06_Arreglos (1)

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6.- Arreglos de Cajas Acusticas

6 Arreglos de Cajas Acústicas

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6.1

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6.- Arreglos de Cajas Acusticas 1) Agrupamientos

Como se vio en los temas 1 y 2 (mediciones y altavoces) un gran número de fabricantes de equipos de sonido profesional documentan el rendimiento de sus productos (aunque no todos los hacen de la misma manera). En general se tiene a creer que el comportamiento de la respuesta de frecuencia de una caja acústica determinada será siempre idéntico al que el fabricante presenta. Desafortunadamente el entorno acústico en el que se encuentre la caja acústica (presencia o ausencia de superficies), asi como la formación de agrupamientos de múltiples cajas acústicas, modificarán la respuesta de frecuencia. A los agrupamientos de cajas acústicas también se les conoce como arreglos.

¿Por qué hacer agrupamientos?: - ¿Porque se busca obtener más presión sonora? - ¿Porque se busca incrementar la cobertura? - ¿Porque se busca impresionar con una pared inmensa de cajas acústicas? - ¿Porque se desea obtener determinado número de “watts por persona”? Mientras que las dos primeras razones son válidas, las dos últimas son erroneas. Aunque se llegue a pensar lo contrario, la formación de arreglos es mucho más compleja de lo que solamente acomodar cajas acústicas una al lado de otra o una arriba de otra para hacer “paredes”.

Un arreglo consiste en el agrupamiento de 2 o más cajas acústicas.

2) Arreglos Horizontales en Paralelo Por ejemplo hacer un arreglo de 2 cajas acústicas es tan sencillo como colocar una caja acústica al lado de la otra. La ilustración 6.1 muestra la colocación de ambas cajas acústicas (en este caso modelo UPA-1P)

Ilustración 6.1 Dos Cajas Acústicas una al costado de la otra Derechos reservados Meyer Sound 2000

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6.2

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Guía para Self Powered ... Cobertura y Presión Sonora

La ilustración 6.2 muestra las gráficas de presión dentro del área de cobertura horizontal para las frecuencias controladas por el difusor de trompeta.

Se muestra de manera independiente la gráfica de presión de la caja acústica colocada a la izquierda y de la caja acústica colocada a la derecha. Asimismo se muestra la gráfica de presión resultante de la interacción entre ambos altavoces.

-6 dB -6 dB -5 dB -5 dB

-6 dB

-4 dB -4 dB

-6 dB 0 dB

-5 dB

-3 dB 100 Grados

-2 dB

-4 dB -2 dB

-4 dB

+1 dB

0 dB

-3 dB

-5 dB

-3 dB

-1 dB 0 dB

-3 dB

+1 dB

-1 dB

+2 dB

+2 dB

-2 dB -2 dB +3 dB

0 dB

-1 dB

-1 dB +3 dB

100 Grados

+4 dB

+4 dB +5 dB

+5 dB

+6 dB

100 Grados

Ilustración 6.2 Mapas de Presión de dos cajas acústicas Las gráficas de presión estan referenciados al eje (0º) de cada caja acústica, y por lo tanto en el borde de cobertura (50º hacia la izquierda y derecha) indican -6 dB. Al interactuar las 2 cajas acústicas, la presión se incrementa 6 dB, y por lo tanto el eje del arreglo muestra +6 dB, y su borde de cobertura muestra 0 dB. Puede apreciarse que la cobertura individual de cada altavoz es de 100º, y que la cobertura resultante de la interaccdión de ambos altavoces también es de 100º.

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La ilustración 6.3 muestra la respuesta de frecuencia de uno de los altavoces en dos posiciones distintas. El trazo claro muestra la respuesta de frecuencia en el eje del altavoz, mientras que el trazo obscuro muestra la respuesta de frecuencia en el borde de cobertura (hacia la izquierda o derecha), en este caso 50º fuera del eje. Puede observarse que solamente las altas frecuencias se atenuaron 6 dB. En general es muy frecuente que se malinterprete el asunto de la cobertura en altavoces. Erroneamente se llega a suponer que fuera del área de cobertura no existira

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6.3

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El area de frecuencias del difusor de trompeta ha perdido 6 dB (trazo obscuro)

Ilustración 6.3 Respuesta de Frecuencia en el eje (trazo claro) y fuera de eje @ 50º (trazo obscuro). Altavoz izquierdo sonido. Las ilustraciones 6.4 y 6.5 muestran mediciones realizadas fuera del área de cobertura (en este caso a 66º y 83º). Puede observarse que a 66º el área de altas frecuencias se ha atenuado 10 dB, y que a 83º la atenuación es de 15 dB.

Es muy importante tener claro que el área de cobertura incluye las posiciones en donde la atenuación con respecto al eje es menor a 6 dB, y que fuera del área de cobertua S I existe sonido.

Fuera de cobertura (-6 dB). El area de frecuencias del difusor ha perdido 10 dB

Ilustración 6.4 Respuesta de Frecuencia fuera del eje @66º (-10 dB). Altavoz izquierdo

Fuera de cobertura (-6 dB). El area de frecuencias del difusor ha perdido 15 dB

Ilustración 6.5 Respuesta de Frecuencia fuera del eje @ 83º (-15 dB). Altavoz izquierdo

Diferencia entre Trayectorias La ilustración 6.6 muestra las diferencias entre las trayectorias recorridas de los altavoces mostrados en la ilustración 6.2 en cuatro posiciones (A, B, C y D) con respecto al eje del altavoz izquierdo. Las 4 posiciones son 0º Derechos reservados Meyer Sound 2000

(posición A, y eje del altavoz izquierdo), 16.6º (posición B), 33.3º (posición C) y 50º (posición D, y borde de cobertura hacia el extremo izquierdo).

