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CH-BCH-A
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Mantenimiento
Equipos Electrónicos
2º D.P.E.
EQUIPOSSONIDO
DE
Hi-FiVu VuM E E
Existe una amplia variedad de altavoces que pueden ser clasificados según el principio físico por el que se produce la generación del movimiento.
Los principales sistemas de transducción son tres: altavoces dinámicos, electrostáticos y piezoeléctricos.
Estos tres tipos que acaparan más del 95% de los sistemas comerciales.
ALTAVOCES (clasificación)ALTAVOCES (clasificación)
ALTAVOZ
TIPOS
TIPOS
Electrodinámico
Dinámico o de bobina móvil
Electrostático
Piezoeléctrico
De cinta
Bocinas
MATERIAL DEL CONO
Cartón fibroso
Cartón fibroso con película de resina
Aluminio
Plástico
POR EL NUMERO Y DISPOSICIÓN DE
LOS CONOS
Simple conoCono
dividido
Doble
Triple
Axiales
Biaxiales (Doble cono)
Triaxiales (Triple cono)
SEGÚN LA FRECUENCIA DE REPRODUCCIÓN
Wooffer
Squawker
Tweeter
SEGÚN SU IMPEDANCIA
2, 4, 8, 16, 25, 50, 100, 400 Y 800 (o)
SEGÚN SU DIÁMETRO
1, 2, ....... (pulgadas)
SEGÚN LA POTENCIA A
DESARROLLAR (W)
Baja potencia (sin aletas refrigeradoras)
Alta potencia (con aletas refrigeradoras)
DISTINTOS ALTAVOCESDISTINTOS ALTAVOCES
1.- DIVERSOS TIPOS DE ALTAVOCES.
2.- DINÁMICO CON CONO DE CARTÓN.
3.- BOCINA.
4.- ALTAVOZ CON ALETA REFRIGERADORA.
5.- TRIAXIAL .
6.- CONO DIVIDIDO (DOBLE).
7.- ELECTROSTÁTICO.
8.-TWEETER CON CONO DE PLÁSTICO, SQUAWKER,WOOFFER.
1
2
34
5
6
7
8
TWEETER
SQUAWKER
WOOFFER
El altavoz es el elemento que transforma la señal eléctrica en señal acústica.
La pantalla acústica el conjunto del recinto acústico formado por el altavoz o altavoces y filtro divisor de frecuencias,
El Altavoz
Centradoro Araña
Cono odiafragma
Campana
Yugo
Imánpermanente
Bobinamóvil
Tapa deretenciónde polvo
Cables deconexión ala bobina
Bornes deconexión
Partes del Altavoz
•El cono o diafragma está fabricado de material fibroso y liviano con la finalidad de que sea lo más inerte posible. •La forma del cono depende de la banda de frecuencias que reproduce, las características de directividad y la potencia admisible del altavoz.
El Cono
•Está fabricada con chapa muy delgada, cuya rigidez mecánica se ha aumentado mediante las nervaduras de refuerzo. •La campana debe estar cubierta de una capa galvanoplástica que evite su oxidación.
La CampanaLa campana debe servir como soporte a todas las piezas del altavoz y sujetar el altavoz a la caja acústica o baffle.
El devanado de la bobina debe realizarse con gran exactitud, tanto eléctrica como mecánica. El grueso del hilo depende de la carga que deba aceptar el altavoz y su aislamiento debe ser de gran calidad para evitar cortocircuitos entre espiras.
La Bobina móvilLa bobina móvil está constituida por un devanado montado sobre un tubo cilíndrico.
Este tubo debe soportar los esfuerzos que hace la araña durante el movimiento vibratorio de la bobina.
El imán se coloca dentro del yugo. Consiste en un imán cilíndrico de alta conducción. Los yugos se fabrican, generalmente, con óxidos ferromagnéticos, que permiten inducciones magnéticas superiores y un peso reducido.
El Imán permanente
El imán permanente es el sistema de excitación del altavoz.
La araña debe centrar la bobina móvil en el entrehierro, con el fin de que no se produzcan roces entre la bobina y el imán o el yugo. La araña se coloca en el cuello del cono, sirviendo para unir a este con la bobina móvil.
Araña
TAPA DERETENCIÓNDE POLVO
Tapa de retención de polvo
Cuando se acumula polvo con el tiempo en el entrehierro, este provoca la inmovilización de la bobina móvil.
