Artículos interesantes...

Estimados amigos, hemos creado esta nueva sección con el fin de presentar algunos artículos que pudieran ser de su interés, en la siempre incansable búsqueda de lograr el mejor sonido posible.

Nuestra intención es ir incrementando la lista con el tiempo, por lo que te recomiendo que te des una vuelta de vez en vez. Si hubiera algún tema en particular que te gustaría que publicáramos, no dudes en hacérnoslo saber.
 

Artículo 1, Cómo medir Capacitores de valores grandes
Medir capacitores de alto valor no es evidente, ya que los multímetros equipados con esta función no suelen llegar a los valores que necesitamos para capacitores de 1 Faradio o más, usualmente utilizados en el audio automotriz. Desafortunadamente, muchos fabricantes y proveedores se han aprovechado (o han sido víctimas) de esta situación, por lo que no es raro toparse con productos que prometen mucha más capacitancia de la que realmente tienen. ¿Te gustaría comprobar si el capacitor que tienes instalado o planeas adquirir, realmente es de la capacitancia que presume? Con el procedimiento detallado a continuación podrás hacerlo, con gran precisión. Leer más...
 

Artículo 2, Circuitos útiles en instalaciones automotrices: Relevador Latch.
En este artículo te mostramos cómo hacer un Relevador Latch. Un relevador trabajando en Latch es un relevador que a partir de un solo pulso, se queda permanentemente conectado o “viciado”. Para desconectarlo, es necesario activar un segundo interruptor. Leer más...
 

Artículo 3, Filtros subsónicos
En este artículo explicamos qué es un filtro subsónico y en qué casos sería conveniente utilizarlo. Nota: todos los amplificadores SUONO Clase D incluyen uno, de 24 decibeles por octava, continuamente variables. Leer más...
 

Cómo ajustar el Filtro Subsónico
Como quizá ya habrás notado, todos los amplificadores Clase D de SUONO, entre sus ajustes, cuentan con el llamado Filtro Subsónico. ¿Sabes para qué sirve y cómo debe ajustarse? Leer más...
 

Ajuste del Filtro Pasa-Altas y Pasa-Bajas en los Amplificadores
¿Quieres aprender a ajustar los filtros de tu equipo de sonido automotriz como todo un profesional? Sigue leyendo…
 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Cómo medir Capacitores de valores grandes
Autor: Ing. Juan Castillo Ortiz

En los años que tengo dando cursos de audio en la Escuela SUONO y contestando la sección de preguntas “Decibeles y Watts” de la revista AudioCar, ha habido una inquietud recurrente que de una u otra forma siempre logré evadir: Cómo saber si el capacitor de 1 Faradio que acabo de comprar, realmente es de 1 Faradio. A esta pregunta siempre di respuestas como, “no me interrumpas cuando estoy hablando”, “miren nada más la chica que va pasando por allá” o “midiéndolo, obviamente, luego te explico cómo”.

Pues resulta que medir un capacitor, en sí, no tiene nada de espectacular. Simplemente tomas un multímetro, de preferencia uno de calidad, y lo mides. El detalle pendiente es que los multímetros, como el Fluke modelo 189 que probablemente sea uno de los más finos disponibles, sólo mide capacitancias hasta de 50 mF, es decir, 0.05 Faradios.

No puedo atreverme a decir que no exista un aparato sobre la faz de la tierra que sea capaz de medir los valores que necesitamos, pero simplemente yo jamás he visto uno y de existir, me imagino que no debe costar cualquier cosa. El caso es que la capacidad de los multímetros convencionales no nos sirve absolutamente para nada, en nuestro objetivo de ver si realmente nuestro capacitor cumple o no con sus especificaciones. El meollo del asunto posiblemente radique en que estos capacitores “monstruo” de 1 Faradio y más, son relativamente nuevos y extraños. Al parecer, la primera persona que los utilizó en una instalación automotriz fue el famoso Richard Clark de Autosound 2000 (que en su tiempo contaba con más fans que el mismísimo Topo Gigio, un servidor incluido), esto a finales de los años 80. Como dato curioso, en al menos una ocasión quisieron descalificar de una competencia (de calidad de sonido, obviamente) al señor Clark, por incluir en su sistema unos cilindros raros y totalmente desconocidos, que sabe Dios qué hicieran, que él llamaba “capacitores”. Increíble, ¿no lo creen?

Bueno, pues el caso es que estos enormes capacitores hace relativamente pocos años ni siquiera existían. Él tuvo que mandar a fabricar los suyos especialmente y más adelante fue él también quien primero los comercializó, capacitores de “tan solo” 800,000 micro faradios, a un precio de 125 dólares la pieza más envío (por supuesto, sin “display digital de voltaje” o gráficos de colores). Así que para qué poder medir algo que no existe. Probablemente por ello es que los multímetros que conocemos no llegan a estos niveles.

