8/19/2019 Ntroducción Caja Acustica

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ntroducción

El altavoz es el último eslabón en la cadena de audio. Transforma la energía eléctrica que le

entrega la etapa de potencia en energía mecánica, y por ello se le llama transductor. ufunción es inversa a la de otro conocido transductor! el micrófono, que transforma las ondas

sonoras que capta su membrana "energía mecánica# en energía eléctrica que entrega a laetapa preamplificadora.

En principio, la banda de frecuencias audibles por el oído $umano abarcan desde los %& 'za los () *'z, aunque varía con las personas según sus características fisiológicas, y también

varía con la edad. + medida que enveecemos, perdemos sensibilidad $acia los e-tremos del

rango, sobre todo de las altas frecuencias.

odemos representar las ondas sonoras mediante un sistema de ees cartesianos /01 dondeel ee / representa el tiempo y el ee 1 representa la amplitud o intensidad de esa onda

sonora. En el dibuo representamos una onda senoidal, producida por la vibración en el aire

de una lámina metálica. 2omo toda función periódica, es decir, que se repite en un mismointervalo de tiempo, llamamos período T al tiempo empleado por la onda en completar un

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ciclo completo. + la inversa del período se denomina frecuencia "f 3 %4T# y viene dado en

ciclos4segundo, $ercios "'z# o sencillamente "s50%# que son segundos elevado a menos uno.

El sonido es un fenómeno físico de naturaleza mecánica. 6ecesita un medio material para poder propagarse, y lo $ace como una vibración en ese medio. 6osotros percibimos el

sonido $abitualmente a través del aire, que es nuestro medio natural, pero también se propaga en el agua, los muros de nuestra casa, los muebles, y cualquier otra cosa queimaginemos. 7a velocidad de propagación del sonido es constante para cada medio, y

depende de la naturaleza de éste. En el aire a ()82 la velocidad del sonido es de 9:9 m4s, y

 para el agua de mar es de %;): m4s. Estas velocidades varían con la densidad del medio, y

esta propiedad puede variar por la temperatura y presión a la que se $alle sometida elmedio.

ara medir el nivel sonoro que nosotros percibimos, se emplea mayoritariamente el

decibelio "d

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$oa de un árbol al caer. +signamos a este valor ) decibelios, y vamos midiendo los

diferentes valores a los diferentes eventos, y podemos obtener una escala de valores quedenominamos nivel de presión sonora "en inglés 7, ound ressure 7evel#

nivel de presión sonora (SPL) en decibelios (dB)

caída de una $oa "umbral de percepción

sonora#)

murmullo de las $oas de un árbol %)

conversación en voz baa ()

radio a nivel moderado en casa :)

coc$e a marc$a moderada ;)

conversación ordinaria &;

calle con muc$o tráfico A)

martillo neumático G)umbral de sensación dolorosa %()

El altavoz

El altavoz moderno, tal como lo conocemos, es relativamente reciente. El tipo más

e-tendido, y el que más se utiliza en sistemas $i0fi es el altavoz dinámico.

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%.0 2ono o diafragma(.0 2ampana

9.0 1ugo:.0 Cmán permanente

;.0

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ara cubrir todo el espectro audible, un sólo altavoz no es suficiente. Debido a lascaracterísticas de los altavoces, y la tecnología conocida $oy día, se necesitan al menos dos

altavoces o drivers para reproducir todo el rango de frecuencias audibles con una fidelidad

aceptable, de modo que uno se encargue de las frecuencias más baas y el otro de las másaltas. odemos dividir en mayor número de tramos este rango en tres, o incluso cuatro

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tramos, y destinar a cada uno de ellos un tipo de altavoz diferente. + cada uno de estos

tramos se denomina vía, y así e-isten altavoces "caas# de (, 9 ó : vías dependiendo delnúmero de tramos en que se $a dividido el espectro. 6o tiene por qué coincidir con el

número de altavoces que tenga la caa. odemos poner ( altavoces para los graves y un

altavoz para los agudos, y será un sistema de ( vías con tres altavoces. +tendiendo a la

gama de frecuencias que el altavoz es capaz de reproducir, los altavoces o drivers puedendividirse en!

