El diseño de altavoz de alta calidad de alta fidelidad con deflector abierto presentado aquí proporciona un sustituto de la carcasa de altavoz común. Su patrón de emisión de sonido se asemeja a un patrón electrostático. Funciona sin carcasa ni carcasa para los woofers, aunque emplea una dinámica normal para las unidades de transmisión. La reproducción proporciona un impacto extremadamente 'espacioso' en los oídos.

Consideraciones de diseño

La energía eléctrica se convierte normalmente en energía acústica a través de una unidad de accionamiento dinámico. Puede encontrar otras formas, como las unidades electrostáticas y de cinta, sin embargo, estas suelen ser más costosas y, a veces, más susceptibles o más complicadas de construir en comparación con el tipo de cono clásico que ha existido durante unos 70 años.

En todo el mundo, muchos millones de unidades de transmisión de altavoz se fabrican anualmente. Solo un pequeño porcentaje de estos se crea para equipos de alta fidelidad: el resto es para uso en teléfonos, radios de automóviles. radios portátiles, etc.

Normalmente, el altavoz de cono solo se considera adecuado para el procesamiento de audio de alta calidad, ya que este tipo tiene la capacidad de poner en movimiento un nivel sustancial de aire (que es el único aspecto importante de la característica auditiva física).

Cuando un 'diafragma' tiene que reproducir frecuencias bajas, es crucial que la parte delantera y trasera de su cono no puedan 'detectarse' entre sí (de lo contrario, podría producirse un cortocircuito acústico).

Debido a esto, generalmente se emplea una caja sellada o una carcasa bass reflex para la reproducción de bajas frecuencias.

Este tipo de cerramiento tiene el inconveniente, ya que tiende a oscilar con el cono (a menos que esté atornillado al concreto).

Algunos especialistas creen que el patrón debería enfocarse como una fuente puntual, es decir, todos los rangos de frecuencias deben transmitirse en un ángulo de 360 °.

En la práctica, el patrón de radiación de las unidades de frecuencia media y tweeter está restringido a alrededor de 180 °, solo los woofers pueden alcanzar alrededor de 360 °.

Puede encontrar soluciones a esto, por ejemplo, fijando las unidades de accionamiento también en la parte trasera de la carcasa. Otra opción es la aplicación de controladores electrostáticos, porque estos empujan las ondas hacia adelante y hacia atrás.

Como el sonido reproducido en la parte delantera está en antifase con el de la parte trasera, estos modelos responden de manera diferente a un radiador multidireccional.

Este tipo de unidades se conocen como radiadores dipolo, aunque el estilo de radiación es octogonal. Sin embargo, la salida de sonido de este tipo de unidad puede ser extremadamente agradable de escuchar, simplemente porque las ondas sonoras de la parte trasera llegan al oyente a través de varios reflejos, que realzan el impacto estereoscópico.

El discutido diseño de caja de altavoz de alta calidad con deflector abierto, que, aunque no es completamente nuevo en el mundo de la música, casi nunca ha sido el tema de una empresa HAZLO TU MISMO, aspira a combinar estos diversos factores. En pocas palabras, uno que se ejecuta como un radiador dipolo pero emplea unidades de accionamiento dinámico regulares.

Las bajas frecuencias son procesadas por dos woofers colocados en un diminuto baf ﬂ e, mientras que las frecuencias medias y altas son procesadas por un par de graznidos y un par de tweeters, uno de cada uno en la parte delantera y uno de cada uno en la parte trasera.

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Sugerencias técnicas

Cuando se instala una unidad de transmisión de altavoz en el medio de una placa, su característica de frecuencia por debajo de la frecuencia de corte más baja (determinada por las dimensiones de la placa) disminuirá a una tasa de 6 dB por octava.

Sin embargo, por debajo de la frecuencia de resonancia de la unidad de impulsión, que mejorará a 18 dB por octava, esto realmente no tiene consecuencias cuando se trata de unidades de impulsión que tienen una frecuencia de resonancia baja.

Este efecto es más preferible que el de una caja sellada (12 dB por octava) o el de una caja de reflejos de graves (12-18 dB por octava).

El inconveniente es, obviamente, que la frecuencia de corte más baja es más alta (media longitud de onda: diámetro de la placa). Con esta frecuencia, la parte frontal y la parte posterior del cono comienzan a cancelarse entre sí para que la funcionalidad resultante se degrade.

Es como si el aire que se empuja hacia adelante fuera asimilado por el aire aspirado por el cono de la parte trasera. Una frecuencia de corte de 60 Hz necesita una placa de alrededor de 3x3 pulgadas (10x10 pies).

