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27 jun 2008, 15:08 #1
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Cajas Acústicas, Line Arrays y Ondas Sonoras Cilindricas. Parte I
Por lo que he podido notar (al menos desde hace unos 10 años), existe una gran confusión relacionada con las propiedades de las Cajas Acústicas comercializadas como “Line Arrays”.
El principal mito encontrado sin importar fronteras es que los “Line Arrays” producen Ondas Sonoras Cilindricas, a diferencia de los “NO Line Arrays” o cajas acústicas convencionales de diseño trapezoidal o no trapezoidal que producen Ondas Sonoras Esféricas.
Al hablar de ondas sonoras esféricas la afirmación típica es que la variación de nivel por distancia es de 6dB cada vez que la distancia de escucha con respecto a la fuente sonora cambia por un factor de 2 (duplicar o reducir a la mitad la distancia). En otras palabras, la ecuación que define la variación de nivel SPL en ondas sonoras esféricas es: 20 x log (distancia 1 / distancia 2)
Al hablar de ondas sonoras cilíndricas la afirmación típica es que la variación de nivel por distancia es de 3dB cada vez que la distancia de escucha con respecto a la fuente sonora cambia por un factor de 2 (duplicar o reducir a la mitad la distancia). En otras palabras, la ecuación que define la variación de nivel SPL en ondas sonoras cilíndricas es: 10 x log (distancia 1 / distancia 2)
Al hablar de ondas sonoras esféricas se usan ilustraciones como ilustracion 1:
Las Ondas Sonoras Esféricas se expanden en 3 dimensiones. Y esto No significa necesariamente que la dispersión sea Omni-direccional. En otras palabras altavoces de 24, 21, 18, 15, 12, 18, 8, 6 pulgadas por ejemplo, producen ondas sonoras esféricas. Asimismo Motores/Drivers de Compresión de 4, 3, 2 ,1 pulgadas de diafragma así como tweeters producen ondas sonoras esféricas. Y, los difusores o guías de onda, que proporcionan control direccional (por ejemplo 100° x 60°, 90° x 40°, 40° x 20°, o incluso 90° x 10°, o 60° x 5°) también transmiten ondas sonoras esféricas.
Al hablar de ondas sonoras cilíndricas se usan ilustraciones como ilustración 2:
Las Ondas Sonoras Cilíndricas se expanden en 2 dimensiones. Y esto significa necesariamente que la dispersión solo ocurre en un plano (puede ser horizontal pero NO vertical, o puede ser vertical pero NO horizontal). En otras palabras altavoces de 24, 21, 18, 15, 12, 18, 8, 6 pulgadas por ejemplo, NO producen ondas sonoras cilíndricas. Asimismo Motores/Drivers de Compresión de 4, 3, 2 ,1 pulgadas de diafragma así como tweeters NO producen ondas sonoras cilíndricas. Y, los difusores o guías de onda, que proporcionan control direccional (por ejemplo 100° x 60°, 90° x 40°, 40° x 20°, o incluso 90° x 10°, o 60° x 5°) TAMPOCO transmiten ondas sonoras cilíndricas.
Para dejarlo claro, la dispersión de las ondas cilíndricas en un plano es 0° (CERO GRADOS) mientras que en otro plano puede ser por ejemplo 100°, o 90° o 60°.
Y como AUN no existe NINGUN altavoz, ni guía de onda que proporcione 0° de dispersión en un plano, pues sencillamente NO existen las ondas sonoras cilíndricas en ningún producto de Audio Profesional o no profesional.
Existen por otro lado, muchos documentos que muestran con dibujitos y ecuaciones muchos principios y propiedades relacionados con ondas sonoras esféricas y cilíndricas, pero son solo eso “dibujitos” y “ecuaciones” que no corresponden con el comportamiento real de ningún producto existente.
Es curioso leer tanta información destacando por un lado las bondades de las ondas sonoras cilíndricas generadas o producidas por infinidad de tecnologías diferentes y por otro lado confirmar con patrones polares o mapas de presión que NO existe comportamiento de 0° de dispersión en uno de los planos en ningún producto existente. En el mejor de los casos, la dispersión en uno de los planos es aproximadamente 5° @ 16kHz, y típicamente es de 10° @ 16kHz en la mayoría de los productos comercializados como “Line Array”.
Incluso más sorprendente aún es ver algunos dibujos como la ilustración 3:
En este dibujo se puede observar que existe un punto especifico en donde la onda sonora cilíndrica se “transforma” por arte de magia en una onda sonora esférica. Peor aún es que el lector lo cree como si fuera dogma de fe.