• ?oofer "graves#

• midrange "medios#

• t?eeter "agudos#

ero e-isten altavoces de otros tipos, tales como sub?oofers, midbass, etc., que cubren

otros tramos de frecuencias y que se utilizan en sistemas multivía.

?oofer midbass

midrange t?eeter  

ara poder distribuir correctamente la energía que se entrega a la caa, $ay que dividir laseHal que llega a la misma al tipo de seHal que cada altavoz requiere. De otra forma

estaríamos desperdiciando la energía, o incluso daHaríamos algún altavoz. ara lograr esto,

se recurre al crossover, que es un filtro que dea pasar cierto rango de frecuencias con másfacilidad que otros. 7a compleidad de estos sistemas, $ace necesario el estudio de los

mismos en capítulo aparte.

 6o todos los altavoces, dentro de la misma gama de potencia, reproducen una misma seHal

a un mismo nivel sonoro "7#. Depende de la sensibilidad del altavoz. 7a mayoría de losaltavoces se mueven en el rango de los I)0%)) d< ?4m. 7a unidad ?4m nos indica el nivel

sonoro del mismo cuando reproduce %? de seHal de entrada a la distancia de % metro del

oyente. + mayor sensibilidad del altavoz, mayor es la sensación sonora que proporciona.Esta consideración es de vital importancia a la $ora de elegir los altavoces correctos para un

equipo dado. Jn amplificador single0ended a triodo, suele ofrecer una potencia de salida de

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; a %) ?atios. i elegimos unos altavoces con una sensibilidad adecuada, el nivel sonoro

 puede ser equivalente a un equipo de &)? con altavoces menos sensibles. 2ada 9 d< deaumento en la sensibilidad, e-ige la mitad de potencia para ofrecer el mismo nivel sonoro.

Mfrece el mismo nivel sonoro un amplificador de ;? con altavoces de %)) d

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 podría manear perfectamente una seHal de 9)) 'z, pero podría estar muy limitado

 para manear otra de ;) 'z, debido a una e-cesiva e-cursión del cono del altavoz.

• L%mite de e"cursión lineal &(ma").0 Cndica $asta donde puede desplazarse el cono

del altavoz antes de que la bobina salga fuera del entre$ierro magnético "magnetic

gap#. i el cono se desplaza más de lo debido, se incrementa la distorsión delsistema.

• área del pistón S(').0 Es el área efectiva del cono del altavoz, medido desde el

diámetro medio "punto medio# del surround, que es ese material muy blando que

une el cono con el aro de c$apa e-terior del altavoz.

• Volumen de desplazamiento V(').0 Fultiplicando el área del pistón "D# por la

e-cursión má-ima /"ma-# se obtiene el volumen de desplazamiento del altavoz

B"D# y es un indicativo de la más baa frecuencia que el altavoz puede reproducir.

Jna vez definidos los obetivos del proyecto y con ellos en mente damos un paso más en la

construcción de nuestro sub?oofer J

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+demás, aunque pueda parecer obvio, necesitaremos poder adquirir el altavoz con relativa

facilidad, por lo que suele ser conveniente buscar una tienda de confianza, ya sea online ofísica y de entre su catálogo seleccionar el altavoz que más se adapte a lo que queremos. De

nada nos vale querer usar el meor altavoz del mundo si sólo se puede comprar en una

leana tienda que no sirve a nuestra región.

