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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Altavoces grandes en cajas de coche pequeñas. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Altavoces Todos somos muy conscientes del importante papel que juega el subwoofer en el interior del automóvil, y lo hemos sido durante bastante tiempo. Y no sólo, por cierto, en el automóvil. En un salón de apartamento normal equipado con un cine en casa, la instalación de un subwoofer juega un papel igualmente importante. Y ahora, en general, todo está revuelto: ponen teatros en un carro. A partir de esto, sin embargo, dejan de ser hogareños y pasan a ser móviles, con todas las circunstancias consiguientes, pero no cambian su esencia de seis canales (el sexto canal acaba de replantear el subwoofer).
Mientras tanto, el problema del espacio libre en el coche no ha perdido relevancia. En este sentido, los fabricantes acústicos resultaron estar bien preparados, habiendo enseñado a los cabezales de subgraves a trabajar en cajas de pequeño volumen. Intentemos rastrear cómo sucedió esto y, al mismo tiempo, repetir la anatomía de la cabeza del bajo en la etapa actual de desarrollo. Hagamos una reserva de inmediato de que en la primera parte (histórica) de esta revisión, hablaremos no solo sobre cosas puramente de audio para automóviles. Muchas tecnologías de subwoofer llegaron a nuestro automóvil desde el hogar o incluso desde el audio profesional, y este hecho no se puede ignorar. Pero el segundo (anatómico) está enteramente dedicado a los altavoces del coche.
Poner un woofer grande en una caja pequeña no es gran cosa. Otra pregunta es cómo hacer que cumpla con sus deberes inmediatos: reproducir lo que comúnmente se llama un bajo profundo, claro y bien articulado. Como sabemos, durante el funcionamiento del altavoz en diseño acústico, se comprime aire dentro de la carcasa. Bajo fuerte presión, el aire tiende a salir, y como falla, actúa como una especie de resorte. Cuanto menor es el volumen de la caja, más rígido es el resorte, más razones para la aparición de resonancias, pérdidas de graves e incluso los requisitos previos para dañar el altavoz, que no está adaptado a este volumen. Durante los últimos 50 años, la idea de los mejores en la industria del audio ha sido hacer que los woofers encajen en gabinetes más pequeños aumentando el recorrido del cono. Se utilizaron varios métodos, desde la creación de controladores únicos en ese momento con un mayor recorrido del sistema de movimiento hasta el diseño de nuevos diseños acústicos. En 1954, Acoustic Research presentó el primer subwoofer de largo alcance, el AR-1W, que podía reproducirse en un volumen cerrado relativamente pequeño. Al mismo tiempo, su frecuencia límite inferior era de 20 Hz, muy baja para esa época (y no está mal para la nuestra). El concepto de largo alcance se puso de moda y, unos años más tarde, Acoustic Research aplicó una tecnología similar a su sistema estéreo de rango completo AR-3. Debo decir que un cambio radical en la industria del audio, incluida la acústica, se produjo con la llegada de las grabaciones estéreo a finales de los años 50. Este fatídico acontecimiento fue seguido por la difusión de la radio FM, que también operaba en estéreo. El audio estaba desapareciendo gradualmente como un pasatiempo de bricolaje y evolucionando lentamente de un pasatiempo de ingeniería a una industria con un gran futuro potencial. Para reproducir música, ahora se requería no un altavoz, sino dos, y preferiblemente no muy grandes, para no ocupar la mitad del área útil de un apartamento de tamaño mediano. Justo con esto estaba tenso, ya que los amplificadores de potencia entonces no eran lo que son hoy. El Dynaco de 60 vatios y el McIntosh MC275 (dos canales de 75 vatios) parecían monstruos en ese momento en comparación con todos los demás. Por lo tanto, casi la única opción eran los enormes, pero sensibles altavoces fabricados por JBL y Altec, en un tamaño no muy inferior a los sistemas acústicos de los cines, en los