Pero el prefacio de este artículo no acaba aquí. En mi empresa SUONO, hace algún tiempo un nuevo proveedor de capacitores de Oriente me contactó para ofrecerme sus productos. Al enviarme sus imágenes y listas de precios, me encontré con información confusa acerca de los valores de capacitancia. Luego de pedir una explicación, se me informó que los capacitores señalados como de 1 Faradio podían realmente serlo, o bien me los podían fabricar de tan solo 0.3 Faradios, que es como la mayoría de sus clientes los ordenaban, ya que de esta forma se disminuía de manera importante el precio. Igualmente me comentaron que los capacitores marcados como de 2 y 3 Faradios, normalmente se despachaban con tan solo 1 Faradio. Aquí fue donde la moral se me fue al piso y decidí de una vez por todas saber qué es exactamente lo que estoy comprando (y vendiendo), así como ayudar a mis colegas importadores de productos a que no les den “gato por liebre”, y a todos ustedes entusiastas de los productos de calidad, para que realmente reciban lo que están pagando.

Hasta aquí el Preámbulo. Regresemos a nuestro problema de cómo medir cantidades monstruosas de capacitancia. Para ello tendremos que utilizar un poco de astucia con la finalidad de lograr medirla indirectamente.

Para empezar, ¿qué demonios es un capacitor? Capacidad o capacitancia es la propiedad que tiene cualquier sistema de conductores y dieléctricos (no conductores), de almacenar energía eléctrica cuando existe una diferencia de potencial entre sus conductores. Su valor se expresa como la relación entre la carga eléctrica y la diferencia de potencial:

C = q / V

Donde “C” es la Capacidad en Faradios, “q” la carga eléctrica en Coulombs o Amperes-segundo y “V” es la diferencia de potencial entre los conductores, en Volts. Por lo tanto los Faradios equivalen a Coulombs / Volts.

Cuando conectamos un capacitor a una fuente de voltaje, como una batería, empleando para ello una resistencia en serie, es decir, el tradicional procedimiento de “carga lenta” al momento de instalarlo por primera vez, entre sus placas crecerá tanto la carga eléctrica como el voltaje. Esto continúa hasta que eventualmente se iguale el voltaje de la fuente. El ritmo o velocidad de carga depende de la capacitancia del capacitor y del valor de la resistencia en serie. Lo mismo sucede también al descargarlo, esta vez retirando la fuente de energía y poniendo la resistencia en corto circuito entre sus terminales. Tanto el tiempo de carga como de descarga en un capacitor, están caracterizados por una cantidad conocida como la “Constante de Tiempo, τ (se lee “tao”)”, la cual es el producto de la resistencia y la capacitancia, es decir,

τ= RC

Resulta que al cargar lentamente un capacitor con una batería a través de una resistencia, el voltaje en función del tiempo obedece la siguiente expresión:

V(t) = Vo (1 – e-t/RC)

Donde V(t) es el voltaje en las terminales del capacitor como función del tiempo, Vo es el voltaje de la fuente (batería), el número “e” corresponde a la base del logaritmo natural, vale 2.718, “t” es el tiempo en segundos y RC es τ, la Constante de Tiempo. Este proceso de carga obedece una función exponencial.

Cuando el tiempo t = τ = RC, es decir, durante una constante de tiempo, el voltaje a través del capacitor habrá crecido a:

V(t) = Vo (1 – e-1) = 0.6321 Vo

Es decir, cada Constante de Tiempo el capacitor se cargará un 63.21% del voltaje disponible. Entendiendo esta función podremos darnos cuenta de que un capacitor nunca iguala el voltaje de la fuente, a no ser después de un tiempo infinito, pero para fines prácticos se dice que un capacitor se encuentra totalmente cargado después de cinco Constantes de Tiempo, es decir, al haber alcanzado el 99.3% del voltaje de la fuente. La descarga de un capacitor sigue este mismo proceso exponencial pero a la inversa, es decir, cada Constante de Tiempo el voltaje en las placas habrá decaído al 36.79% del valor de la fuente.

Bueno, pues en esta información está el truco que se me ocurrió para conocer con muy buena precisión el verdadero valor de capacitancia de cualquier capacitor:

Sabemos que cada Constante de Tiempo el capacitor se habrá cargado un 63.21% del voltaje disponible o decaído al 36.79%, en el caso de la descarga (estas dos cantidades suman 1). Y sabemos que una constante de tiempo es R x C, es decir, el valor de la resistencia por el valor de la capacitancia. Así que si medimos el tiempo que tarda en cargarse (o descargarse) una Constante de Tiempo y conocemos el valor de la Resistencia de carga, podremos calcular con bastante precisión la Capacitancia.

