NOMBRE: MARTINEZ HERNANDEZ JOSÉ MARTÍN. ELECTROACÚSTICA Y TRANSDUCTORES. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL. ESIME ZACATENCO.7CV1 1- MEDICIÓN DE PARÁMETROS DE UN ALTAVOZ. Aunque algunos fabricantes de altavoces proporcionan ya los parámetros Thiele-Small de sus productos, y se espera (y se desea) que en el futuro todos ellos lo hagan, es frecuente la necesidad de efectuar la medición de estos parámetros para un altavoz en particular. Esto se hace midiendo la variación de su impedancia con respecto a la frecuencia, utilizando el siguiente equipo: Un óhmetro digital, o un puente de Wheatstone. Un generador de onda senoidal de baja distorsión y de baja frecuencia (10 Hz. a 1 KHz.). Un osciloscopio. Una resistencia de valor mayor al de la impedancia de salida del generador (típicamente, 100 Ohms). Y: Un cuerpo pequeño, no magnético, de peso conocido (típicamente, 2 gramos), o bien: Una caja con respiradero, en donde pueda ser montado el altavoz. El procedimiento es como sigue: Se miden con el óhmetro o con el puente la resistencia limitadora (Rlim) y la resistencia en corriente directa de la bobina del altavoz (Re). Se suspende el altavoz lo más lejos que sea prácticamente posible de paredes, piso u otra superficie plana, y se conecta al equipo como muestra la figura 1. Figura 1 Ajustando el voltaje de salida del generador (Vg) digamos a 1 volt, se hace variar la frecuencia hasta obtener el máximo voltaje en las terminales del altavoz (Va), y una línea recta en la pantalla del osciloscopio (esto indica cero diferencia de fase entre Vg y Va), este valor de frecuencia será nuestro primer parámetro, es decir, fs. Se mide el voltaje en el altavoz en fs (Vs). INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL. y medir la nueva frecuencia de resonancia fsm. El primero consiste en adherir un cuerpo pequeño no magnético de peso (masa) conocido al cono del altavoz. lo más cercano posible a la bobina. A manera de comprobación: debe ser aproximadamente igual a fs. 7CV1 Con él se calculan: Y: Y se miden las frecuencias f1 y f2 donde Va = Vr (ver figura 2) Figura 2 Con ellas se calcula: Nuestro segundo parámetro. Con ésta se calculara: . Para medir Vas se proporcionan dos métodos. ESIME ZACATENCO. ELECTROACÚSTICA Y TRANSDUCTORES.NOMBRE: MARTINEZ HERNANDEZ JOSÉ MARTÍN. de modo que pueda retirarse después sin dañar el cono. Se fija. ELECTROACÚSTICA Y TRANSDUCTORES. etc. utilizando el mismo medio de fijación (con el mismo trozo de cinta de aislar. por ejemplo. y se mide la nueva frecuencia de resonancia resultante (fsm2). basta pesar el cuerpo pequeño que vaya a usarse. junto con el medio de fijación (cinta adhesiva. Figura 3 Para altavoces circulares: Donde rd = Radio efectivo del cono del altavoz. 7CV1 Y Vas es dado en cm3. ESIME ZACATENCO. (figura 3) En nuestro sistema de medición a un cuerpo con masa de un gramo se le asigna un gramo de peso. en cm. y se mide su nueva frecuencia de resonancia (fsm1). para calibrar una masa de prueba más duradera. un comprimido medicinal. cinta de aislar. Puede utilizarse como referencia. por el método antes descrito. por ejemplo). además de la masa de prueba. pegamento débil. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL. y utilizar la magnitud del peso como la masa m. Algunas veces no se tiene acceso a una balanza capaz de pesar con precisión un cuerpo de pocos gramos. plastilina. . el comprimido medicinal de peso (masa) conocido.NOMBRE: MARTINEZ HERNANDEZ JOSÉ MARTÍN.). . utilizando el siguiente método: Se fija al altavoz la masa de prueba duradera utilizando. Así. por ejemplo. Figura 4 Por el método antes descrito se miden las frecuencias fl y fh. ELECTROACÚSTICA Y TRANSDUCTORES. El voltaje en el altavoz (Va) variara ahora con la frecuencia como lo muestra la figura 4. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL. con lo que el voltaje en el altavoz variara otra vez con la frecuencia como muestra la figura 2. en la mayoría de los casos. es decir. el respiradero y los refuerzos de la caja.NOMBRE: MARTINEZ HERNANDEZ JOSÉ MARTÍN. es decir. y se mide la nueva frecuencia de resonancia fsb1. Con ellas se calcula: Donde Vb1 es el volumen interno neto de la caja con respiradero. . descontando del volumen total el ocupado por el altavoz. utilizando el mismo circuito de la figura 1. sin relleno acústico. Vb1 es aproximadamente igual al 90 % del volumen interno total de la caja. Después se bloquea cuidadosamente el respiradero de la caja. y medir nuevamente la variación de su impedancia con la frecuencia. 