que ambas empresas se especializaron inicialmente. Pero, por supuesto, no podía seguir así por mucho tiempo. A principios de los años 70, un ingeniero y matemático talentoso, James Novak de Jensen, descubrió cómo enseñar a los woofers a funcionar correctamente en un reflejo de bajos. Usando la nueva tecnología, Jensen produjo varios parlantes compactos que eran mucho más eficientes que los parlantes de Acoustic Research, pero aún carecían de profundidad de graves. La investigación en el campo del embalaje fue continuada por los conocidos científicos Thiel y Small, así como por Ashley y Benson. Por cierto, los programas de computadora para calcular el diseño acústico se basan en su investigación. La investigación ha dado sus frutos, pero persisten los principales inconvenientes del inversor de fase. Se sabe que la carcasa bass-reflex es un orden de magnitud más complicada que una caja cerrada convencional. El truco principal aquí es que para reproducir frecuencias desde las profundidades del rango de graves, el túnel phoso-reflex debe tener una gran longitud y un gran diámetro. A veces, para reducir la velocidad del aire que pasa por el túnel, su área debe ser incluso mayor que el volumen del cuerpo mismo, lo que, por supuesto, no es el caso. Aquí vino al rescate alguien que Harry Olsen planteó la idea de utilizar un radiador pasivo en lugar de un puerto inversor de fase: un difusor con suspensión, pero sin sistema magnético. En este caso, la masa del diafragma tenía que ser equivalente a la masa de aire que pasa por el puerto en un inversor de fase convencional. JBL comenzó a producir este tipo de radiadores a finales de los años 60 y se propuso ajustarlos aumentando la masa utilizando anillos de acero especiales que se unían a la tapa antipolvo. Pero era muy difícil traducirlo en producción en masa. Una caja cerrada es mucho más fácil. Y la búsqueda del "grial" continuó. El fundador de Cerwin Vega, Gene Cervinsky (no solo, por supuesto, junto con el personal de la empresa) contribuyó al desarrollo de subwoofers compactos con un difusor de cono. Comenzó con la producción de monitores profesionales para conciertos y clubes, y solo 30 años después fabricó su primer woofer casero de largo alcance para la revolucionaria acústica Infinity Servo-Static. El altavoz de subgraves tenía una bobina de voz servocontrolada y su propio amplificador, y los altavoces de banda ancha eran un par de paneles electrostáticos dipolo. Pronto se lanzó el famoso Stroker, nuevamente primero para profesionales, luego para uso doméstico y luego para uso automotriz. Los rasgos característicos de los "strokers" eran bobinas de voz alargadas y enormes arandelas de centrado, todo en beneficio de la potencia, la pureza y la profundidad del infrasonido. Y, por supuesto, el Stroker presentaba suspensiones de espuma multicapa de alta resistencia que podían manejar cargas pesadas. Y la carga de trabajo siguió creciendo. Electro Voice ha lanzado controladores de subwoofer EVX caseros de 15 "y 18" con más de dos pulgadas de recorrido. Es cierto que no recibieron una amplia distribución en un momento: las tecnologías resultaron ser demasiado avanzadas, en el sentido irrazonablemente costosas. JL Audio fue una de esas empresas que llevó los métodos de fabricación probados de subwoofers domésticos y profesionales al automóvil. Estos eran altavoces poderosos, con conos pesados y un gran sistema de movimiento. Al mismo tiempo, podían tocar en volúmenes cerrados relativamente pequeños (para ese momento). JL Audio no solo se dedicó a la implementación práctica de tecnologías extranjeras, sino que también inventó las suyas propias. Digamos, todo con el mismo objetivo de aumentar la carrera de trabajo del cono, los ingenieros de la compañía decidieron alejar la arandela de centrado de la carcasa del altavoz y al mismo tiempo aumentar radicalmente su diámetro. También se trabajó para aumentar la rigidez y resistencia de los conos para proteger el difusor de las altas presiones en el interior de la carcasa. A mediados de los