A continuación detallo, paso por paso, el procedimiento que utilicé para medir capacitores monstruo. Todo lo que necesitarás será un capacitor monstruo, una resistencia de 100 ohms (escogí ese valor ya que produce tiempos largos de carga y descarga pero podría ser cualquier otra cercana), un multímetro decente (Fluke es buena idea), un cronómetro digital (el reloj que traes en la muñeca, con cronómetro) y un chalán avispado que te ayude a tomar el tiempo.

Medición de capacitancia mediante el procedimiento de carga del capacitor:

  • Paso 1:
    Mide con mucha precisión la resistencia de carga y descarga. Para este ejemplo utilicé un multímetro Fluke con ajuste a cero ohms y mi ejemplar de resistencia midió 100.0 ohms.
  • Paso 2:
    Consigue una batería en muy buenas condiciones o una fuente de poder regulada. En este caso utilicé una fuente marca Cascade Audio de 90 Amperes.
  • Paso 3:
    Mide el voltaje en Corriente Directa de la fuente, sin carga. El resultado fue de 13.585 Volts.
  • Paso 4:
    Para poder realizar mediciones correctas, habrá que desarmar el capacitor. En este experimento se empleó un capacitor marca SUONO por ser el que se encontraba disponible. Con “desarmar” me refiero a que habrá que retirar todas las tarugadas que tienen encima, como la pantalla digital que muestra el voltaje (por favor, ni se te ocurra guiarte con ella para realizar esta medición ya que es de pésima calidad), foquitos, etc. Es importante retirar todo esto ya que se encuentra en paralelo con el capacitor, por lo que interfiere de manera directa con el valor de tu resistencia de prueba. Una vez “deshuesado”, conecta permanentemente las dos puntas del Voltímetro al capacitor (ajustado para medir Voltaje en Corriente Directa, obviamente), así como el negativo de la fuente de poder. Ojo: Verifica la polaridad del capacitor. Un capacitor al que se le invierte su polaridad tiende a destruirse.
  • Paso 5:
    Observa el voltaje en terminales del capacitor. Debería ser prácticamente de 0 Volts. Si no fuera así, descárgalo poniendo una resistencia de unos 10 ohms en corto circuito y concluye con un alambre en corto, para que el capacitor arranque lo más cercano posible a 0 Volts.
  • Paso 6:
    Momento de la verdad: esto suele realizarse más fácilmente entre dos personas. Uno de ustedes conectará el positivo de la fuente al positivo del capacitor, con su respectiva resistencia de 100 ohms en serie, mientras el otro arranca el cronómetro en el justo momento en que se haga el contacto eléctrico. Deberán realizar este acto de manera simultánea. Mientras se realiza el proceso de carga, esta conexión eléctrica jamás deberá interrumpirse. Si esto sucediera, habrá que comenzar de nuevo.

Una vez que se haga el contacto eléctrico, el voltaje comenzará a elevarse de forma exponencial. Una constante de tiempo para el proceso de carga, para 13.585 Volts, es (13.585)(0.6321) = 8.5874 Volts. Esto quiere decir que deberán parar el cronómetro en el justo momento en que el Voltímetro llegue a 8.5874 Volts.
Para este ejemplo, tal voltaje fue alcanzado en 108 segundos (1 minuto con 48 segundos).

Por supuesto, también se puede realizar esta misma medición pero utilizando el proceso de descarga. Para este caso, con las puntas del Voltímetro en ambos bornes del capacitor, se le da carga lenta con una resistencia en serie de unos 10 ohms hasta llegar al voltaje de la fuente. Una vez llegado, se retira la resistencia de carga, se pone la fuente directa a las terminales del capacitor y se mide el voltaje, en este caso salió de 13.585 Volts. Ahora, se pone la resistencia de 100 ohms en corto circuito en el capacitor (entre sus terminales “más” y “menos”), sin retirar la fuente. Tu amigo y tú se ponen listos, y mientras uno desconecta la fuente el otro arranca el cronómetro. La resistencia de 100 ohms en corto provocará que el voltaje comience a descender exponencialmente. El 36.79% del voltaje original se obtiene de (13.585)(0.3679) = 4.9976 Volts. Así que en el momento en que el Voltímetro llegue a 4.9976 Volts, habrá que detener el cronómetro. En este caso tal voltaje se alcanzó a los 107 segundos.

Los resultados que obtuve fueron 108 y 107 segundos, para los procesos de carga y descarga respectivamente, es decir prácticamente lo mismo, y la diferencia debe corresponder a pérdidas y a mi velocidad de reacción con el cronómetro.

Si la constante de tiempo es de 107.5 segundos (promedio) y la Resistencia vale exactamente 100 ohms, ¿cuál será el valor exacto del capacitor SUONO que medí?