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6.4

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4.00 4.32 4.00 4.23

4.00 4.12

4.00 4.02

Posición D 50º fuera del eje del Altavoz izquierdo Diferencia entre trayectorias = 32 cm (0.94 ms)

Posición C 33.3º fuera del eje del Altavoz izquierdo Diferencia entre trayectorias = 23 cm (0.67 ms)

Posición B 16.6º fuera del eje del Altavoz izquierdo Diferencia entre trayectorias = 12 cm (0.35 ms)

Area de cobertura de la caja acústica colocada a la izquierda

Posición A 0º fuera del eje del Altavoz izquierdo Diferencia entre trayectorias = 2 cm (0.05 ms)

Area de cobertura de la caja acústica colocada a la derecha

Area de interacción entre la cobertura de ambas cajas acústicas

Ilustración 6.6 Diferencia en trayectorias en 4 posiciones En la posición A se observa que la diferencia entre ambas trayectorias es de 2 cm (2 cm = 0.02 mts). Convertido a tiempo 0.05 ms.

Nota: La velocidad del sonido @ 15º Centigrados es 340 metros/segundo Por lo tanto (0.02 mts) / (340 mts/seg) = 0.000,05 segundos (0.05 ms)

Puede apreciarse que el desajuste de tiempo es mucho mayor en la posición D (0.94 ms) que en la posición A (0.05 ms).

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6.5

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La ilustración 6.7 muestra la respuesta de frecuencia del altavoz izquierdo en las 4 posiciones mencionadas (A, B, C y D). Se puede notar la gradual atenuación de altas frecuencias desde la posición A hasta la posición D.

@ 0º

@ 16.6º

@ 33.3º

@ 50º

Ilustración 6.7 Respuesta de Frecuencia en las 4 posiciones. Altavoz izquierdo

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6.6

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La ilustración 6.8 muestra la respuesta de frecuencia del altavoz derecho en las 4 posiciones mencionadas (A, B, C y D). También se puede notar la gradual atenuación de altas frecuencias desde la posición A hasta la posición D.

@ 0º

@ 16.6º

@ 33.3º

@ 50º

Ilustración 6.8 Respuesta de Frecuencia en las 4 posiciones. Altavoz derecho ¿Qué repercusiones tienen esas pequeñas diferencias de tiempo (o distancia)? Las ilustraciones 6.9, 6.10, 6.11 y 6.12 muestran graficas de Respuesta de Impulso y Respuesta de Frecuencia en las 4 posiciones mencionadas, con ambos altavoces operando al mismo tiempo. Derechos reservados Meyer Sound 2000

En la gráfica de Respuesta de Impulso de la ilustracion 6.9 (posición A) se pueden observar los dos “tiempos de llegada” de ambos altavoces (0.05 ms de diferencia entre ellos). Asmismo se pueden apreciar dos fuertes cancelaciones (en 7 kHz y 20 kHz aprox.) que no estaban presentes en la respuesta de frecuencia individual de los altavoces (ilustraciones 6.7 y 6.8)

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6.7

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6.- Arreglos de Cajas Acusticas Desajuste de tiempo de 0.05 ms

Ilustración 6.9 Respuesta de impulso y Respuesta de Frecuencia en la posicion A. Ambos altavoces

Desajuste de tiempo de 0.35 ms

Ilustración 6.10 Respuesta de impulso y Respuesta de Frecuencia en la posicion B. Ambos altavoces

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6.8

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6.- Arreglos de Cajas Acusticas Desajuste de tiempo de 0.67 ms

Ilustración 6.11 Respuesta de impulso y Respuesta de Frecuencia en la posicion C. Ambos altavoces

Desajuste de tiempo de 0.94 ms

Ilustración 6.12 Respuesta de impulso y Respuesta de Frecuencia en la posicion D. Ambos altavoces Al observar las ilustraciones 6.10, 6.11 y 6.12, correspondientes a las posiciones B, C y D, se puede observar que la respuesta de frecuencia empeora, de tal surte que en la posición D se presentan cancelaciones desde 500 Hz (a estas cancelaciones se les conoce como Filtro de Peine, traducción de “Comb Filter”).

caso altavoces) reproduciendo la misma señal de audio). Entre mayor sea la diferencia de distancia/ tiempo, la primera cancelación se presentará en una frecuencia más baja, y viceversa.

El Filtro de Peine se produce como consecuencia de las diferencias entre trayectorias (distancia/ tiempo) de 2 o más fuentes sonoras (en este Derechos reservados Meyer Sound 2000

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6.9

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La ilustración 6.13 muestra lo que sucedería si la diferencia de distancia/tiempo entre los dos altavoces anteriores fuera 0.00 mts (0.00 ms). Esa condición se presenta en el eje del arreglo (el punto central entre las dos cajas acústicas).

Puede observarse en la gráfica de respuesta de impulso, que dicho impulso posee el doble de amplitud que los mostrados en las ilustraciones 6.9 - 6.12). Asimismo se puede apreciar en la gráfica de respuesta de frecuencia, que la amplitud se incrementa 6 dB en todas las frecunias (hay que recordar que eso solo sucede en el eje entre las dos cajas acústicas.

