Objetivo de esta Guia
Brindar informacion basica sobre las diferentes arquitecturas de sonido, en particular los sistemas de sonido que utilizan Crossover Activos y sus principales ventajas y desventajas contra los tradicionales Filtros Pasivos..
La guia esta destinada a dar informacion basica, con el objeto de ser entendido por cualquier persona aficionado al sonido, audiophilos, estudiantes, etc. Por tal motivo voy a dar detalles tecnicos ni formulas..etc..etc.. sino mas bien el "Concepto", esto como primer instancia, luego si quieren averiguar mas sobre datos tecnicos y demas lo pueden buscar por la web, hay infinidad de informes, estudios, elaborados por Ingenieros de Sonido, Ingenieros Electronicos y demas por tal motivo mi enfoque esta dedicado al Concepto solamente...los analisis ya estan realizados y probados..no es necesario que yo haga lo mismo...ya esta todo inventado..o no?
Sistemas Crossover Pasivos
La primer etapa corresponde a la fuente de sonido , existe dos grupos:
De Baja Señal:
Microfonos: de guitarra, de bajo, tipo electrec, dinamicos, piezoelectricos, etc.
De Alta Señal:
Salidas de audio de señal de equipos terminados: DVD, Pcs, MP3, Autoestereos, TV, VCR, PS2, WII, Mixers...etc.
La segunda etapa corresponde a la etapa de preamplificacion, que eleva la señal de audio a niveles optimos para ser procesado por el resto de las etapas. Dependiendo del tipo de equipo, existen etapas de ecualizacion, filtros, procesado por conversion de Audio Analogo a Digital (DSP), etc.
La tercer etapa corresponde a la amplificacion de la señal de audio a niveles optimos para lograr mover parlantes y/o Bafles (los Bafles es la caja con un conjunto de parlantes, hay de 2, 3 vias, etc.).
La cuarta etapa corresponde al divisor de frecuencias pasivo o Crossover Pasivo. Esta etapa es necesaria ya que la señal de audio amplificada entrega todo el espectro de audio (graves, medios, agudos, rango de frecuencias de 20 a 20000 Hz) y cada parlante esta preparado para reproducir un cierto rango (reducido) de frecuencias.
Por ejemplo: un tweeter sirve para reproducir sonidos en el rango de 3000 a 25000 Hz (depende el modelo), si recibe frecuencias de 100 Hz no lo puede reproducir por las caracteristicas de como esta construido el cono del tweeter, pero sí va a interferir en el moviento del cono generando distorcion en los agudos..esta es una de las razones por lo que es necesario que cada tipo de parlante solo reciba señal amplificada dentro del rango que el mismo puede manejar.
Basicamente existen los siguientes tipos de parlantes: subwoofers (10 a 90 Hz), Woofers (40 a 2500 Hz), midrange (200 a 5000 Hz), tweeter (2000 a 25000 Hz).
Los parlantes tambien tienen un factor a tener presente, el factor de respuesta de frecuencia. Un parlante que esta diseñado para reproducir frecuencia de 10 a 90 Hz deberia en terminos "ideales" lograr que entregue la misma potencia de sonido en cualquiera de las frecuencias pero esto no es asi, existe una curva de respuesta de frecuencia en funcion de la potencia de salida. Es decir que en las frecuencias de 10Hz (es solo a modo de ejemplo) entrega 10watts pero en 45 Hz entrega 50 watts y luego a los 90 Hz vuelve a caer a 10watts. Esta caida se lo mide en dB.
ok, hasta aca llego con explicaciones para no marear tanto.. lo ideal es que cada parlante entregue el mismo nivel de potencia en todo el rango de frecuencias que maneje...y que el conjunto de parlantes cubra todo el espectro de audio que el humano puede percibir (20 a 20000 Hz). Esto solo se puede lograr con ecualizadores (parametricos, graficos, adaptativos, etc.) y/o filtros (sean pasivos o activos).
Los filtros pasivos: se componen de bobinas y capacitores, en algunos casos de resistencias.. Las dimensiones son muy grandes, ocupan mucho espacio..En particular las bobinas que filtran los graves estan configurados para generar un determinado nivel de rechazo de frecuencias no deseadas (para los filtros pasabajos se pretende rechazar frecuencias del rango medio y agudos) este nivel se expresa en dB, si el nivel de rechazo es de 12dB las bobinas seran de una dimension menor que una bobina que se pretenda rechazar a 24dB (o bien -24dB con respecto a la señal de entrada)...En la practica las bobinas se fabrican para rechazar 6dB o 12 dB pero no mas por que las dimensiones serian gigantescas.
Las principales desventajas de los filtros pasivos:
Ocupan demasiado espacio, son pesados.
El nivel de rechazo no supera los 12dB, por lo general son de 6dB
Se genera perdida de potencia de sonido (alrededor del 20%)
La calidad de los capacitores disponibles en Argentina no son optimos, no hay abastecimiento de capacitores de alta calidad (polipropileno, etc.) motivo por el cual se optan por los clasicos electroliticos o de poliester. Esta reduccion de calidad se nota particularmente en los agudos.