C = tiempo / Resistencia

C = 107.5 / 100 = 1.075 Faradios, es decir, ligeramente superior al valor publicado, tal como esperaríamos de un producto de calidad.

Así que ya lo sabes amigo, ya sabes cómo medir un capacitor y darte cuenta de si realmente te están dando lo que pagaste, o vilmente te están viendo la cara. Ojalá muchos de ustedes pongan en uso esta información y así “motivemos” a los importadores y comerciantes, a asegurarse de realmente dar lo que se ofrece.
 

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CIRCUITOS ÚTILES EN INSTALACIONES AUTOMOTRICES: Relevador Latch
Autor: Ing. Juan Castillo Ortiz

Hola amigos. En esta ocasión analizaremos otro circuito útil y sencillo que les ayudará a controlar mejor el funcionamiento de su instalación y a obtener puntos adicionales en competencia.

Cuando instalamos amplificadores y procesadores detrás de vitrinas en la cajuela de nuestro automóvil, generalmente también utilizamos focos o lámparas de neón para poderlos lucir durante la noche. Por otra parte, la mayoría de las exhibiciones y competencias de sonido tienen lugar durante el día, por lo que no tiene sentido que esta iluminación se encuentre encendida, además del riesgo de debilitar nuestra batería justo antes de que nuestro equipo sea calificado.

La solución obvia aquí, sería instalar un simple interruptor para así poder encenderlas o apagarlas según sea necesario. Sin embargo, un interruptor es lo más falto de imaginación y aburrido que puede haber para esta tarea. Mucho mejor sería, por ejemplo, encenderlas a distancia apretando algún canal adicional del control remoto de nuestra auto-alarma. Adicionalmente, los formatos de competencias de sonido generalmente otorgan puntos adicionales en los casos en los que se hace interactuar el sistema de alarma con el equipo de sonido.

Pero... si lo pensamos un poco más detenidamente, recordaremos que las salidas adicionales de las alarmas generalmente producen solamente un pulso, es decir, si conectamos nuestros foquitos directamente a estas salidas, sólo encenderán durante uno o dos segundos ¡y eso será todo! Definitivamente no lo que teníamos en mente.

Es aquí donde entra el tema de este artículo. Con la ayuda de un simple relevador convencional de 5 patas y un diodo de 1 amperio, es posible armar un circuito que con un solo pulso de activación provoque un “viciamiento” de corriente (Latch) que dejará activado el circuito, es decir, permanentemente encendido, hasta que con otro circuito diferente lo interrumpamos. Analicemos el diagrama a continuación:

Circuitos útiles en instalaciones automotrices: Relevador Latch

Simbología:

Relevador

Relevador

Tierra

Tierra

Diodo de 1 amperio

Diodo de 1 amperio

Tal como se aprecia en el diagrama, el foco en estos momentos se encuentra apagado, ya que no le llega corriente positiva.

En el momento en que se cierre el interruptor de “ENCENDIDO”, a través quizá de otro relevador activado por alguna salida adicional de la alarma, se activará el relevador, se encenderá el foco y entrará en funcionamiento el circuito de viciamiento consistente del cable en la parte superior del diagrama, el cual dejará permanentemente activado este circuito al puentear la entrada de voltaje B+ con la pata 85, por supuesto hasta que se abra el interruptor denominado como “APAGADO”. Tal interruptor de apagado podría ser otra salida de la alarma o quizá el pino de la luz de la cajuela del auto. Muy sencillo, ¿no lo crees? Pues ármalo y comprueba lo elegante y bien que funciona.

Aún cuando no aparece en el diagrama, recuerda que todo circuito conectado a la corriente eléctrica debe llevar su propio fusible. Éste podría instalarse después de la toma de corriente “B+”. Su valor dependerá de la magnitud de corriente que requieran las luces instaladas, la cual puede determinarse midiéndola con un ampérmetro.

 

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FILTROS SUBSÓNICOS
Autor: Ing. Juan Castillo Ortiz

En un solo párrafo, un filtro subsónico es un filtro pasa altas a una frecuencia típicamente entre los 20 y los 50 Hertz.


Para los que un párrafo no es suficiente, comencemos:

Para empezar el término “Subsónico” es incorrecto. Subsónico quiere decir “a una velocidad inferior a la velocidad del sonido”. Es así que tenemos aviones subsónicos (los vuelos comerciales) y supersónicos (los que vuelan a una velocidad superior a la del sonido o MACH) como el Concorde. Como la velocidad del sonido, por definición, es ella misma, no tiene sentido hablar de sonidos con velocidades menores. El término correcto es Infrasónico, es decir, a una frecuencia inferior que las reconocidas como dentro del rango de frecuencias audibles para el oído humano, es decir, 20 a 20,000 Hertz. El opuesto en este caso sería el Ultrasonido (frecuencias superiores a las audibles para el ser humano), como el utilizado para hacer estudios de fetos dentro del útero.