Doble de amplitud en el impulso

Respuesta de Frecuencia de ambos altavoces

Respuesta de Frecuencia del altavoz izquierdo

Ilustración 6.13 Respuesta de impulso y Respuesta de Frecuencia en el eje entre ambos altavoces Como se ha podido apreciar, las “pequeñas” diferencias de tiempo producen un notable deterioro en la respuesta de frecuencia de nuestro agrupamiento. Si en lugar de utilizar 2 cajas acústicas utilizaramos 3 o más, entonces los problemas emperoran. Por lo tanto N O es recomendable agrupar cajas acústicas en “paralelo” (como en la ilustracion 6.1).

Entonces, realizar agrupamientos de cajas acústicas, que no dañen la respuesta de frecuencia, no es tan sencillo como se suponía. ¿Cómo se puede solucionar el problema de la interacción destructiva (filtro de peine) al formar arreglos?

3) Arreglos Horizontales Estrechos de un Punto de Origen Probemos una variación. La ilustración 6.14 muestra un nuevo agrupamiento de cajas acústicas (se conoce como “arreglo estrecho de un punto de origen”). Se le denomina así porque se pretende simular un solo origen puntual (como si el sonido proviniera de un solo altavoz, localizado atrás de las cajas acústicas). Derechos reservados Meyer Sound 2000

Una consideración de gran importancia con respecto a las cajas acústicas que estamos utilizando (UPA-1P) es que su ángulo de cobertura es 100º, pero el ángulo de su diseño trapezoidal es de tan solo 30º. El ángulo de cobertura es mucho mayor que su ángulo trapezoidal.

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6.10

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Ilustración 6.14 Dos Cajas Acústicas una al costado de la otra en arco de manera estrecha La ilustración 6.15 muestra las gráficas de presión dentro del área de cobertura horizontal para las frecuencias controladas por el difusor de trompeta. Se muestra de manera independiente el mapa de presión de la caja acústica colocada a la izquierda y de la caja acústica colocada a la derecha. Asimismo se muestra la gráfica de presión resultante de la interacción entre ambos altavoces.

Puede apreciarse que la cobertura individual de cada altavoz es de 100º, y que la cobertura resultante de la interacción de ambos altavoces también es ahora menor que 100º (en este caso la cobertura se ha estrechado a 80º). La cobertura resultante ha disminuido ¿Por qué?.

-6 dB -6 dB -5 dB -5 dB

-4 dB

-3 dB

-4 dB -6 dB

-3 dB

-2 dB -5 dB -2 dB

-1 dB 100 Grados -6 dB

-4 dB -3 dB

0 dB

-2 dB -5 dB -1 dB

100 Grados

-4 dB 0 dB

-1 dB

-2 dB

-1 dB

-1 dB

0 dB

-3 dB +1 dB

-2 dB

-2 dB

0 dB -1 dB

+1 dB

-+2dB

-+2dB +3 dB

+3 dB +4 dB

80 Grados

Ilustración 6.15 Mapas de Presión de dos altavoces en arco de manera estrecha Derechos reservados Meyer Sound 2000

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6.11

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Si se observa detenidamente se puede notarse que en el eje del arreglo la presión de ambos altavoces ha disminuido 1 dB cada uno. Por la tanto la presión sonora resultante en el eje del arreglo (nuestro nuevo punto de referencia) ya no es +6 dB como en el caso de la ilustración 6.2, sino +4 dB. Por lo tanto el borde de cobertura se encontrará en -2 dB (6 dB menos con respecto a la presión en nuestro nuevo eje).

La ilustración 6.16 muestra las diferencias entre las trayectorias recorridas de los altavoces mostrados en la ilustración 6.15 en las cuatro posiciones (A, B, C y D) con respecto al eje del altavoz izquierdo.

4.00 4.32 4.00 4.23

4.00

4.00

4.12

4.02

Posición D 50º fuera del eje del Altavoz Azul Diferencia entre trayectorias = 32 cm (0.94 ms)

Area de cobertura de la caja acústica colocada a la izquierda

Posición C 33.3º fuera del eje del Altavoz Azul Diferencia entre trayectorias = 23 cm (0.67 ms)

Posición B 16.6º fuera del eje del Altavoz Azul Diferencia entre trayectorias = 12 cm (0.35 ms)

Area de cobertura de la caja acústica colocada a la derecha

Posición A 0º fuera del eje del Altavoz Azul Diferencia entre trayectorias = 2 cm (0.05 ms)

Area de interacción entre la cobertura de ambas cajas acústicas

Ilustración 6.16 Diferencia en trayectorias en 4 posiciones Nuevamente el desajuste de distancia/tiempo es mayor en la posición D, que en la posición A. Pero en este caso, la relación de presión sonora de cada uno de los altavoces en cada una de las 4 posiciones no será idéntica. Asi que conforme nos desplacemos hacia la posición D, el altavoz de la izquierda tendrá mayor nivel que el altavoz de la derecha. Las ilustraciones 6.17, 6.18, 6.19 y 6.20 muestran gráficas de respuesta de impulso, respuesta de frecuencia individual (del altavoz izquierdo y del derecho por separado), y del respuesta de frecuencia combinada de ambos altavoces, en las cuatro posiciones que hemos estado utilizando (A, B, C, y D). Derechos reservados Meyer Sound 2000

En las gráficas de respuesta de impulso se puede obervar que al desplazarnos de la posición A hacia la D el desajuste de tiempo aumenta. También puede observarse que la diferencia de nivel entre los altavoces izquierdo y derecho aumenta progresivamente al desplazarnos desde la posición A hasta la D. En las gráficas de respuesta de frecuencia individual se puede observar la atenuación de altas frecuencias al desplazarnos desde la posición A hasta la posición D. Se puede apreciar que el altavoz derecho presenta mayor atenuación de altas frecuencias que el altavoz izquierdo en las posiciones B, C y D (esto es logico si observamos la ilustración 6.15.