Principal ventaja:
Se requiere solo 2 cables desde el amplificador al bafle para realizar la conexion, ya que la division desde el filtro hacia los parlantes esta realizado internamente (el filtro esta ubicado dentro del bafle).
Sistemas Crossover Pasivos
Las primeras dos etapas son iguales a las mencionadas anteriormente, la diferencia en este tipo de sistema es que la etapa de division de rangos de frecuencias se hace antes de amplificar la señal a niveles de potencia. Esto se puede lograr con filtros activos con configuraciones especiales ya que las señales son bajas, existen varios tipos de filtros destinados a este proposito: filtros de funcion eliptica, tipo Bandaxdall, tipo Linkwitz-riley, etc..
Este filtro se encarga de separar en varios grupos con rangos de frecuencias determinados, por ejemplo si se quiere hacer un sistema de 3 vias, el filtro debe entregar 3 salidas cada uno con rangos adecuados segun el tipo de parlante que se pretenda usar.. Cada una de estas salidas debe ser amplificada en forma independiente por una etapa de potencia.
Si por ejemplo en un sistema con Crossover pasivo se usa una potencia total de 100 watts, en el sistema activo se deberia distribuir la potencia para cada rango de salida (Ej: graves 50 watts, medios: 30 watts, agudos: 20 watts..). De modo que el costo en la etapa de la fuente de alimentacion es la misma, pero en la etapa de amplificacion existen algunos componentes adicionales para lograr crear 3 etapas de potencia... cual es el beneficio??
Entre las principales ventajas de los sistemas Crossover Activos:
No existe perdida de potencia de sonido.
Se puede filtrar los rangos de frecuencias con mayor precision, mayor selectividad
Las etapas de potencia tienen manejo directo del parlante, el factor de amortiguacion aumenta (esto quiere decir que la etapa de potencia tiene mayor control en los movimientos del cono aumentando la claridad de sonido o bien reduciendo la distorcion por intermodulacion).
Los filtros se pueden convertir en variables, logrando modificar la respuesta de frecuencias. Esto permite versatilidad en el uso del equipo con cualquier tipo de parlantes, en algunos casos se puede crear una etapa digital para realizar el control.
Los niveles de sonido de cada parlante son estables, en los Crossovers Pasivos a veces al aumentar la potencia se reducen los graves y aumentan los agudos. Cada etapa es independiente. La calidad de sonido final es notable.
Brindar informacion basica sobre las diferentes arquitecturas de sonido, en particular los sistemas de sonido que utilizan Crossover Activos y sus principales ventajas y desventajas contra los tradicionales Filtros Pasivos..
La guia esta destinada a dar informacion basica, con el objeto de ser entendido por cualquier persona aficionado al sonido, audiophilos, estudiantes, etc. Por tal motivo voy a dar detalles tecnicos ni formulas..etc..etc.. sino mas bien el "Concepto", esto como primer instancia, luego si quieren averiguar mas sobre datos tecnicos y demas lo pueden buscar por la web, hay infinidad de informes, estudios, elaborados por Ingenieros de Sonido, Ingenieros Electronicos y demas por tal motivo mi enfoque esta dedicado al Concepto solamente...los analisis ya estan realizados y probados..no es necesario que yo haga lo mismo...ya esta todo inventado..o no?
Sistemas Crossover Pasivos
La primer etapa corresponde a la fuente de sonido , existe dos grupos:
De Baja Señal:
Microfonos: de guitarra, de bajo, tipo electrec, dinamicos, piezoelectricos, etc.
De Alta Señal:
Salidas de audio de señal de equipos terminados: DVD, Pcs, MP3, Autoestereos, TV, VCR, PS2, WII, Mixers...etc.
La segunda etapa corresponde a la etapa de preamplificacion, que eleva la señal de audio a niveles optimos para ser procesado por el resto de las etapas. Dependiendo del tipo de equipo, existen etapas de ecualizacion, filtros, procesado por conversion de Audio Analogo a Digital (DSP), etc.
La tercer etapa corresponde a la amplificacion de la señal de audio a niveles optimos para lograr mover parlantes y/o Bafles (los Bafles es la caja con un conjunto de parlantes, hay de 2, 3 vias, etc.).
La cuarta etapa corresponde al divisor de frecuencias pasivo o Crossover Pasivo. Esta etapa es necesaria ya que la señal de audio amplificada entrega todo el espectro de audio (graves, medios, agudos, rango de frecuencias de 20 a 20000 Hz) y cada parlante esta preparado para reproducir un cierto rango (reducido) de frecuencias.
Por ejemplo: un tweeter sirve para reproducir sonidos en el rango de 3000 a 25000 Hz (depende el modelo), si recibe frecuencias de 100 Hz no lo puede reproducir por las caracteristicas de como esta construido el cono del tweeter, pero sí va a interferir en el moviento del cono generando distorcion en los agudos..esta es una de las razones por lo que es necesario que cada tipo de parlante solo reciba señal amplificada dentro del rango que el mismo puede manejar.