Ya que estamos definiendo términos, el de “Filtro” sí es correcto. Un filtro puede ser un pasa altas, pasa bajas o pasa banda. Cuando hablamos de la unión de dos filtros, esto se conoce como un punto de crossover. Por ejemplo a 100 Hertz, un pasa bajas para el woofer y un pasa altas para el resto de las frecuencias. Así entonces, un crossover está formado por dos filtros.

Bueno, en el caso de los filtros Subsónicos (Infrasónicos) que encontramos actualmente en varios modelos de amplificadores y procesadores, se trata de filtros cuya función es la de evitar que los subwoofers reproduzcan las frecuencias más bajas del espectro, frecuencias que representan una tarea muy difícil de desempeñar y que consumen grandes cantidades de excursión de los altavoces y watts de los amplificadores.

Como casi todas las cosas, su origen es histórico. ¿Recuerdan la época de las tornamesas? (Para los más jóvenes, tornamesa es un dispositivo que reproduce discos Long Play o de acetato, típicamente de 12” de diámetro, que usualmente giraban a 33 1/3 R.P.M.). Bueno, pues si su memoria no les falla, recordarán que alguna vez quizá se encontraban escuchando alguna pieza musical muy suave, prácticamente sin contenido en bajas frecuencias, y aún así los conos de los woofers se movían salvajemente hacia adelante y atrás, sin por esto estarse percibiendo ningún sonido. Sucede que algunas de estas tornamesas al girar, su mismo mecanismo rotatorio generaba frecuencias muy bajas, infrasónicas, en el orden de los 3 a los 25 Hertz, responsables de esa oscilación en los conos y de un desgaste prematuro de todo el equipo. Bueno, pues es ahí donde se vuelve importante el mencionado filtro subsónico, para deshacernos de toda esa “basura” acústica, que nada tiene que ver con la grabación original. Pero como todos sabemos, las tornamesas ya no forman parte de la mayoría de los equipos; ¿para qué nos sirve este filtro entonces?

Algo que todo diseñador de cajas acústicas que se respete debe saber, es que el desempeño, específicamente de las cajas ventiladas, es óptimo a la frecuencia de entonación o resonancia del puerto. A dicha frecuencia, el woofer prácticamente se detiene y todo el trabajo lo realiza el puerto, disminuyéndose drásticamente la distorsión ya que el woofer se encuentra trabajando dentro de su rango de linealidad, siendo las únicas barreras del sistema el volumen de aire que pueda desplazar el diámetro del puerto y el límite térmico del altavoz. Por otra parte, debajo de esa frecuencia se dice que el puerto se “descarga”, es decir, deja de trabajar como un sistema en resonancia y se convierte simplemente en una gran fuga en la caja. Esto hace sentir al woofer como si se encontrara virtualmente al aire libre, sin ningún apoyo para operar, razón por la cual su pendiente de atenuación en esta zona se presenta como de cuarto orden (24 dB por octava, 12 dB del woofer y 12 dB de cancelaciones), zona en que el woofer se encuentra en graves peligros de sobre excursionarse. Así entonces, se sabe que debe tenerse mucho cuidado con esa frecuencia, razón por la cual suelo situarla siempre por debajo de los 45 Hertz, y así evitar peligros mayúsculos con la mayoría de las grabaciones comerciales.

Luego entonces, la aplicación actual práctica de un filtro subsónico sería si acaso para complementar un sistema ventilado. Gracias a él, sería posible entonar una caja Bass Reflex quizá por encima de dichos 45 Hertz, con la finalidad de lograr un bajo mucho más estruendoso y “Boomy”, sin peligro de que el cono nos pegue en la nuca al siguiente tamborazo. Siendo así, salvo casos muy específicos, no suelen tener aplicación en cajas del tipo “suspensión acústica o selladas” o “pasa banda de cuarto orden”. Además, si nos interesa competir en calidad de sonido, debemos saber que la pista que empleará el juez contendrá amplia información en la vecindad de los 20 Hertz, por lo que este tipo de filtros sería lo último que nos recetaría el doctor para obtener buenos puntajes en esos rangos.

Otro aspecto que también debemos contemplar es que, como todos los filtros, afectan la fase y con ella la respuesta transitoria, por lo que tampoco son los favoritos de los audiófilos o puristas del audio.

Además, antes de activarlos, vale la pena estudiar bien las especificaciones y características del equipo específico, ya que pueden diseñarse de tal forma que produzcan una amplificación de varios decibeles justo antes de su frecuencia de corte, para después entrar en picada a una atenuación profunda.