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6.12

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Desajuste de tiempo de 0.05 ms

Trazo Azul: Respuesta de Frecuencia del Altavoz Izquierdo

Trazo Rojo: Respuesta de Frecuencia del Altavoz Derecho

Ilustración 6.17 Respuesta de impulso y Respuesta de Frecuencia Individual y combinada en la posicion A. Desajuste de tiempo de 0.35 ms Altavoz Izquierdo

Altavoz Derecho

Altavoz Izquierdo

Altavoz Derecho

Ilustración 6.18 Respuesta de impulso y Respuesta de Frecuencia Individual y combinada en la posicion B. Derechos reservados Meyer Sound 2000

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6.13

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Desajuste de tiempo de 0.67 ms Altavoz Izquierdo

Altavoz Derecho

Altavoz Izquierdo

Altavoz Derecho

Ilustración 6.19 Respuesta de impulso y Respuesta de Frecuencia Individual y combinada en la posicion C. Desajuste de tiempo de 0.94 ms Altavoz Derecho

Altavoz Izquierdo

Altavoz Izquierdo

Altavoz Derecho

Ilustración 6.20 Respuesta de impulso y Respuesta de Frecuencia Individual y combinada en la posicion D. Derechos reservados Meyer Sound 2000

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6.14

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Las gráficas de respuesta de frecuencia combinada muestran una cancelación muy fuerte en la posición A. Asimismo se puede apreciar deformación en la respuesta de frecuencia de la posición B (en este caso menor a la ilustracion 6.10) La deformación en la respuesta de frecuencia en las posiciones C y D es muy pequeña (comparese con las ilustraciones 6.11 y 6.12).

La ilustración 6.21 compara la gráfica de respuesta de frecuencia del altavoz izquierdo, con la respuesta de frecuencia combinada en las cuatro posiciones (A, B, C, y D). Se puede apreciar que el daño es mayor en las posiciones A y B, y que existe poca deformación en las posiciones C y D.

Posicion A (@ 0º). Ambos Altavoces

Altavoz Izquierdo en el eje

Posicion A (@ 16.2º). Ambos Altavoces

Altavoz Izquierdo en el eje

Posicion A (@ 33.3º). Ambos Altavoces

Altavoz Izquierdo en el eje

Posicion A (@ 50º). Ambos Altavoces

Altavoz Izquierdo en el eje

Ilustración 6.21 Respuesta de Frecuencia del Altavoz Azul en el eje (trazo obscuro) y ambos altavoces combinados (trazo claro) en las 4 posiciones. Como se puede observar, este nuevo tipo de agrupamiento disminuye el daño en la respuesta de frecuencia (en comparación con los agrupamientos en paralelo) Derechos reservados Meyer Sound 2000

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6.15

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4) Arreglos Horizontales Amplios de un Punto de Origen Probemos una nueva variación. La ilustración 6.22 muestra un nuevo agrupamiento de cajas acústicas (se conoce como “arreglo amplio de un punto de origen”). En este caso la separación angular es mayor a la ilustración 6.14 (la separación angular es de 100º entre el eje del altavoz izquierdo y el eje del altavoz derecho).

Ilustración 6.22 Dos Cajas Acústicas una al costado de la otra en arco de manera amplia

La ilustración 6.23 muestra las gráficas de presión dentro del área de cobertura horizontal para las frecuencias controladas por el difusor de trompeta. Se muestra de manera independiente la gráfica de presión de la caja acústica colocada a la izquierda y de la caja acústica colocada a la derecha. Asimismo se muestra la gráfica de presión resultante de la interacción entre ambos altavoces.

Si se observa detenidamente se puede observar que en el eje del arreglo la presión de ambos altavoces ha disminuido 6 dB cada uno. Por la tanto la presión sonora resultante en el eje del arreglo (nuestro nuevo punto de referencia) ya no es +6 dB como en el caso de la ilustración 6.2, sino 0 dB. Por lo tanto el borde de cobertura se encontrará en -6 dB (6 dB menos con respecto a la presión en nuestro nuevo eje).

Puede apreciarse que la cobertura individual de cada altavoz es de 100º, y que la cobertura resultante de la interacción de ambos altavoces es ahora el doble de 100º (en este caso la cobertura se ha ampliado a 200º). La cobertura resultante ha aumentado ¿Por qué?.