Para evitar esto, se coloca una tapa de retención de polvo, que tape el agujero del soporte de la bobina móvil en el interior del cono. Estas tapas pueden ser planas o semiesféricas.
El Elemento motor del altavoz
Está formado por la bobina móvil y el imán permanente. Este último se encuentra alojado en el interior del yugo y evita, junto con otros elementos (placas de campo y anillos de tope), la dispersión del campo magnético producido por el imán permanente.
La bobina móvil va unida solidariamente al vértice del cono o diafragma y está situada dentro del campo magnético producido por el imán permanente, donde aparecen las acciones que determinan el movimiento y arrastre del cono, haciéndolo oscilar.
El Elemento motor
Está formado por la bobina móvil y el imán permanente.
Este último se encuentra alojado en el interior del yugo y evita, junto con otros elementos (placas de campo y anillos de tope), la dispersión del campo magnético producido por el imán permanente.
La bobina móvil va unida solidariamente al vértice del cono o diafragma y está situada dentro del campo magnético producido por el imán permanente, donde aparecen las acciones que determinan el movimiento y arrastre del cono, haciéndolo oscilar.
Elemento mecánico
Está constituido por el cono, la tapa de retención del polvo y su suspensión.
Para que el cono no pueda desplazarse lateralmente, está sujeto por la parte de su vértice por medio del centrador o araña, que es una pieza de tela rígida en forma de acordeón que le proporciona elasticidad en el sentido vertical, pero le impide moverse lateralmente.
Por la parte exterior, el cono está sujeto a la armadura metálica o campana por un elemento de Suspensión elástico que puede ser una prolongación del mismo cono o bien de otro material, generalmente de goma.
La goma se emplea cuando al altavoz se le exien grandes desplazamientos y tiene que poseer una gran elasticidad, sobre todo en los altavoces de graves.
Elementos de soporte y conexionado.
Están constituidos por la campana, elemento fabricado con chapa muy delgada, cuya rigidez mecánica se ve aumentada mediante nervaduras de refuerzo.
La finalidad de la campana es la de servir de soporte a todas las piezas que constituyen el altavoz y en la cual se colocan los bornes de conexión, al igual que los orificios que servirán de soporte de éste a la caja acústica.
Elemento acústico
Es el elemento que transmite al recinto de audición la energía desarrollada por los elementos mecánicos, excitando así al aire que lo rodea.
Suelen ser elementos que adaptan las vibraciones sonoras al medio (aire), por ejemplo, las trompetas de los altavoces de agudos que están unidas mecánicamente a la excitación del altavoz y actúan de gabinetes acústicos para el conjunto reproductor.
FUNCIONAMIENTO
El imán crea un campo magnético.
La corriente de BF, al circular por la bobina, crea otro campo, en oposición o fase con el del imán.
Si están en oposición se atraen, si están en fase se oponen.
El grado de oposición o atracción depende de la amplitud de la señal.
Al desplazarse la bobina por los efectos anteriores se mueve el cono del altavoz.
CARACTERÍSTICAS DE LOS ALTAVOCES
•Impedancia
•Frecuencia de resonancia
•Respuesta de frecuencia
•Sensibilidad
•Potencia Nominal
•Rendimiento
•Directividad
•Distorsión
Impedancia
Los factores que determinan la impedancia de un altavoz son:
2) La resistencia óhmica del hilo de la bobina móvil
3) La reactancia inductiva de la bobina móvil, dependiente de la frecuencia
1) Las corrientes inducidas en la bobina móvil
Es prácticamente imposible que, dentro de la gama de baja frecuencia de audio (20 Hz - 20 kHz) la impedancia del altavoz se mantenga constante…
- Las impedancias más utilizadas son 4 y 8 ohmios, pero también están normalizados 2, 16, 25, 50, 100, 400 y 800 ohmios.
Es la oposición que pone el altavoz a que por el pase corriente.
Frecuencia de resonancia
Es la frecuencia característica de vibración de los elementos mecánicos formados por el diafragma, la bobina móvil y los elementos de suspensión.
A la frecuencia de resonancia un altavoz presenta su maxíma impedancia.
Por debajo de la frecuencia de Resonancia el altavoz es inoperante
Cuanto mayor es el diámetro del diafragma menor será la frecuencia de resonancia del altavoz.
Cuanto menor es el diámetro del diafragma mayor será la frecuencia de resonancia del altavoz.