En nuestro caso, y dado que vamos a $acer un sub?oofer principalmente para cine en casa,nos decantamos por altavoces de car0audio, baratos y fáciles de conseguir, y en concreto

 por el modelo %%( de la marca P/oeni" 0old, un driver de 12 pulgadas# 233 vatios 45S

":)) de pico#, con : o$m de impedancia y sensibilidad de G) d< "a mayor sensibilidad más

sencillo será de amplificar# y una e-cursión lineal del cono de 23 mm pico a pico "lo quese puede mover la membrana sin distorsionar#.

e trata de un modelo relativamente barato "unos &)0&; euros según la tienda# con unascaracterísticas de potencia y parámetros T4 que se adecuan a nuestras necesidades "para

ello previamente $emos introducido en el simulador varios altavoces $asta dar con uno que

nos gustara#. odemos verlos en la siguiente imagen!

http://www.phoenixgold.com/products/subwoofers/R1/product.php?productID=14http://www.phoenixgold.com/products/subwoofers/R1/product.php?productID=14http://www.phoenixgold.com/products/subwoofers/R1/product.php?productID=14

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Eligiendo el formato de la caja

Jna vez tenemos más o menos seleccionado el altavoz que vamos a usar es necesario pensar qu$ ,ormato de caa queremos, antes de dar el paso definitivo de compra, para ver

si se austa a nuestras necesidades.

rincipalmente, e-isten dos tipos de caa que podemos montar "en realidad e-isten muc$as

más, aunque su cálculo suele ser más compleo#, las de tipo sellado . las de tipo bassr$,le", que cuentan con una cavidad resonante sintonizada a cierta frecuencia que

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incrementa los graves emitidos. Es el tipo de caa que reconoceréis por tener un tubo o un

aguero de forma rectangular.

En nuestro caso nos vamos a decantar por la caa sellada por un motivo muy sencillo, elvolumen de recinto que necesitaremos será muc$o más reducido que con la caa bass réfle-

"menos de la mitad#, rondando los 63 litros, lo cual nos permitirá construir una caa que nosea QtamaHo lavadoraR y colocar el sub?oofer más fácilmente en el salón.

2omo contrapartida, perderemos parte de la e-tensión de subgraves por debao de 9)09;'z, aunque al ser un altavoz de %( pulgadas "bastante más grande que la mayoría de

sub?oofers para cine en casa de gama media que se comercializan#, la respuesta será

su,icientemente buena /asta 63 7z "caída de menos de & d

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7a contrapartida ya la $emos comentado antes, tendremos una respuesta en frecuencia

menos e-tendida que con su equivalente en bass réfle- que aunque será más que suficiente para nuestras necesidades siempre podrá ser incrementada posteriormente mediante

ecualización e"terna, si queremos.

Eligiendo forma para la caja

or último, nos queda uno de los pasos más importantes! elegir la ,orma e"terna que

tendrá nuestra caa, algo que seguramente será fundamental para que nuestra familia nosdee colocarla en el salón sin problemas.

7o normal es $acer una caa tipo cubo o con forma de prisma rectangular, aunque en

nuestro caso $emos querido optar por un diseHo muc$o más complicado con ,ormatriangular curva por todas sus caras# incluso en la que se atornilla el altavoz, realizado

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con un esqueleto interno plano al que superpondremos una serie de costillas e-ternas que le

darán la forma curva final "veremos el montae en detalle en el siguiente artículo#.

e trata de un ,ormato mu. compleo de construir que requiere de un elaborado diseHo yde un sistema informático de corte de madera con el que obtener las costillas o bien de

 bastante paciencia y $abilidad con la sierra de calar y la fresadora para cortar las piezas a

mano.

'e elegido este modelo y forma de construcción tan enrevesada para que veáis todas las

 posibles complicaciones que pueden surgir a la $ora de montarlo, pero si esta es vuestra

 primera construcción os recomiendo que empec$is por algo más sencillo, como poreemplo simplemente un cubo, sin las costillas e-ternas, ya que la diferencia en el sonido

será prácticamente nula, aunque eso sí, no quedará tan decorativo.

En el siguiente artículo veremos el montae de toda la estructura principal, tanto delesqueleto interno como del recubrimiento que le dará formas redondeadas, con un videoresumen de los pasos más importantes.