En conclusión, se encargan de filtrar las frecuencias más bajas del rango audible, cosa que podría convenirnos para un diseño específico. Y básicamente como todo en audio, si te gusta cómo se escucha o se percibe menor distorsión al activarlo, déjalo.

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Cómo ajustar el filtro subsónico
Autor: Ing. Juan Castillo Ortiz

Ya habíamos hablado de los filtros subsónicos. Para que se pongan al día, antes de continuar con esta lectura les recomiendo revisar el Artículo 3, “Filtros Subsónicos de esta serie. Habíamos mencionado que se trata simplemente de filtros pasa altas, pensados para quitarle al woofer la carga de reproducir las frecuencias más bajas, frecuencias que quizá de todas maneras no iba a poder reproducir. Mencionábamos que el nombre correcto es infrasónico, es decir, por debajo de las frecuencias audibles, en lugar de subsónico, que significa a velocidades menores que la velocidad del sonido. Por qué se le nombra de manera incorrecta es una buena pregunta; así sucede. De todo esto ya se habló y queda la referencia para consulta. Aprendamos ahora la manera más eficiente de utilizarlo.

Para ello, analicemos primero algunos datos interesantes. Un altavoz produce sonido vibrando, es decir, moviéndose hacia adelante y hacia atrás a partir de su posición de reposo o equilibrio. Esta oscilación tiene un límite físico para cada woofer, la cual puede aproximarse con la especificación conocida como “X Max”. Un dato típico para un bajo de 12” son 8 mm, pero puede llegar a ser del doble o más. El caso es que cada vez que se baja una octava en frecuencia, es decir, se intenta reproducir una frecuencia de la mitad del valor de la original, como por ejemplo de 100 a 50 Hertz, para que la intensidad de salida en decibeles sea la misma, el cono deberá moverse 4 veces más lejos. Si se estaba excursionando 3 mm a 100 Hertz, tendría que moverse ahora 12 mm a 50 Hertz para reproducir esa nota a la misma intensidad. Analizando tal hecho, se hace evidente el por qué son tan difíciles las bajas frecuencias para los woofers. Simplemente, llega un momento en que el bajo es tan profundo (bajo en frecuencia), que el cono tiende a moverse mucho más allá de lo físicamente posible, con las consecuencias que todos conocemos. Así que el límite en este rango de frecuencias es un límite mecánico o de excursión.

Otro detalle que hay que conocer es que la caja acústica juega un papel muy importante en tal excursión. Por ejemplo, hablando de cajas selladas, mientras más grande sea la caja, más libremente se va a poder mover el woofer y bajos más profundos (de muy baja frecuencia) y con autoridad producirá, obviamente a partir de largas excursiones del cono. Si la caja sellada la hacemos más pequeña, a menor volumen de aire mayor fuerza restauradora sobre la superficie del cono, es decir mayor “resorte”, situación que evitará que el bajo llegue a registros tan graves, oscilando con menos libertad, pero incrementando con ello sustancialmente el manejo de potencia debido al evidente aumento en el control de la excursión. Como pueden ver, no se puede tener todo en la vida y el audio de ninguna manera es la excepción. Las cajas ventiladas por su parte, están regidas por la frecuencia de entonación o resonancia de su puerto. Mientras más baja, digamos 27 Hertz, más control alrededor de ese rango de frecuencias, ya que curiosamente el cono del woofer prácticamente se detiene justo a la frecuencia de resonancia del puerto, por lo que la excursión ahí se va a prácticamente a cero. Pero por debajo de esta frecuencia el puerto se “descarga”, y el woofer oscila descontroladamente, cosa de la que no debemos preocuparnos de haber elegido la frecuencia de entonación anterior. Pero si en lugar de ello lo entonamos a 45 Hertz, por ejemplo, la caja sonará mucho más duro, el rizo en la respuesta en frecuencia será mayor, el control de la excursión del cono se situará en un rango más útil, pero ahora sí podría haber problemas a frecuencias más bajas, poniendo en riesgo la vida del cono. Por supuesto, todo esto depende también de cuánta potencia tenga disponible el amplificador.

Así que esos son los dos factores: a menor frecuencia mayor oscilación, guardando una relación directa en cajas selladas y supeditado a la frecuencia de entonación del puerto en cajas ventiladas. Pero…, en la vida real, cuando se diseña una caja acústica, aún cuando hay quien sí se detiene un poco a considerar esto, las decisiones finales suelen dar un mayor peso a cosas como la respuesta en frecuencia que se necesita, el adecuado acoplamiento con la ganancia en cabina del auto o tantos otros factores, es decir, al final del día la excursión no es una prioridad y la realidad es que la caja, de pronto ya está construida, ya está montada en el auto y sonando, y sólo resta ajustarla. ¿Cómo le hacemos?

