, 17:52 #4
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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
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?
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28 jun 2011, 18:15 #5
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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?
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 filtroSigue corriendo; aunque resbales no te quites, lo mejor está adelante, corriendo para ganar...
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29 jun 2011, 11:42 #6
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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"Sigue corriendo; aunque resbales no te quites, lo mejor está adelante, corriendo para ganar...
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29 jun 2011, 16:03 #7
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entonces un divisor como el tercero es la mejor opcion?
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29 jun 2011, 16:15 #8
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el cuarto, la grafica naranja que esta atenuada..
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29 jun 2011, 22:02 #9
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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...Sigue corriendo; aunque resbales no te quites, lo mejor está adelante, corriendo para ganar...
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30 jun 2011, 04:58 #10
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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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