Agudos (tweeter)
Medios (squawker)
Graves (woofer)
Este tipo de altavoces los utilizaremos para reproducir frecuencias mas altas.
este tipo de altavoces los utilizaremos para reproducir frecuencias mas altas.
Frecuencias medias.
Curvas características de la impedancia en función de la frecuencia, para altavoces de 5”, 8” y 15” de diámetro del diafragma.
Podemos ver que cuanto menor es el diámetro del altavoz mayor es su impedancia
12
8
4
0101 102 103 104
15’’
)(Z
8’’ 5’’
M
Hz
La rigidez del diafragma influye sobre el valor de la frecuencia de resonancia. Así, un diafragma muy rígido tiene una frecuencia de resonancia más elevada que uno de material ligero.
También el sistema de suspensión del diafragma influye sobre la frecuencia de resonancia. Cuanto más fuerte sea la suspensión del diafragma, mayor será la frecuencia de resonancia.
e informa de la intensidad sonora proporcionada por el altavoz para cada una de las frecuencias que componen el espectro de audio.
La curva de respuesta interesa que sea lo más plana posible para todo el espectro de audio, lo que es imposible de obtener con un solo altavoz.
La curva de respuesta en frecuencia de un altavoz es uno de los datos de mayor importancia que facilita el fabricante
Respuesta de frecuencia
Se recurre a la utilización de dos o tres altavoces cuyas respuestas de frecuencias abarquen zonas distintas del espectro de audio y cuya combinación comprenda toda la zona de audio.
20 Hz 400 - 700 Hz 3 - 8 KHz 20 KHz
Squawkero
Mig-range
AGUDOSGRAVES
TweetersWoofers
Sub-woofers
Ultra-HighTweeters
MEDIOS
SensibilidadSe define como el nivel de presión sonora (NPS) medido a 1 m de distancia en la dirección del eje de mayor radiación del altavoz, cuando es excitado con un 1 W de potencia eléctrica, medida esta sobre su impedancia nominal.
El ángulo de cobertura de un altavoz queda definido por una caída de su presión sonora SPL de 6 dB con relación a su eje principal.
El valor de la sensibilidad puede medirse para una o varias frecuencias.
Si lo medimos para una sola frecuencia, el valor medido puede tener un gran error, dadas las irregularidades de la respuesta de frecuencia del altavoz.
Por este motivo, cuando se realizan las medidas de sensibilidad, se
utiliza como señal patrón de entrada ruido rosa, que consiste en una banda de ruido que mantiene constante el nivel de energía sonora por octava.
Un altavoz de uso normal puede tener una sensibilidad de 80 dB/W, lo cual nos indica que 1 W de entrada producirá a 1 m del eje del altavoz un nivel sonoro de 80 dB.
85 - 90 dB 95 – 100 dB
Pocas prestaciones
Altas prestaciones
90 - 95 dB > 100 dB
Medias prestaciones
Prestaciones específicas.
Consideraciones sobre la potenciaEl nivel de presión acústica de un altavoz es función directa del movimiento del cono que, a su vez, depende de la potencia nominal que se aplica a la bobina móvil del altavoz.
Potencia eléctrica nominal o RMS
La duración de la prueba es de un minuto y se repite 10 veces a intervalos de dos minutos.
Es la potencia eléctrica que el altavoz es capaz de disipar con una señal de prueba de ruido rosa (que simula un programa musical) sin sufrir daños permanentes
)(2
WZVP
NOMINAL
==
Potencia eléctrica de pico o musical.
Es la potencia eléctrica que el altavoz es capaz de disipar con una señal de prueba de ruido rosa filtrado (simulando a señal musical) sin sufrir daños permanentes.
La duración de la prueba es de un segundo y se repite 60 veces a intervalos de un minuto. El valor de la potencia se calcula sobre el valor nominal de la impedancia.
potencia mínima
Es la potencia mínima que ha de entregar el amplificador al altavoz para obtener un nivel de audición que sea capaz de excitar el altavoz.
Esta potencia determina la sensibilidad del altavoz.
Potencia continua sinusoidal
Es la potencia eléctrica que el altavoz es capaz de disipar con una señal de prueba, que es un barrido continuo dentro del margen de trabajo de señal senoidal, sin sufrir daños mecánicos o térmicos.
La duración de la prueba es de un 100 horas consecutivas. Este dato no suele ser facilitado, ya que los dos anteriores aportan suficiente información.