Primero, se ajusta la estructura de ganancias del amplificador de los medios con la ayuda de la llamada “Cajita Feliz SUONO”, hasta lograr el recorte de onda objetivo. Una vez llegado ahí, se le da ganancia al amplificador o grupo de amplificadores de los woofers, hasta llegar a un balance espectral convincente, a gusto del propietario. Una vez realizados estos dos pasos, ahora sí. Saca de la gaveta un disco conocido con los bajos más extremos que conozcas. La idea es que tengas mucha experiencia con esa pieza musical, y sepas cómo suenan esos bajos y hasta dónde pueden llegar. Empieza con un nivel de volumen de medio a bajo. Ajusta la frecuencia del filtro subsónico a su posición más alta, es decir, la más protectora. No te espantes si se van los bajos, es normal y por supuesto que no lo vamos a dejar así. Ahora, sube poco a poco el volumen del equipo hasta un nivel bastante considerable, con sentido común, mucho antes de que comiencen a saltar pedazos de altavoz por el auto. En este punto quizá sea conveniente emplear protecciones para los oídos. Una vez operando ahí, empieza a bajar lentamente la frecuencia del filtro subsónico. Notarás cómo poco a poco van apareciendo los registros graves, cada vez se va escuchando más fuerte, más profundo, mejor, pero cada vez también se observa una mayor excursión de los conos de tus subwoofers, además de que se irá incrementando la distorsión. Sigue bajando hasta que el sentido común te lo indique, es decir, si llega un momento en que si bajas más algo debe morir, no llegues tan lejos, déjalo justo antes de eso. Es también posible que puedas bajar todo el rango, es decir, sacar de la jugada completamente al filtro y dejar pasar todas las frecuencias disponibles a tus woofers. Ésta de hecho es la posición ideal y depende, como ya habíamos comentado, del tipo y alineación de la caja acústica pero también de la capacidad de los altavoces y la potencia disponible. Así de sencillo. Bájalo todo lo que se pueda aún cuando se pueda todo. Mientras más alto quede, mayor manejo de potencia, pero con un costo. En el audio, siempre hay un precio a pagar.
 

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Ajuste del Filtro Pasa-Altas y Pasa-Bajas en los Amplificadores
Autor: Ing. Juan Castillo Ortiz.

Hola amigos, en esta ocasión vamos a explicar el procedimiento óptimo para obtener el mejor desempeño de nuestros altavoces delanteros, en cuanto al ajuste de la frecuencia del filtro pasa altas se refiere, a partir del amplificador con el que las estamos alimentando.

¿Qué es un crossover?
Un crossover es la unión de dos filtros, uno pasa altas y uno pasa bajas. El rango de frecuencias audibles de 20 a 20,000 Hertz, no puede ser cubierto por un solo altavoz. Por eso usamos distintos altavoces para cubrir distintos rangos, típicamente los woofers para los bajos, los squakers o medios-rangos para los medios y finalmente los tweeters para los agudos. Ya que cada uno de estos altavoces se va a encargar de reproducir únicamente un rango específico de frecuencias, para que operen bien, es necesario enviarles solamente las frecuencias a las que están diseñados para operar, es decir, necesitamos separar el espectro de sonido en distintos rangos, y esto se logra a través de los filtros. Así entonces, un filtro es un circuito, ya sea activo o pasivo, el cual se va a encargar de enviar a cada altavoz su rango de frecuencias adecuadas, y quitar las no adecuadas.

En los equipos de sonido automotriz modernos, típicamente tenemos dos grupos de altavoces: los woofers, en la parte trasera del auto dentro de su caja acústica, y el sistema de altavoces de medios a agudos en la parte delantera, el cual típicamente consiste de un medio-bajo, un tweeter y su propio crossover, en este caso pasivo, el cual se encarga de separar las frecuencias entre el medio y el tweeter, y del cual no hablaremos en este artículo. De lo que hablaremos es de la separación de frecuencias entre este sistema delantero y los woofers.

Hoy día, la mayoría de los amplificadores que adquirimos y todos los amplificadores SUONO, ya cuentan con sus propios filtros o crossovers integrados (del tipo activo), lo cual representa una gran economía y ventaja. En un sistema típico, vamos a usar un amplificador (o grupo de amplificadores) para alimentas al woofer (s), y otro amplificador para alimentar los sistemas de medias y altas frecuencias. Cumpliendo con el sentido común además de aquella regla de oro que dice “No reproduzcas las mismas frecuencias con altavoces distintos”, el amplificador de los medios y agudos lo vamos a trabajar con el filtro Pasa-Altas activado, y el de los woofers, con su filtro Pasa-Bajas activado. Pero la cuestión es, ¿a qué frecuencias los debes ajustar?