años 80, los productos Earthquake eran muy populares. El diseño de los woofers de automóviles californianos se distinguía por potentes suspensiones, grandes arandelas de centrado e imanes prefabricados. Al mismo tiempo, la empresa abandonó la tecnología probada para hacer corrugaciones a partir de varias capas de espuma: las suspensiones comenzaron a fabricarse a partir de una capa gruesa de la misma espuma, pero con mejores características. Además, su geometría cambió: la altura y el ancho aumentaron, lo que también contribuyó a aumentar la longitud del recorrido del difusor. Curiosamente, los métodos desarrollados en los altavoces de los automóviles se utilizaron luego en la producción de los subwoofers compactos domésticos de la empresa. Los pioneros en la construcción de subwoofers también incluyen SoundSrtream, que en 1993 fabricó el altavoz de largo alcance SS-10R. Es imposible pasar por alto el período inicial del trabajo de Velodyne. A principios de la década de 80, la compañía se hizo famosa con el subwoofer de cine en casa ULD-18 de 18" con un rendimiento excelente. Además, el altavoz funcionó en un volumen extremadamente pequeño, para su tamaño, completamente cerrado, aproximadamente la mitad del mínimo permitido. Y todo gracias al sistema de servocontrol High Gain/Ultra Low Distortion. Se sabe que a los fabricantes de altavoces les gustó la idea de usar una caja cerrada, en gran parte porque, en comparación con los recintos bass-reflex en un volumen cerrado, se mejora la linealidad del altavoz. Pero esto es si el volumen es adecuado a los parámetros de la cabeza. Si no, entonces no puede haber ninguna cuestión de linealidad. En el ULD-18, se instaló un sensor especial en la bobina móvil, que monitoreó la posición de la bobina y la corrigió. Muy pronto, Velodyne estuvo entre los líderes de la industria, y la tecnología de servocontrol se transfirió a los altavoces para automóviles de la empresa. En general, continúa en la actualidad la tendencia hacia un aumento de la carrera de trabajo del difusor y una disminución del volumen de trabajo de la carcasa. Lo cual se refleja en el diseño de los altavoces en consecuencia. Es hora de hablar de ella. Nos moveremos, si no te importa, de arriba a abajo. Por si acaso, proporcionamos los equivalentes en inglés. Collarín de sellado (Junta) Está claro por definición que el reborde sirve para un contacto más estrecho con la superficie de montaje. En los primeros días de la construcción de subwoofers, el papel y el corcho se usaban principalmente como material de sellado. Ahora el material principal es el caucho. También hay espuma y varios plásticos. En la versión clásica de instalación, dentro de la caja, se pega a lo largo del plano superior del borde de la caja del altavoz. La junta en el borde inferior para montar el altavoz "fuera" es menos común. A veces, para que sea más fácil para los instaladores, se incluye una junta adicional con el altavoz. También ocurre al revés: al parecer, por motivos de diseño, muchos fabricantes han dejado de equipar sus productos con juntas recientemente, o existe un lateral como tal, pero sirve a fines meramente decorativos. Suspensión (envolvente) Actualmente se utilizan caucho butílico, espuma de poliuretano y santopreno para la fabricación de suspensiones. Los dos primeros materiales son más comunes, tienen suficiente resistencia y soportan bien las cargas de temperatura. Sin embargo, cada uno de ellos tiene sus propias ventajas. La goma es más blanda, de ahí la baja frecuencia de resonancia del subwoofer, pero también el gran volumen equivalente. Es decir, las dinámicas necesitan espacio para “cantar” a plena voz. Espuma de poliuretano: el material es menos duradero, más que el caucho está expuesto a la temperatura y la radiación ultravioleta, pero es más rígido y liviano y, por lo tanto, puede proporcionar, aunque no radicalmente, una mayor linealidad de movimiento, lo cual es importante en los tiempos modernos. La suspensión hace exactamente eso (no uno, por supuesto), que monitorea la