El altavoz debe de tener una potencia admisible mucho mayor
que el valor de potencia entregado por el amplificador.
MODELO 15 B100/RDiámetro: 380 mm.Potencia: 150 W.Sensibilidad: 97 dB.Frecuencia: 20-2500 Hz.
Potencia 30WImpedancia: 1000W / 1 KHzRespuesta frecuencia: 3,5 KHz - 25 KHzDimensiones máx.: 2"
Directividad Es la variación del nivel de presión sonora a una distancia fija, en función del ángulo de giro del altavoz. Para conocer la direccionalidad de un altavoz se recurre a las curvas polares de directividad de un plano, que determinan las características de cobertura de los sistemas de altavoces para diferentes frecuencias.
El trazado polar, que consiste en una medida del nivel de presión sonora en torno a los 360° alrededor del plano que forma la fuente sonora.
El registro de estas gráficas se hace situando el altavoz en un banco giratorio, se reproduce una banda concreta y se mide el NPS a una distancia fija, se va girando el altavoz en el plano horizontal de 15 en 15 grados y midiendo la caída de NPS con respecto al valor de NPS a 0º.
Ejemplos de curvas polares, en donde se aprecia el comportamiento de la directividad de un altavoz en función de la frecuencia.
A medida que va creciendo la frecuencia para un mismo diafragma, el altavoz se hace más directivo.
La energía radiada por un altavoz al espacio se difunde en todas direcciones según las características de direccionalidad que tenga.
Se comprueba que las curvas se hacen más directivas a medida que aumenta la frecuencia.
Dicho índice nos informa de cómo un altavoz concentra la potencia acústica en la dirección útil (dentro de su ángulo de cobertura), evitando radiar potencia en otras direcciones (hacia los lados o hacia atrás), evitándose así la reverberación.
Índice de directividad (ID)Es la relación, expresada en dB, entre la intensidad acústica radiada por el altavoz medida en el eje, y la intensidad acústica radiada por un altavoz omnidireccional (que radia igual en todas direcciones), medido en las mismas condiciones.
Un altavoz omnidireccional (concepto sólo teórico), tiene un índice de directividad de valor uno. Cuanto más directivo sea un altavoz, mayor será su ID.
Es un valor que se expresa en grados sexagesimales (de 0º a 360º), e indica la porción del espacio situado frente al altavoz, horizontal o vertical, en donde la caída del NPS respecto al eje es menor de 6dB.
Se mide de lado a lado del haz. Normalmente se suele dar el valor de ancho de haz a -6dB, aunque a veces se da para -3dB; siempre se especifica.
El ancho de haz
Los altavoces son los elementos que mayor índices de distorsión presentan, junto con los micrófonos, dentro del sistema de HI-FI. Principalmente en bajas frecuencias, no es extraño que un buen altavoz produzca un 5 por 100 de distorsión.
Afortunadamente, en frecuencias medias y altas, donde el oído es más sensible a la distorsión. los valores típicos suelen estar entre 0,5 y 2%.
Un valor idóneo de distorsión se considera el 1 por 100, pero esta magnitud es sobrepasada fácilmente cuando se aumenta la potencia nominal del altavoz.
La limitación de potencia máxima que puede disipar un altavoz se debe a dos causas distintas.
Distorsión
La Segunda: El nivel de corriente admisible por un altavoz
y es función del desplazamiento máximo que puede realizar el diafragma del altavoz.
Cuando se le aplica una señal eléctrica a la bobina, que se encuentra pegada solidariamente al diafragma, el conjunto se desplaza de la posición de equilibrio
Lógicamente el recorrido dispone de un punto máximo ya que la suspensión se alarga junto con el diafragma en su viaje hacia el exterior del sistema. Si este punto se supera, se romperá la suspensión y con ella el altavoz.
La primera es la generación de calor en la bobina del altavoz
Cuanto mayor es el desplazamiento del altavoz, mayor será la corriente que atraviesa la bobina.
Si la señal procedente del amplificador es de mayor amplitud que la aplicada con anterioridad, la bobina será impulsada parcialmente fuera del entrehierro, con lo que el número de espiras dentro del campo magnético producido por el imán será prácticamente inexistente
producirá un recorte de la señal de salida, puesto que, una vez se encuentra la bobina móvil fuera, ésta suspende su desplazamiento al no existir campo magnético que influya sobre ella