Con la idea de que nuestro equipo suene de la forma más realista posible, la meta suele ser que todos los sonidos se escuchen como provenientes del frente del vehículo, y esto incluye también a las bajas frecuencias. Se sabe que es posible lograr que los bajos se escuchen adelante, aún con woofers instalados atrás, ya que el ser humano no es capaz de localizar el origen de un sonido para frecuencias inferiores a los 100 Hertz. Pensando en este objetivo, resulta conveniente cortar (usar una frecuencia de corte) a los medios delanteros tan abajo como sea posible, para tomar el máximo provecho de esta característica. Adicionalmente, ya que los woofers típicamente se encuentran “encajuelados”, sólo las frecuencias más bajas logran escapar sin grandes alteraciones y pérdidas de este encierro, gracias a su gran longitud de onda, perdiéndose definición y claridad para frecuencias superiores. Por lo tanto y en mi opinión, la mejor frecuencia para cortar nuestros medios delanteros, típicamente será la frecuencia más baja posible. Sin embargo, ésta depende de otros factores externos, entre los que se encuentran principalmente, el diámetro de estos medios, su manejo de potencia, el máximo voltaje de salida del amplificador con el que los estamos alimentando, la forma y lugar en el que se encuentran instalados y la pendiente de atenuación del filtro que precisamente estamos tratando de ajustar.
Como se puede ver, son muchas las cosas que habría que tomar en cuenta para poder tomar la mejor decisión. Sin embargo, con la ayuda de un maravilloso instrumento de medición, es posible saltarse todas estas consideraciones y llegar directo a la respuesta final. ¿El nombre de ese instrumento? Nuestros oídos.

Menos rollo y más acción. ¿Cómo le hacemos? Primero, ajustamos la estructura de ganancias profesionalmente con equipo de medición, como el osciloscopio o la llamada “Cajita Feliz SUONO”. Una vez ajustada, seleccionamos un disco que tenga música con alto contenido de bajas frecuencias. Mientras más extremo mejor, pero definitivamente un disco que conozcas bien cómo suena y hasta dónde llega. Desconectemos temporalmente los woofers y dejemos trabajando únicamente los medios y tweeters. Subamos la frecuencia de corte Pasa-Altas a su punto más alto disponible, es decir, el punto que produce la mayor protección (ya que es el que permite el paso de menor proporción de bajas frecuencias). Reproduzcamos esa pista musical con bajos extremos y subamos el volumen del equipo a su nivel estándar más alto posible (es decir, el volumen más alto que se puede lograr antes de daño a los altavoces o distorsión inminente, el cual debió ser determinado durante el ajuste de la estructura de ganancias). Aun cuando el volumen estará muy elevado, los medios no deben estar sufriendo, ya que la frecuencia de corte pasa altas se encuentra en una posición muy protectora, por lo que no les estarán llegando frecuencias peligrosas (hay que recordar que cada vez que se baja una octava en frecuencia, el cono tiene que moverse una distancia cuatro veces mayor, con el fin de mantener la misma presión acústica. Por lo tanto, el límite de potencia de estos medios, suele ser un límite físico o de excursión excesiva). El último paso de este ajuste es empezar a bajar lentamente la frecuencia de corte, al tiempo que escuchamos con atención cómo se van comportando nuestros medios y, simplemente, ubicarla en la frecuencia más baja posible, determinada como el punto más bajo que pueden soportar dichos medios, sin perder la compostura o comenzar a reproducir ruidos extraños, signos inequívocos de que están alcanzando el límite de su capacidad. ¡Eso es todo! Esa es la frecuencia justa y precisa a la cual es óptimo cortar a los medios. No debe ser cambiada.

Una vez ajustada, bajamos el volumen, conectamos los woofers nuevamente y tentativamente escogemos la misma frecuencia de corte para ellos, en este caso de su filtro Pasa-Bajas. Experimentamos con su polaridad (desconectamos los woofers y los reconectamos invirtiendo sus terminales, hasta encontrar aquella polaridad que produce el mejor empalme de bajas frecuencias desde el lugar del conductor, es decir, el sonido más poderoso) y jugamos un poco con la frecuencia de corte del filtro pasa bajas, ligeramente arriba y debajo del valor que se usó para los medios. Se deja en donde, al gusto del propietario, el sonido es el mejor. Eso fue todo. Tu equipo se encuentra ahora adecuadamente cortado. Si hubiera algún cambio en el futuro, como un set de altavoces nuevos o los ubicaras en otra parte o de otra manera, será necesario realizar este ajuste nuevamente.

¿En qué casos este ajuste no se realizaría como acaba de describirse? En aquellos casos donde los subwoofers se encuentren instalados al frente del vehículo, y por ende no sea necesario hacer llegar a los medios a la frecuencia más baja que sean capaces de reproducir.

 

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