linealidad de las oscilaciones del cono y evita que la bobina de voz salga del espacio magnético y choque con el circuito magnético. Muchos woofers de dinostroke modernos tienen corrugaciones rígidas de mayor radio y altura (aunque no es un hecho que una corrugación ancha sea garantía de un gran trazo). A veces la suspensión tiene un área casi igual al área del propio difusor. Lo cual, en primer lugar, afecta a dos parámetros importantes: la longitud de la carrera de trabajo (Xmax) del sistema móvil (aumenta) y la sensibilidad (disminuye). Este último, como se sabe, depende en gran medida del área de la superficie radiante del difusor. Dado que la potencia entregada al altavoz ya no es un problema, ha habido una tendencia a sacrificar la sensibilidad a favor de aumentar Xmax. Tapa contra el polvo Aquí, también, la función principal reside en el nombre. La tapa contra el polvo está ubicada en el medio del cono, encima de la bobina de voz (a menudo pegada a ella), e impide la penetración de partículas extrañas, en particular polvo, en el espacio magnético. Estas partículas pueden interferir con el movimiento del cono y dañar la bobina móvil. Si antes estos detalles de diseño del subwoofer tenían inevitablemente una forma convexa, ahora la tradición se está violando cada vez más. Cada vez hay más woofers con tapas planas, cóncavas o sin ellas. Hay otro extremo: una tapa antipolvo (la palabra "tapa" en este caso no es adecuada) ocupa casi toda la superficie radiante. Los experimentos fueron dictados por el deseo de los fabricantes de aumentar la rigidez del difusor por cualquier medio, lo cual es un factor particularmente importante cuando se opera a altas potencias. Además, se cree que la forma cóncava, que sigue la geometría del cono, contribuye a la formación de ondas sonoras más regulares y reduce la distorsión no lineal. Aunque debo decir que en comparación con los medios graves y medios en el enlace de frecuencia ultra baja, el efecto es menos notable. En cuanto a los materiales, las tapas antipolvo suelen estar hechas del mismo material que el cono del altavoz. El plástico también está muy extendido. Difusor Aquí es donde el campo para los experimentos por parte de los fabricantes, y el campo ya está bien arado. Por supuesto, el propósito del difusor sigue siendo el mismo y el mismo para todos: el pistón en su esencia, pone el aire en movimiento y crea ondas de sonido. Pero en términos de geometría y materiales, las soluciones pueden ser muy diferentes. Si las tapas antipolvo solían ser solo convexas, entonces los difusores son solo cóncavos, es decir, cónicos, de ahí el nombre inglés cono (cono). Ahora no todo está tan claro. Aunque las formas cónicas siguen dominando, varias empresas fabrican la parte delantera del "pistón" en forma de diafragma plano para aumentar la rigidez del "pistón" y reducir la distorsión no lineal. La otra "fila" es todo para lo mismo, por el contrario, trabaja para aumentar la curvatura del cono. Ambos a menudo tienen éxito. Hace un par de años, American Still Water Designs fue el primero en invadir el statu quo "redondo" de décadas de antigüedad de la acústica del automóvil. Esta invasión se expresó en la creación del Kicker Solobaric L7 cuadrado de baja frecuencia. La empresa de Oklahoma motivó tal "blasfemia" por el deseo de aumentar el área de la superficie radiante. Logró su objetivo: el aumento fue del 30 por ciento, lo que en primer lugar tuvo un efecto positivo en la cantidad de energía sin distorsiones que L7 podía proporcionar. Hasta el momento, la iniciativa de Still Water Designs no ha encontrado una amplia respuesta. Según nuestra información, Power Akoustic también fabrica subwoofers cuadrados, y los woofers hexagonales se han producido bajo la notoria marca Xtant desde el año pasado. El resto está mirando de cerca, por lo que es demasiado pronto para sacar conclusiones. En cuanto a los materiales, últimamente, como resultado de una intensa búsqueda de un compromiso dorado entre tres factores: rigidez, ligereza y resistencia, ha habido