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6.16

6.- Arreglos de Cajas Acusticas

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-6 dB

-6 dB

-5 dB

-6 dB

-6 dB

-5 dB

-5 dB

-4 dB

-5 dB

-4 dB

-4 dB

-4 dB -3 dB

-3 dB -3 dB

-3 dB -2 dB -2 dB -2 dB

-2 dB -1 dB -1 dB 100 Grados +1 dB

-1 dB 100 Grados

0 dB

0 dB

-1 dB -2 dB

-5 dB

-1 dB

-3 dB -6 dB

-4 dB

-2 dB -3 dB

-5 dB

0 dB

0 dB -4 dB

-6 dB +1 dB

+1 dB -1 dB

-1 dB -2 dB

0 dB

-2 dB

200 Grados

Ilustración 6.23 Mapas de Presión de dos altavoces en arco de manera amplia

La ilustración 6.24 muestra las diferencias entre las trayectorias recorridas de los altavoces mostrados en la ilustración 6.22 en las cuatro posiciones (A, B, C y D) con respecto al eje del altavoz izquierdo. Nuevamente el desajuste de distancia/tiempo es mayor en la posición D, que en la posición A. Y nuevamente la relación de presión sonora de cada uno de los altavoces en cada una de las 4 posiciones tampoco será idéntica. Asi que conforme nos desplacemos hacia la posición D, el altavoz de la izquierda tendrá mayor nivel que el altavoz de la derecha.

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6.17

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4.00 4.32 4.00 4.23

4.00 4.12

4.00 4.02

Posición D 50º fuera del eje del Altavoz Azul Diferencia entre trayectorias = 32 cm (0.94 ms) Posición C 33.3º fuera del eje del Altavoz Azul Diferencia entre trayectorias = 23 cm (0.67 ms)

Area de cobertura de la caja acústica colocada a la izquierda

Posición B 16.6º fuera del eje del Altavoz Azul Diferencia entre trayectorias = 12 cm (0.35 ms)

Area de cobertura de la caja acústica colocada a la derecha

Posición A 0º fuera del eje del Altavoz Azul Diferencia entre trayectorias = 2 cm (0.05 ms)

Area de interacción entre la cobertura de ambas cajas acústicas

Ilustración 6.24 Diferencia en trayectorias en 4 posiciones

Las ilustraciones 6.25, 6.26, 6.27 y 6.28 muestran gráficas de respuesta de impulso, respuesta de frecuencia individual (del altavoz izquierdo y del derecho por separado), y del respuesta de frecuencia combinada de ambos altavoces, en las cuatro posiciones que hemos estado utilizando (A, B, C, y D). En las gráficas de respuesta de impulso se puede obervar que al desplazarnos de la posición A hacia la D el desajuste de tiempo aumenta. También puede observarse que la diferencia de nivel entre los altavoces izquierdo y derecho aumenta progresivamente al desplazarnos desde la posición A hasta la D (de hecho en las posiciones C y D, el impulso del altavoz derecho casi ha desparecido).

Las gráficas de respuesta de frecuencia combinada muestran una cancelación muy fuerte en la posición A. Asimismo se puede apreciar poca deformación en la respuesta de frecuencia de la posición B (en este caso menor a la ilustracion 6.18) La deformación en la respuesta de frecuencia en las posiciones C y D es prácticamente descartable (comparese con las ilustraciones 6.19 y 6.20).

En las gráficas de respuesta de frecuencia individual se puede observar la atenuación de altas frecuencias al desplazarnos desde la posición A hasta la posición D. Se puede apreciar que el altavoz derecho presenta mayor atenuación de altas frecuencias que el altavoz izquierdo en las posiciones B, C y D (esto es logico si observamos la ilustración 6.23. Derechos reservados Meyer Sound 2000

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6.18

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Desajuste de tiempo de 0.05 ms

Trazo Azul: Respuesta de Frecuencia del Altavoz Izquierdo

Trazo Rojo: Respuesta de Frecuencia del Altavoz Derecho

Ilustración 6.25 Respuesta de impulso y Respuesta de Frecuencia Individual y combinada en la posicion A. Desajuste de tiempo de 0.35 ms Altavoz Izquierdo

Altavoz Derecho

Altavoz Izquierdo

Altavoz Derecho

Ilustración 6.26 Respuesta de impulso y Respuesta de Frecuencia Individual y combinada en la posicion B. Derechos reservados Meyer Sound 2000

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6.19

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Desajuste de tiempo de 0.67 ms Altavoz Izquierdo

Altavoz Derecho

Altavoz Izquierdo

Altavoz Derecho

Ilustración 6.27 Respuesta de impulso y Respuesta de Frecuencia Individual y combinada en la posicion C. Desajuste de tiempo de 0.94 ms Altavoz Derecho

Altavoz Izquierdo

Altavoz Izquierdo

Altavoz Derecho

Ilustración 6.28 Respuesta de impulso y Respuesta de Frecuencia Individual y combinada en la posicion D. Derechos reservados Meyer Sound 2000

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6.20

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La ilustración 6.29 compara la gráfica de respuesta de frecuencia del altavoz izquierdo, con la respuesta de frecuencia combinada en las cuatro posiciones (A, B, C, y D). Se puede apreciar que el daño es significativo en las posición A, muy pequeño en la posición B, y prácticamente inexistente en las posiciones C y D.

Como se puede observar, este nuevo tipo de agrupamiento disminuye el daño en la respuesta de frecuencia (en comparación con los agrupamientos estrechos de un punto de origen).

Posicion A (@ 0º). Ambos Altavoces

Altavoz Izquierdo en el eje

Posicion A (@ 16.2º). Ambos Altavoces

Altavoz Izquierdo en el eje

Posicion A (@ 33.3º). Ambos Altavoces

Altavoz Izquierdo en el eje

Posicion A (@ 50º). Ambos Altavoces

Altavoz Izquierdo en el eje

Ilustración 6.29 Respuesta de Frecuencia del Altavoz Azul en el eje (trazo obscuro) y ambos altavoces combinados (trazo claro) en las 4 posiciones.