7CV1 Con estas se calculan: Y: El segundo método para la medición de Vas consiste en montar el altavoz en una caja con respiradero vacía. ESIME ZACATENCO. Este puede hacerse aumentar conectando una resistencia en serie con el altavoz. . En ambos casos. En la práctica.la frecuencia más baja que puede reproducir el sistema. se utiliza otro parámetro del altavoz: el desplazamiento máximo del cono (xmax).lo plana que puede ser la respuesta de frecuencia. Se presiona entonces el cono hacia abajo con cuidado hasta donde sea posible. marcando sobre la regla el nuevo punto donde toca a la tira de madera.el tamaño de la caja acústica. Qt . ESIME ZACATENCO. ELECTROACÚSTICA Y TRANSDUCTORES. En el diseño de cajas acústicas con respiradero. y Vas . las opciones de diseño se ven limitadas por el valor de Qt. colocándolas como en la Figura 5: Figura 5 Se marca sobre la regla el punto donde toca a la tira de madera con el cono en reposo. para calcular el área mínima del mencionado respiradero. xmax será igual a la distancia entre los dos puntos. Puede medirse utilizando una tira de madera y una regla. las mediciones deben repetirse para el altavoz modificado. y puede hacerse disminuir cubriendo la parte trasera del mismo con aislante acústico. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL. 7CV1 Estos tres parámetros determinan principalmente: fs .NOMBRE: MARTINEZ HERNANDEZ JOSÉ MARTÍN. Principio de funcionamiento. para volver a descender a oposición de fase. 7CV1 2. una octava más en los graves. así como del respiradero. se pondrá en fase en la resonancia.NOMBRE: MARTINEZ HERNANDEZ JOSÉ MARTÍN. la presión acústica. Forma de la curva amplitud/frecuencia La forma de la curva amplitud/frecuencia depende del volumen de la ebanistería.8//2. Los coeficientes generalmente empleados son: S= 16//11. ESIME ZACATENCO. Forma de la curva de respuesta de una caja bass-reflex en los extremos graves en función del coeficiente de sobretensión de la caja en su frecuencia de resonancia. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL.3//8//5. ELECTROACÚSTICA Y TRANSDUCTORES. En el caso de una caja cerrada. separadas por una tercera masa.. del parámetro del altavoz. podrá aumentar y la caja tendrá. Esta forma está caracterizada por el coeficiente de sobretensión del sistema en la resonancia. Tenemos. La caja bass-reflex tiene por objeto recuperar una parte de esta energía. el volumen de aire comprendido en la caja. A muy baja frecuencia. En la ebanistería está realizada una abertura llamada respiradero o port. La masa de aire que esta en este respiradero va a ser puesta en vibración por el volumen de aire comprendido en la caja. la emisión acústica producida por la parte trasera de la membrana se pierde en forma de calor a través del material absorbente. Cálculo del volumen de la caja para una curva recta VB Obteniéndose la curva de frecuencia F3 . Haciendo variar el volumen de la caja y las dimensiones del respiradero. Al subir la frecuencia.CÁLCULO DE UNA CAJA BASS-REFLEX. pues dos masas: el altavoz y el aire comprendido en el respiradero. será posible optimizar las características del sistema. en general.7//4//2. el sistema estará en oposición de fase. Debido a este fenómeno. F3 = Frecuencia de corte de la caja. VAS = VAS del altavoz al aire libre. Cálculo del coeficiente de sobretensión de la caja S Cálculo del volumen de la caja y de la frecuencia de corte para un S dado. ELECTROACÚSTICA Y TRANSDUCTORES. 7CV1 VB = volumen de la caja. QTS= Coeficiente de sobretensión total del transductor. FR = Frecuencia de resonancia del transductor al aire libre. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL. ESIME ZACATENCO. Frecuencia de resonancia del altavoz montado en la caja : FSB Longitud del respiradero Sea la elasticidad del aire en la caja: La masa acústica del respiradero será: y la longitud: . en -3 db.NOMBRE: MARTINEZ HERNANDEZ JOSÉ MARTÍN. la longitud definitiva LD será: 3. ELECTROACÚSTICA Y TRANSDUCTORES.37 VAS=0. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL. pues.057 m^3 Cálculo del volumen de la caja: VB Cálculo de la frecuencia de corte en -3 db: F-3 db Cálculo de la frecuencia de resonancia de la caja: FB . ESIME ZACATENCO.EJEMPLO DE CÁLCULO DE UNA CAJA BASS-REFLEX. Entonces. Sean los valores de los parámetros del altavoz: o o o Frecuencia de resonancia FR(Fs)=33Hz Coeficiente de sobretensión total QTS=0..7 (S. coeficiente de sobretensión de la caja en la frecuencia de resonancia). 7CV1 Sv= superficie del respiradero. provocando un aumento de la masa acústica del respiradero. reducir la longitud teórica y hacer una corrección. La columna de aire que es opuesta en movimiento en el respiradero arrastra el aire próximo a sus extremidades.NOMBRE: MARTINEZ HERNANDEZ JOSÉ MARTÍN. Conviene. Cálculo de la caja para un S=5. Conviene efectuar una corrección de extremidad. la superficie del respiradero será: Cálculo de la masa acústica del respiradero Cálculo de la longitud del respiradero Corrección de extremidad: Cálculo de la longitud definitiva.NOMBRE: MARTINEZ HERNANDEZ JOSÉ MARTÍN. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL. ESIME ZACATENCO. ELECTROACÚSTICA Y TRANSDUCTORES. .4 cm. 7CV1 Cálculo de la elasticidad de la caja Cálculo de un respiradero Supongamos que tenemos un tubo de 10 cm de diámetro. L1 La longitud definitiva será de 33.