Además, una característica limpia exige que la unidad de accionamiento se instale asimétricamente, para garantizar que los 'cortocircuitos' se distribuyan en un amplio rango de frecuencias.

Este tipo de tablero sustancial está, obviamente, más allá de la vista para la aplicación basada en el hogar, donde los modelos de idéntica funcionalidad ocupan un espacio reducido.

No obstante, el diseño del deflector abierto sigue siendo una curiosidad, ya que excluye las innumerables (indeseables) consecuencias que tiene una carcasa en la reproducción del sonido (ondas estacionarias: vibrar juntas, etc.).

La vibración de la carcasa se convierte en un gran desafío cuando la carcasa está construida de madera. Para uso doméstico, un panel de medidas moderadas colocado en el piso de una habitación posiblemente podría probarse para mejorar su dimensión artificialmente y así reducir la frecuencia de corte.

Además, se puede aplicar compensación eléctrica para compensar (hasta cierto punto) la decadencia acústica. Esto probablemente reducirá la eficiencia y el manejo de la potencia hasta cierto punto, sin embargo, esto podría mantenerse dentro de límites realistas mediante el uso de un cono de tamaño considerable y restringiendo la corrección.

El diseño actual se ejecuta en el tablero alto y estrecho donde se instalan un par de woofers de 210 mm y está destinado a la colocación vertical en el suelo. La frecuencia de corte baja (calculada) (-3 dB) se sitúa cerca de los 100 Hz.

Porque se consideró innecesario un amplificador adicional. la red de corrección es en realidad un tipo LC pasivo conectado a la entrada de los woofers (ver Fig.3).

El diseño actual de los altavoces de alta fidelidad se ejecuta en el tablero alto y estrecho donde se instalan un par de woofers de 210 mm y está diseñado para el posicionamiento vertical en el suelo. La frecuencia de corte baja (calculada) (-3 dB) se sitúa cerca de los 100 Hz. Debido a que se consideró innecesario un amplificador adicional, la red de corrección de cruce es en realidad un tipo LC pasivo conectado a la entrada de los woofers (ver Fig. 3.

circuito de red cruzado para circuito de caja de altavoz con deflector abierto

Fig. 3

Lista de partes

La característica (medida) del woofer instalado en una placa, la de la red de corrección y la del altavoz ajustado se muestran en la Fig.1.

Figura 1

Para mantener la eficiencia y el manejo de la potencia dentro de límites tolerables, la corrección se ha limitado a poco más de 1 octava.

La eficiencia se reduce en 8 dB. El uso de un par de woofers en realidad no mejora la eficiencia (la impedancia general es menor aunque la disipación es mayor). y la potencia de salida sigue siendo prácticamente idéntica a la de un woofer de 210 mm en caja cerrada. Las características probadas se presentan en la Fig.2.

La eficiencia de la caja del altavoz se reduce en 8 dB

Figura 2

Se observa que la frecuencia de corte de -3 dB se reduce a unos 35 Hz, lo que es un buen valor para aplicaciones de alta fidelidad.

Tenga en cuenta que la curva corregida consiste en los efectos del filtro de paso bajo para que comience a deslizarse una vez más por encima de 200 Hz. El símbolo de CC resultante es un deflector estrecho que ofrece una mejor salida de graves a Hz más bajos que varias cajas de altavoces 'tradicionales'.

Puede parecer que el diseño del deflector abierto propuesto no reproducirá bien las frecuencias bajas. Sin embargo, eso puede deberse al hecho de que los diseñadores de cajas normalmente no permiten el efecto de la habitación o el espacio real, lo que da como resultado un pico de baja frecuencia tan pronto como se utiliza el altavoz para la habitación.

Las características de los woofers probados en la parte delantera y trasera son esencialmente las mismas a bajas frecuencias. Esta no es simplemente la situación con los graznidos (unidades de rango medio y tweeters, lo que implica que estos deben replicarse en la parte trasera).

Además, los squakers tienen características de frecuencia muy curvadas y una eficiencia de radiación inferior. Por eso se hizo importante colocar esas unidades en una pequeña vivienda

Selección de las unidades de transmisión

Para presenciar una radiación mejorada, se requiere que el diámetro de las unidades de excitación sea pequeño en comparación con la longitud de onda de audio reproducida.

Por tanto, es necesario un método de tres vías. Dado que la selección de varios tipos de unidad de accionamiento en un sistema suele dar lugar a dificultades de disponibilidad, se optó por seleccionar los 3 tipos de la gama de un único proveedor.