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6.21

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5) Ejemplos de Arreglos Horizontales La ilustración 6.30 muestra los 3 tipos de arreglos mencionados.

Arreglo en Paralelo

Arreglo Estrecho de un punto de origen

Arreglo Amplio de un punto de origen

Ilustración 6.30 Tipos de Arreglos en el plano Horizontal.

Nota: Debido al notable deterioro en la respuesta de frecuencia en todas las posiciones del área de cobertura, N O es recomendable utilizar arreglos en paralelo.

la UPA-1P posee mayor cobertura horizontal que el MSL-4).

Los arreglos estrechos de un punto de origen producen mayor presión sonora que los arreglos amplios de un punto de origen, pero la respuesta de frecuencia sufre cierto deterioro en el área de mayor interacción. Los arreglos amplios de un punto de origen producen menor deterioro en la respuesta de frecuencia que los arreglos estrechos de un punto de origen, pero también producen menos presión sonora que los arreglos estrechos de un punto de origen. El área de interacción es mayor en los arreglos estrechos que en los arreglos amplios. Por lo tanto los arreglos en donde la respuesta de frecuencia presenta más uniformidad en un área de cobertura mayor son los arreglos amplios de un punto de origen. La ilustración 6.31 muestra los tres tipos de arreglos con UPA-1P (100º de cobertura horizontal) y MSL-4 (40º de cobertura horizontal). Puede observarse que en el caso de arreglos amplios de un punto de origen, la UPA-1P posée mayor separación que el MSL-4 (debido a que Derechos reservados Meyer Sound 2000

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6.22

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UPA-1P en Paralelo

UPA-1P en Estrecho

UPA-1P en Amplio

MSL-4 en Paralelo

MSL-4 en Estrecho

MSL-4 en Amplio

Ilustración 6.31 Tipos de Arreglos en el plano Horizontal con UPA-1P y MSL-4. Todas las consideraciones mencionadas anteriormente se aplican a cualquier altavoz (o caja acústica) y no solo a productos de Meyer Sound. Asimismo, mientras que todos los ejemplos anteriores se mostraron en el plano horizontal, las consecuencias por desajustes de distancia/tiempo tambien se aplican al plano vertical.

6) Arreglos Verticales La ilustración 6.32 muestra los 3 tipos de agrupamientos en el plano vertical (en Paralelo, de Tiro Largo, y Amplio de un Punto de Origen). La ilustración 6.33 muestra los tres tipos de arreglos con UPA-1P (40º Vertical) y MSL-4 (35º Vertical).

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6.23

6.- Arreglos de Cajas Acusticas

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Arreglo Vertical en Paralelo

Arreglo Vertical Estrecho (Tiro Largo)

Arreglo Vertical Amplio

Ilustración 6.32 Tipos de Arreglos en el plano Vertical

UPA-1P Paralelo

UPA-1P Tiro Largo

UPA-1P Amplio

MSL-4 Paralelo

MSL-4 Tiro Largo

MSL-4 Amplio

Ilustración 6.33 Tipos de Arreglos en el plano Vertical con UPA-1P y MSL-4. Al igual que en el plano horizontal, en el plano vertical las áreas de interacción son las que sufrirán mayor degradación (filtro de peine). Pero, diferencia del plano horizontal, en el plano vertical, la “profundiad de tiro” de cada piso es diferente (el piso de arriba tiene que recorrer mayor distancia que el piso de abajo). El resultado es mayor presión sonora (SPL) en Derechos reservados Meyer Sound 2000

áreas cercanas y menor presión sonora en áreas lejanas, como se muestra en la ilustración 6.34 (esto lo dicta la Ley del Inverso de los Cuadrados).

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6.24

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6.- Arreglos de Cajas Acusticas

95 dB SPL Mayor distancia Menor SPL

Area de Interacción

99 dB SPL Menor distancia Mayor SPL

Ilustración 6.34 A mayor distancia menor presión sonora y viceversa. Para poder reducir la diferencia de nivel entre áreas lejanas y cercanas se recomienda atenuar ligeramente los pisos inferiores (por ejemplo de 1 a 3 dB aprox. por cada piso hacia abajo). De esta manera la presión sonora en áreas lejanas puede llegar a ser similar a la presión sonora en áreas cercanas. A esta técnica se le conoce como “Amplitude Tapering” (Disminución Gradual de Amplitud).

Esta técnica tiene un pequeño inconveniente: Al disminuir el nivel de un piso inferior, el área de interacción se desplaza hacia el área de cobertura del altavoz del piso inferior. Como consecuencia la diferencia entre trayectorias (distancia/tiempo) dañará la respuesta de frecuencia la nueva área de interacción (dentro del área de cobertura del altavoz del piso inferior). Para solucionar este problema se debe añadir “retraso” de manera artificial (delay electrónico) al piso de abajo.

7) Manipulación de Cobertura en el plano Vertical Las ilustraciones 6.35, 6.36, 6.37 y 6.38 muestran lo mencionado anteriormente por medio de mapas de presión.

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6.25

6.- Arreglos de Cajas Acusticas

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En la ilustración 6.35, el nivel relativo del altavoz superior e inferior es el mismo. Se puede apreciar que en el área de interacción, la diferencia de distancia/tiempo entre ambos pisos es 0.00 mts (0.00 ms). La gráfica de respuesta de frecuencia asociada indica la respuesta de frecuencia esperada en el punto central del área de interacción.