tantos que apenas tiene sentido enumerarlos todos, pero probablemente valga la pena nombrar los principales. Curiosamente, la lista de líderes sigue incluyendo la celulosa (y no solo para los modelos baratos), ya que, según la opinión establecida, se considera un material muy “musical”. Está claro que hoy no se cruza con nada. El polipropileno es muy común, así y con varios recubrimientos e impregnaciones (níquel, titanio), que nuevamente sirven para aumentar la rigidez del cono y mejorar la disipación de calor de la bobina móvil. No son raros los materiales compuestos que utilizan carbono y fibra de vidrio, así como los conos de tres capas con núcleos de panal. Bastante, aunque no tan bien como el papel y el polipropileno, se arraigaron los diafragmas de aluminio, cuyo nacimiento lo dio Alumapro. Kevlar (Eton, Focal, Power Acoustik) recibió aproximadamente el mismo grado de prevalencia. Cuando se derivará la fórmula del "difusor de oro", no nos comprometemos a predecir. Sin embargo, a juzgar por los folletos, muchos fabricantes lo sacan a la luz todos los años. Cesta
También se suele denominar "marco", pero en realidad es la carcasa del altavoz en la que se basan sus componentes. Está claro que a los niveles de presión de sonido que los subwoofers modernos pueden reproducir, se imponen mayores requisitos a las cestas. Lo principal es la ausencia de resonancias. Se dice que los marcos de aluminio fundido a presión son menos resonantes, por lo que la fundición es el método principal para fabricar modelos de woofer costosos. Además, la canasta es, en cierto sentido, el disipador térmico del altavoz, y el aluminio es el campeón en términos de disipación de calor. En cambio, entre los subwoofers muy pura sangre hay cestas de acero estampado recubiertas de un compuesto especial para reducir las resonancias, y nada, no suenan, funcionan como deben. A veces, la amortiguación de las resonancias se ve facilitada por la forma de la caja, la presencia de nervaduras de refuerzo en la canasta. Recientemente también han comenzado a aparecer cestas hechas de compuestos plásticos. Contactos principales (Terminales) Aquí tampoco se observa uniformidad, sin embargo, se puede afirmar que cada vez más fabricantes intentan no ahorrar en contactos. Ahora, incluso en modelos bastante económicos, hay terminales de tornillo sólido y el dorado se ha convertido en un revestimiento bastante estándar. Una alternativa a los "tornillos" son los clips de resorte, que también brindan una conexión confiable a las salidas del amplificador. Y, por supuesto, nadie prohíbe (aunque no recomienda) utilizar las tradicionales espátulas en los subwoofers para abaratar el producto, pero para calibres más grandes siguen siendo preferibles las abrazaderas de tornillo o de resorte. Arandela de centrado (Spider)
En inglés - araña, es decir, una araña. En apariencia, también se asemeja a un insecto de ocho patas, así como producto de su actividad. La arandela de centrado se ubica tradicionalmente directamente debajo del cono y es responsable de la linealidad de la bobina móvil y, por lo tanto, de la linealidad de los movimientos de todo el sistema móvil. Esta parte del altavoz suele estar hecha de algodón, una mezcla de algodón y polímero (conex), o Nomex. A veces, los conductores de cinta de metal se tejen en la corrugación de las arandelas, que están diseñadas para aumentar su resistencia y durabilidad. Por lo general, una arandela de centrado grande indica una gran carrera mecánica del difusor. Distinguir entre arandelas cóncavas y planas. Los primeros son menos comunes, principalmente en parlantes económicos, y la forma cóncava en este caso se usa para limitar el recorrido de la bobina móvil. Mucho más comunes en los subwoofers de largo alcance son las arandelas planas con un número y una geometría de torceduras cuidadosamente calculados, que permiten una alta linealidad de la bobina móvil. A medida que los impulsores de largo recorrido se vuelven populares, se utilizan cada vez más las arandelas de perfil corrugado