La red cruzada

El circuito de la red de cruce se puede ver en la Fig. 3 y su salida probada se muestra en la Fig. 4. Los inductores L2 y R2 proporcionan la corrección de baja frecuencia como se indica en la Fig. 1.

Figura 4

El filtrado adecuado se realiza mediante L1-C1. Esta sección da una pendiente de segundo orden aproximadamente por encima de 400 Hz (parece estar bastante reducida Fig.4, pero eso puede ser debido a que las curvas allí se relacionan solo con la salida eléctrica: las eficiencias de las unidades de accionamiento no están incluidas.

La resistencia R1 garantiza una resistencia bastante estable en la salida del sistema, independientemente del impacto de L2-R2 y la impedancia dependiente de la frecuencia de los woofers. La porción de los graznidos comprende L4-C2 para el roll-off a 400 Hz y L5-C3 para el mismo a 5 kHz. Las pendientes son de aproximadamente 12 dB por octava.

Junto con la caída natural de los tweeters, esto produce una pendiente más pronunciada, que es crucial para asegurarse de que los dispositivos de rango medio no manejen una cantidad excesiva de energía. El atenuador R3-R4 entre la sección y las unidades de accionamiento ofrece una coincidencia de nivel cercana a los 3,5 dB. La sección de tweeter (segundo orden) incluye L5-C4.

El atenuador R5-R6 proporciona un ajuste de nivel de aproximadamente 5,5 dB para ofrecer una respuesta de frecuencia acústica plana y definitiva. La red de cruce se desarrolla mejor sobre un tablero pequeño de uso general; consulte la Fig. 5 para ver una distribución de componentes adecuada.

Figura 5

Los inductores con núcleo son bastante pesados y, por lo tanto, deben sujetarse correctamente, si es posible con tuercas, pernos y arandelas no metálicos. Los inductores L1, L2 y L4 son tipos de bobina con núcleo HQ. Este material no crea distorsión en las frecuencias altas y bajas y también es bastante económico.

Dado que se supone que L1 y L2 transportan corrientes relativamente sustanciales, son inductores de núcleo de aire o tienen un material de núcleo no ferroso o inferior. A pesar de que C2 se elige como electrolítico bipolar, también se puede utilizar un tipo MKT con la misma eficacia.

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Cómo construir

Básicamente, todas las secciones que se muestran en la Fig. 6 están fabricadas con aglomerado de densidad media de 25 mm [1 pulgada]. El elemento principal es el panel A, un tablero de 1150 mm de altura en el que se montan un par de woofers, un chillón y un tweeter.

Tenga en cuenta que todas las unidades de accionamiento deben atornillarse en orificios hundidos, lo que aumentará sustancialmente su eficiencia de radiación. Sin embargo, esto es solo esencial en la parte frontal, porque la transmisión de audio desde la parte posterior no es tan importante.

Figura 6

Una vista lateral del diseño hasta ahora parece una sección sólida individual de 50 mm [2 pulgadas] que se ensancha en la base.

Termine esto según sea necesario en laca o enchapado. Recuerde el panel E Una vez que la laca o el revestimiento se seque, trabaje los cables de los altavoces e instale las unidades de transmisión en la parte delantera; no pase por alto los cables del altavoz de agudos y el altavoz de agudos traseros.

Conecte los cables a los dispositivos. Etiquete los extremos de los cables para que no creen confusiones posteriores con respecto a los distintos terminales del cable.

Los orificios por los que pasan los cables deben sellarse a prueba de agua con, e. gramo. una pistola de pegamento. Posteriormente, fije el panel E con tornillos para aglomerado hacia la parte superior trasera como se indica en la Fig. 6b. Las cabezas de los tornillos deben estar hundidas.

Figura 7

Cubra los espacios entre los paneles con cinta adhesiva adecuada. Después de eso, instale el chillón trasero y el tweeter.

Asegúrese de que las conexiones de los cables a estas secciones sean una réplica de las del frente, es decir, conecte la línea + del tweeter frontal a la línea - del tweeter trasero y lo mismo con las unidades de rango medio.

La polaridad eléctrica de acuerdo con la red cruzada dependerá de los altavoces frontales.

A continuación, instale el sistema de cruce debajo de los woofers como se muestra en la fotografía de la Fig. 7. Por último, cree un soporte en forma de L como se muestra en la Fig. 7, atorníllelo al panel de la base como se indica y coloque las tomas en este . Conecte los enchufes a la red cruzada según convenga.