-6 dB -5 dB

-4 dB -3 dB -2 dB -1 dB

0 dB

eje del altavoz

7.85 mts -1 dB 7.85 mts -2 dB -3 dB -6 dB -4 dB -5 dB

-5 dB

-4 dB -3 dB

-6 dB

-2 dB

Area de Interacción Desajuste de tiempo 0.0 ms Desajuste de nivel 0 dB

-1 dB -1 dB -2 dB

0 dB

eje del altavoz

-3 dB -4 dB -5 dB -6 dB

12.00

6.00

0.00

-6.00

-12.00

-18.00

Respuesta de Frecuencia en el punto central del área de interacción

Ilustración 6.35 Area de interacción vertical

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6.26

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6.- Arreglos de Cajas Acusticas

En la ilustración 6.36, el nivel relativo del altavoz inferior es 3 dB menor que el altavoz superior (se ha aplicado la técnica de “amplitude tapering”). Se puede apreciar que en el área de interacción previa, la diferencia de distancia/tiempo entre ambos pisos sigue siendo 0.00 mts (0.00 ms), pero la diferencia de nivel es de 3 dB, por lo tanto esta ya N O es el área de interacción real. La gráfica de respuesta de frecuencia asociada indica la respuesta de frecuencia esperada en el punto central de dicha falsa área de interacción.

-6 dB -5 dB

-4 dB -3 dB -2 dB -1 dB

0 dB

eje del altavoz

7.85 mts -1 dB 7.85 mts -2 dB -3 dB

-9 dB

-4 dB

-8 dB -7 dB -6 dB

-5 dB

-6 dB

-5 dB

Falsa Area de Interacción Desajuste de tiempo 0 ms Desajuste de nivel 3 dB

-4 dB -4 dB

-3 dB

-5 dB -6 dB

eje del altavoz

-7 dB -8 dB -9 dB

12.00

6.00

0.00

-6.00

-12.00

-18.00

Respuesta de Frecuencia en el punto central de la Falsa área de interacción

Ilustración 6.36 Falsa área de interacción vertical

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6.27

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6.- Arreglos de Cajas Acusticas

En la ilustración 6.37, se ha localizado la nueva área de interacción (en donde el nivel relativo entre ambos pisos es el mismo). Se puede apreciar que esta nueva área de interacción se ha desplazado hacia el área de cobertura del altavoz inferior. En esta nueva posición (área de interacción real), la diferencia de distancia/ tiempo entre ambos pisos es 9 cmts (0.26 ms). La gráfica de respuesta de frecuencia asociada indica la respuesta de frecuencia esperada en el punto central del área de interacción. Puede apreciarse la conocida “firma” del filtro de peine.

-6 dB -5 dB

-4 dB -3 dB -2 dB -1 dB

0 dB

eje del altavoz -1 dB -2 dB

6.56 mts 6.47 mts

-3 dB

-9 dB

-4 dB

-8 dB -7 dB -6 dB

-5 dB

-6 dB

-5 dB -4 dB -4 dB

-3 dB

Area de Interacción Real Desajuste de tiempo 0.26 ms Desajuste de nivel 0 dB

-5 dB -6 dB

eje del altavoz

-7 dB -8 dB -9 dB

12.00

6.00

0.00

-6.00

-12.00

-18.00

Respuesta de Frecuencia en el punto central del área de interacción Real

Ilustración 6.37 Area Real de interacción vertical sin sincronizar

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6.28

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6.- Arreglos de Cajas Acusticas

En la ilustración 6.38, se ha utilizado un “delay electrónico” para sincronizar la nueva área de interacción. Se ha añadido al piso de abajo 0.26 ms. Ahora, en el área de interacción real, la diferencia de distancia/tiempo entre ambos pisos es 0.00 mts (0.00 ms). La gráfica de respuesta de frecuencia asociada muestra que en el punto central del área real de interacción, se ha eliminado el filtro de peine. -6 dB -5 dB

-4 dB -3 dB -2 dB

0.29 ms añadidos al altavoz inferior

-1 dB

0 dB

eje del altavoz -1 dB

6.56 mts

-2 dB

6.56 mts

-3 dB

-9 dB

-4 dB

-8 dB -7 dB -6 dB

-5 dB

-6 dB

-5 dB -4 dB -4 dB

-3 dB

Area de Interacción Corregida Desajuste de tiempo 0 ms Desajuste de nivel 0 dB

-5 dB -6 dB

eje del altavoz

-7 dB -8 dB -9 dB

12.00

6.00

0.00

-6.00

-12.00

-18.00

Respuesta de Frecuencia en el punto central del área de interacción Real, despues de añadir 0.29 ms de retraso electrónico al altavoz de abajo

Ilustración 6.38 Area Real de interacción vertical sincronizada A la técnica de añadir retraso proporcional al piso que de posée menos nivel, para sincronizar el área real de interacción se le llama “delay tapering” (Retardo Adicional). Para crear arreglos de un punto de origen se Derechos reservados Meyer Sound 2000

requiere formar una especie de arco tanto en el plano horizontal, como el plano vertical. Uno de los grandes retos para lograr arreglos de un punto de origen se relaciona con la cobertura y la presión sonora.