Malas Noticias: NINGUN sistema de sonido actual produce ondas sonoras cilíndricas (0° de dispersión en un plano en todas las frecuencias reproducidas).
Pero lo anterior NO descarta que sea posible que las variaciones de nivel en un agrupamiento de cajas acústicas puedan ser menor a 6dB al modificar la distancia por 2.
Es incluso posible que las variaciones de nivel se aproximen a 3dB al modificar la distancia por 2 (pero para eso es necesario UN GRUPO de cajas acústicas y es IMPOSIBLE que suceda con una sola caja acústica).
A continuación MAPAS de PRESION y gráficas de variación de nivel en forma de RESPUESTA DE FRECUENCIA por medio de 2 interfases, EASE FOCUS y MAPP Pro (ilustración 4).
Continua en la parte II
Saludos!
Mauricio Ramirez
Seminarios y Entrenamientos, Meyer SoundÚltima edición por Mauricio (magú) Ramírez; 27 jun 2008 a las 15:30 Razón: error un una palabra
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27 jun 2008, 15:14 #2
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Cajas Acústica, Line Arrays y Ondas Sonoras Cilíndricas. Parte II
La interfase EASE Focus tiene una base de datos de 22 marcas (al 27 de Junio de 2008), y el total de cajas acústicas en la base de datos es 43. (Ilustración 5).
La interfase MAPP Pro tiene una base de datos de 40 cajas acústicas de Meyer Sound (al 27 de Junio de 2008).
ILUSTRACION 6 y 7
Información de Mapa de Presión en 4 Frecuencias (DAS Aero).
10kHz, 5kHz (en la parte superior)
2.5kHz y 250Hz (en la parte inferior)
En ninguna frecuencia hay dispersión vertical de 0° (en otras palabras, en ninguna frecuencia se producen ondas sonoras cilíndricas)
Variación de nivel con micrófonos colocados a 2m, 4m, 8m, 16, 32m, 64m
Se puede observar que la variación es de 6dB cada vez que la distancia se duplica (ya que NO se producen ondas sonoras cilíndricas en ninguna frecuencia)
ILUSTRACION 8 y 9
Información de Mapa de Presión en 4 Frecuencias (dB Technologies DVA).
10kHz, 5kHz (en la parte superior)
2.5kHz y 250Hz (en la parte inferior)
En ninguna frecuencia hay dispersión vertical de 0° (en otras palabras, en ninguna frecuencia se producen ondas sonoras cilíndricas)
Variación de nivel con micrófonos colocados a 2m, 4m, 8m, 16, 32m, 64m
Se puede observar que la variación es de 6dB cada vez que la distancia se duplica (ya que NO se producen ondas sonoras cilíndricas en ninguna frecuencia)
Continúa en la Parte III...
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27 jun 2008, 15:26 #3
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Cajas Acústica, Line Arrays y Ondas Sonoras Cilíndricas. Parte III
ILUSTRACION 10 y 11
Información de Mapa de Presión en 4 Frecuencias (QSC Wideline).
10kHz, 5kHz (en la parte superior)
2.5kHz y 250Hz (en la parte inferior)
En ninguna frecuencia hay dispersión vertical de 0° (en otras palabras, en ninguna frecuencia se producen ondas sonoras cilíndricas)
Variación de nivel con micrófonos colocados a 2m, 4m, 8m, 16, 32m, 64m
Se puede observar que la variación es de 6dB cada vez que la distancia se duplica (ya que NO se producen ondas sonoras cilíndricas en ninguna frecuencia)
ILUSTRACION 12 y 13
Información de Mapa de Presión en 4 Frecuencias (Meyer Sound Milo).
10kHz, 5kHz (en la parte superior)
2.5kHz y 250Hz (en la parte inferior)
En ninguna frecuencia hay dispersión vertical de 0° (en otras palabras, en ninguna frecuencia se producen ondas sonoras cilíndricas)
Variación de nivel con micrófonos colocados a 2m, 4m, 8m, 16, 32m, 64m
Se puede observar que la variación es de 6dB cada vez que la distancia se duplica (ya que NO se producen ondas sonoras cilíndricas en ninguna frecuencia)
Pero, si las cajas acústicas comercializadas como “Line Array” no producen ondas sonoras cilíndricas, ¿como es que se puede obtener 3dB de variación al cambiar la distancia 2 veces?