Basicamente existen los siguientes tipos de parlantes: subwoofers (10 a 90 Hz), Woofers (40 a 2500 Hz), midrange (200 a 5000 Hz), tweeter (2000 a 25000 Hz).
Los parlantes tambien tienen un factor a tener presente, el factor de respuesta de frecuencia. Un parlante que esta diseñado para reproducir frecuencia de 10 a 90 Hz deberia en terminos "ideales" lograr que entregue la misma potencia de sonido en cualquiera de las frecuencias pero esto no es asi, existe una curva de respuesta de frecuencia en funcion de la potencia de salida. Es decir que en las frecuencias de 10Hz (es solo a modo de ejemplo) entrega 10watts pero en 45 Hz entrega 50 watts y luego a los 90 Hz vuelve a caer a 10watts. Esta caida se lo mide en dB.
ok, hasta aca llego con explicaciones para no marear tanto.. lo ideal es que cada parlante entregue el mismo nivel de potencia en todo el rango de frecuencias que maneje...y que el conjunto de parlantes cubra todo el espectro de audio que el humano puede percibir (20 a 20000 Hz). Esto solo se puede lograr con ecualizadores (parametricos, graficos, adaptativos, etc.) y/o filtros (sean pasivos o activos).
Los filtros pasivos: se componen de bobinas y capacitores, en algunos casos de resistencias.. Las dimensiones son muy grandes, ocupan mucho espacio..En particular las bobinas que filtran los graves estan configurados para generar un determinado nivel de rechazo de frecuencias no deseadas (para los filtros pasabajos se pretende rechazar frecuencias del rango medio y agudos) este nivel se expresa en dB, si el nivel de rechazo es de 12dB las bobinas seran de una dimension menor que una bobina que se pretenda rechazar a 24dB (o bien -24dB con respecto a la señal de entrada)...En la practica las bobinas se fabrican para rechazar 6dB o 12 dB pero no mas por que las dimensiones serian gigantescas.
Las principales desventajas de los filtros pasivos:
Ocupan demasiado espacio, son pesados.
El nivel de rechazo no supera los 12dB, por lo general son de 6dB
Se genera perdida de potencia de sonido (alrededor del 20%)
La calidad de los capacitores disponibles en Argentina no son optimos, no hay abastecimiento de capacitores de alta calidad (polipropileno, etc.) motivo por el cual se optan por los clasicos electroliticos o de poliester. Esta reduccion de calidad se nota particularmente en los agudos.
Principal ventaja:
Se requiere solo 2 cables desde el amplificador al bafle para realizar la conexion, ya que la division desde el filtro hacia los parlantes esta realizado internamente (el filtro esta ubicado dentro del bafle).
Sistemas Crossover Pasivos
Las primeras dos etapas son iguales a las mencionadas anteriormente, la diferencia en este tipo de sistema es que la etapa de division de rangos de frecuencias se hace antes de amplificar la señal a niveles de potencia. Esto se puede lograr con filtros activos con configuraciones especiales ya que las señales son bajas, existen varios tipos de filtros destinados a este proposito: filtros de funcion eliptica, tipo Bandaxdall, tipo Linkwitz-riley, etc..
Este filtro se encarga de separar en varios grupos con rangos de frecuencias determinados, por ejemplo si se quiere hacer un sistema de 3 vias, el filtro debe entregar 3 salidas cada uno con rangos adecuados segun el tipo de parlante que se pretenda usar.. Cada una de estas salidas debe ser amplificada en forma independiente por una etapa de potencia.
Si por ejemplo en un sistema con Crossover pasivo se usa una potencia total de 100 watts, en el sistema activo se deberia distribuir la potencia para cada rango de salida (Ej: graves 50 watts, medios: 30 watts, agudos: 20 watts..). De modo que el costo en la etapa de la fuente de alimentacion es la misma, pero en la etapa de amplificacion existen algunos componentes adicionales para lograr crear 3 etapas de potencia... cual es el beneficio??
Entre las principales ventajas de los sistemas Crossover Activos:
No existe perdida de potencia de sonido.
Se puede filtrar los rangos de frecuencias con mayor precision, mayor selectividad
Las etapas de potencia tienen manejo directo del parlante, el factor de amortiguacion aumenta (esto quiere decir que la etapa de potencia tiene mayor control en los movimientos del cono aumentando la claridad de sonido o bien reduciendo la distorcion por intermodulacion).
Los filtros se pueden convertir en variables, logrando modificar la respuesta de frecuencias. Esto permite versatilidad en el uso del equipo con cualquier tipo de parlantes, en algunos casos se puede crear una etapa digital para realizar el control.
Los niveles de sonido de cada parlante son estables, en los Crossovers Pasivos a veces al aumentar la potencia se reducen los graves y aumentan los agudos. Cada etapa es independiente. La calidad de sonido final es notable.