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6.29

6.- Arreglos de Cajas Acusticas

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8) Cobertura y SPL en Arreglos La ilustración 6.39 muestra 3 arreglos que poseen aproximadamente la misma cobertura horizontal y vertical (100º H x 70º V).

4 UPA-1P 100º x 70º aprox 6 UPA-2P 100º x 70º aprox

12 MSL-4 100º x 70º aprox

Ilustración 6.39 Arreglos con cobertura similar, pero diferente capacidad de SPL máximo. La cobertura aproximada de los 3 arreglos es 100º x 70º (en los puntos de -6 dB). Es obvio que el arreglo de 12 MSL-4s tiene mucho mayor capacidad SPL que el arreglo de 4 UPA-1Ps El primer arreglo esta compuesto por 4 UPA1P (2 pisos de 2 UPA-1P por piso). El segundo arreglo esta compuesto por 6 UPA2P (2 pisos de 3 UPA-2P por piso). El tercer arreglo esta compuesto por 12 MSL4 (3 pisos de 4 MSL-4 por piso). Es obvio que el que menos capacidad de SPL tendrá es el de UPA-1P, y el que más capacidad de SPL tendrá es el de MSL-4.

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Por lo tanto es muy importante seleccionar los modelos de cajas acústicas que se necesitan para lograr el SPL y cobertura necesarios, desde antes de intentar crear el arreglo (claro que en el mundo real estamos sujetos a las limitaciones de tener que utilizar el equipo del que disponemos). Las Tech Notes® (Notas Tecnicas) de Meyer Sound ayudan a tomar decisiones en la formación de arreglos con productos Meyer Sound.

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6.30

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6.- Arreglos de Cajas Acusticas

9) Aspectos Geométricos en la formación de Arreglos Crear arreglos de un punto de origen enfrenta otro reto adicional. La ilustración 6.40 muestra vistas frontal, trasera y aerea, de un arreglo de 3 pisos de 4 MSL-4 por piso. Puede observarse que en el piso superior las MSL-4 se encuentran separadas entre si, y que en el piso inferior, las MSL-4 se tocan unas con otras. Por lo tanto entre más cajas acústicas se tengan que utilizar, la separación entre las cajas acústicas del piso superior debera ser cada vez mayor (en el mundo real muchas veces es necesario armar varias veces el arreglo para que quede correcto).

Ilustración 6.40 Vista Frontal, Trasera y Aerea de una arreglo de 12 MSL-4s (3 pisos de 4 MSL-4 por piso) Puede observarse que para poder formar el arco vertical se necesita separar las cajas acústicas del piso superior.

10) Arreglos recomendados y NO recomendados La ilustración 6.41 muestra varios ejemplos de vistas aereas de arreglos horizontales recomendados de un punto de origen. La ilustración 6.42 muestra varios ejemplos de vistas aereas de arreglos horizontales N O recomedados (debido a su alto contenido de filtro de peine).

La ilustración 6.44 muestra varios ejemplos de vistas laterales de arreglos verticales N O recomendados (por su alto contenido de filtro de peine). La ilustracion 6.45 muestra varios ejemplos de vistas frontales de arreglos N O recomedados (pero frecuentemente vistos).

La ilustración 6.43 muestra varios ejemplos de vistas laterales de arreglos verticales recomendados de un punto de origen. Derechos reservados Meyer Sound 2000

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6.31

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6.- Arreglos de Cajas Acusticas

Arreglos Estrechos de un punto de origen

Arreglos Amplios de un punto de origen

Ilustración 6.41 Arreglos Horizontales recomendados

Ilustración 6.42 Arreglos Horizontales NO recomendados

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6.32

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6.- Arreglos de Cajas Acusticas

Ilustración 6.43 Arreglos Verticales recomendados

Ilustración 6.44 Arreglos Verticales NO recomendados

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6.33

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6.- Arreglos de Cajas Acusticas

Ilustración 6.45 Vista frontal de arreglos NO Recomendados

Concluyendo, podemos clasificar los problemas a los que nos enfrentaremos en la formación de arreglos en 2 categorías: -problemas de tiempo (se resuelven con posicionamiento de las cajas acústicas y/o retardamiento electrónico) -problemas de amplitud (se resuelven con ecualización) Desafortunadamente es muy común que se pretenda resolver ambos problemas solamente con ecualización. No hay que olvidar que en el mundo real nos enfrentamos a muchas variables, por lo que en muchas situaciones. Por ejemplo en determinadas circunstancias no es posible dar ángulo en el plano vertical (si no se cuenta con sistemas de voladura/”rigging”, asi que aunque lo recomendable sea tener un arreglo de un punto de origen en el plano vertical y horizontal, en la práctica no siempre es posible lograrlo.

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En ciertos casos si se angulan las cajas acústicas en el plano horizontal se corre el riesgo de dirigir el sonido hacia las paredes, lo que no producirá filtro de peine (a causa de las reflexiones con las paredes). La información anterior pretende concientizar los problemas ocasionados por la formación de arreglos, es importante no obsesionarse al grado de pretender cancelar un “show” si no se puede crear un arreglo de un punto de origen en ambos planos, por el contrario se debe asumir que debido a que la respuesta de frecuencia del sistema es demasiado variable, es necesario desplazarse hacia diversas areas de público para tomar decisiones de ecualización y mezcla más acertadas (debido a que la respuesta de frecuencia en la posición de la consola no corresponde con otras posiciones).

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6.34