Eso NO puede lograrse con una sola caja acústica, sino con un AGRUPAMIENTO de cajas acústicas.
Y se puede lograr por 2 razones:
1.- Interferencia constructiva/destructiva entre las diferentes cajas acústicas en las frecuencias cuya directividad es muy amplia (bajas frecuencias)
2.- Direccionamiento y angulamiento entre cajas acústicas en las frecuencias cuya directividad es muy alta (altas frecuencias)
De hecho, es posible lograr 3dB de variación al cambiar la distancia 2 veces al usar un grupo de subwoofers (cuya patrón polar es omni-direccional y cuyas ondas sonoras son esféricas).
Desde 1940 los planteamientos para lograr lo anterior han sido explicados (por Harry Olson y posteriormente por Leo Beranek).
Continúa en la Parte IV (la proxima semana)
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27 jun 2008, 18:22 #4
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Hola Mauricio
Ya hace un tiempo se tienen muchos documentos donde "aclaran" o donde "confunden" los conceptos de arreglos lineales, modos de operaciòn, teorías y muchos más.
Pero creeme, hace falta documentaciòn clara, sencilla y sobre todo seria (sin mercadeo) donde se explique y aclaren las típicas creencias de los arreglos lineales (y sus mágicas propiedades)...desde ya a la espectativa de cualquier tema relacionado para aprender y desmitificar lo referente a estos temas y por supuesto agradecido que tomes esta iniciativa.....Martín (M)nos indicó de una serie de documentos respecto a esta temàtica. ¿Son estos mismos?...disculpa la indiscreción!!!
Saludos desde Venezuela
...y nos vemos pronto en el curso de Caracas!!!
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27 jun 2008, 20:56 #5
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Creo que este es un buen tema para que todos los usuarios del foro aprendan a usar las estrellitas para calificar los temas . Para mi sin dudas merece las 5!
Muchas gracias Magu por tus aportes.
Saludos
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28 jun 2008, 10:09 #6
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Excelente catedra!! hace falta gente que saque la verdad a pasear...
Ahora me surge una duda:
Con solo una caja ¿el hecho de que el motor de agudos esté acoplado a una guia de onda no genera que la caida de SPL sea menor a 6dB?o sea, entiendo que no va a llegar a ser 3dB ni con una formación de varias cajas, pero yo tenia entendido que cada High era puntual (no exactamente pero tendiendo a serlo)
SaludosSigue corriendo; aunque resbales no te quites, lo mejor está adelante, corriendo para ganar...
LP Systems - Asesoramiento y Venta de Sistemas de Sonido
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29 jun 2008, 11:01 #7
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Hola Mauricio my buenos comentarios, para comentar lo tuyo de una forma super basica es volver ala fisica del colegio, cuando arojamos una piedra a un estanque porduce ondas esfericas, y si si dividimos es o colocamos unas barreras con orificios las ondas pasan al otro lado como si fueran "cilindricas" pero al alejarse se van poniendo cada ves mas esfericas o retornado a suposision de esfericas.
coloco Cilimdras entre comilas por que en lo personal para esta planeta fa forma como viajan ls ondas son son cilindricas.
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29 jun 2008, 11:50 #8
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saludos Mauricio
muchas gracias por darnos un poco de luz a lo que todavia estamos en la oscuridad
solo espero que sigas este tema mas profundo . y nos ilumines. jejejejeje
Mil gracias por tu aporte muy bueno
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29 jun 2008, 19:54 #9
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Notable explicacion de Magu, hay muchas cosas que no sabia de los arreglos lineales, que mejor que aprender de un Maestro de verdad. Mis sinceras felicitaciones amigo, este topic merece lejos quedar como importante
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30 jun 2008, 09:17 #10
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Perdona Mauricio pero no estoy de acuerdo. Estás diciendo que unas aproximaciones no se cumplen aplicándolas fuera de las condiciones de partida.
Evidente que no se cumplen pero aún así, las aproximaciones son necesarias en ingeniería.
Sé que es muy común y todos te entendemos, pero directividad y dispersión no son lo mismo. La dispersión implica un cambio en la dirección de propagación.
Las Ondas Sonoras Esféricas se expanden en 3 dimensiones. Y esto No significa necesariamente que la dispersión sea Omni-direccional.
A mí me parece que decir que un line array no es una fuente cilíndrica es como decir que la constante "g" no existe porque hay una velocidad terminal.
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