progresivo (con paso creciente desde el centro hacia la periferia), así como las arandelas de doble centrado. Se conocen casos en los que en altavoces subwoofer con sistema magnético invertido se colocaban arandelas de centrado en la parte frontal del cono. Bobina de voz Quizás el elemento más importante de un altavoz. La bobina móvil está ubicada en el espacio magnético, unida al cono del difusor ya la arandela de centrado; bajo la influencia de un campo magnético los pone en movimiento, lo que finalmente resulta en la formación de energía acústica. La bobina de voz es un cable enrollado en un marco. El diámetro estándar es de 2 pulgadas. El marco generalmente está hecho de materiales con buena conductividad térmica: aluminio, mylar, fibra de vidrio y kapton. De gran importancia para la longitud de la carrera del difusor y la potencia máxima suministrada por el amplificador es la longitud del devanado y el calibre del cable (generalmente de cobre o aluminio). Otro factor que no se debe subestimar es la calidad del pegamento con el que se pega el alambre a las caracas. La impedancia estándar de la bobina de voz de un subwoofer para automóvil es de 4 ohmios, pero como se suele decir, es posible que haya variaciones. Además, en los últimos años, los casos de producción de altavoces con bobinas de dos devanados se han vuelto más frecuentes. Por lo general, se conectan en paralelo para maximizar el potencial del amplificador. Está claro que a medida que aumenta la potencia, también lo hacen las temperaturas. Por eso, en los altavoces modernos de alta potencia se utilizan varios trucos para ventilar la bobina móvil: desde el orificio final en el circuito magnético inferior hasta complejos sistemas con aletas de refrigeración o incluso filtros de aire. Circuito magnético superior (Placa superior)
Sujetado (atornillado o pegado a presión) directamente al fondo de la cesta. La tarea de la "cubierta superior" es dirigir el flujo magnético hacia el espacio magnético. Este componente estructural es de acero, necesariamente de bajo contenido en carbono, ya que reduce la fuerza del campo magnético. Pero esto no es un problema: el acero libre de carbono es más barato. Imán
La mayoría de las veces, un altavoz de subgraves se juzga por el peso y la altura del sistema magnético. Lo cual es básicamente comprensible. Especialmente ahora, cuando el deseo de obligar al woofer a tocar en un gabinete estrecho ha llevado a un aumento radical en el peso del sistema móvil y, en consecuencia, a una disminución en la sensibilidad. La única forma de compensar el gran peso del sistema móvil es aumentar el peso del sistema magnético. Es por eso que los "carreras largas" modernos, por regla general, están equipados con imanes pesados de doble o incluso triple altura. Recientemente, han aparecido estructuras prefabricadas a partir de varias "pilas" de perlas de ferrita de pequeño tamaño dispuestas en un círculo: se cree que de esta manera es posible lograr una mayor uniformidad del campo magnético. La ferrita sigue siendo el material más común. Recientemente, sin embargo, varias empresas han mostrado subwoofers con un imán de tierras raras en miniatura "frontal" (como en los tweeters), pero aún es demasiado pronto para hablar de una tendencia. Circuito magnético trasero (Back Plate) La "cubierta trasera" del sistema magnético, al igual que la cubierta frontal, está hecha de acero con bajo contenido de carbono. Casi en todas partes en el circuito magnético trasero de los modernos altavoces de subwoofer de largo alcance hay un respiradero para enfriar la bobina móvil. Y más a menudo no solo un agujero, sino un sistema de ventilación bien pensado. Además, para un mayor recorrido de la bobina de voz, no es raro utilizar engrosamientos cónicos al final del altavoz. Publicación: 12voltsmagazine.com
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Comentarios sobre el artículo: Andrés ¿Qué za modeli dinamika tot s 3 magnitami takoi tipo litaia aliuminevaia rama?
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