Caja Acústica

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22 de Mayo del año 2012

TALLER DE INGENIERÍA III

PRÁCTICO Nº1: CAJA ACÚSTICA

Docente: Roberto Flores| Mariana Oyarzún Ruiz

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Práctico Nº1: Caja Acústica

Contenido Introducción .................................................................................................................................. .................................................................................................................................. 3 Objetivos ................................................................ .................................................................................................................................. ....................................................................... ..... 4 Materiales a Utilizar ...................................................................................................................... ...................................................................................................................... 5 Teoría Previa .......................................................... ............................................................................................................................ ....................................................................... ..... 6 Definiciones .......................................................................................................................... ............................................................................................................................... ..... 6 Altavoz ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... 6 Caja Acústica Ac ústica ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... 6 Parámetros de Thielle Small ........................................................................ .................................................................................................. .......................... 7 JIG .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 7 Frecuencia de Sintonía (Fb) .............................................................. ................................................................................................... ..................................... 7 Tipos de Altavoces........................................................... ..................................................................................................................... .......................................................... 8 Dirección de Propagación del Sonido ........................................................... .................................................................................... ......................... 8 Composición .......................................................................................................................... .......................................................................................................................... 8 Tipos de Cajas Acústicas ............................................................. ............................................................................................................ ............................................... 9 Sellada ................................................................................................................................... ................................................................................................................................... 9 Bass-Reflex ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ 9 Radiador Pasivo ................................................................................................................... ................................................................................................................... 10 Extended Low Frecuency.................................... Frecuency..................................................................................................... ................................................................. 10 Paso Banda ................................................................................................................ .......................................................................................................................... .......... 10 Altavoz Dipolo / Baffle abierto ............................................................. ............................................................................................ ............................... 11 Laberinto Acústico .......................................................... ............................................................................................................... ..................................................... 11 Línea de Transmisión.................................................................. ........................................................................................................... ......................................... 11 Detalles de los componentes co mponentes ........................................................................ ...................................................................................................... .............................. 12 Montaje del JIG ......................................................... ....................................................................................................................... .............................................................. 12 Speaker Workshop .................................................................................................................. .................................................................................................................. 13 Práctico.................................................................................................................................. ........................................................................................................................................ ...... 14 Diámetro de Altavoz............................................................... ................................................................................................................ ................................................. 14 Altavoz Ligthning Audio.................................................................. ....................................................................................................... ..................................... 14 Altavoz Novik............................................................ ....................................................................................................................... ........................................................... 14 Resistencia Eléctrica de la Bovina del Altavoz........................................................... ......................................................................... .............. 14 Altavoz Ligthning Audio........................................................ ....................................................................................................... ............................................... 14 Altavoz Novik............................................................. ....................................................................................................................... .......................................................... 14 Medición de Impedancia .......................................................... ......................................................................................................... ............................................... 15 Taller de Ingeniería III | Universidad Austral de Chile

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Práctico Nº1: Caja Acústica

Altavoz Ligthning Audio....................................................................................................... 15 Altavoz Novik ....................................................................................................................... 16 Medición de Impedancia con masa de estaño agregada ........................................................ 17 Altavoz Ligthning Audio....................................................................................................... 17 Altavoz Novik....................................................................................................................... 18 Parámetros de cada altavoz .................................................................................................... 19 Altavoz Ligthning Audio....................................................................................................... 19 Altavoz Novik....................................................................................................................... 20 Diseño de caja acústica ........................................................................................................... 21 Altavoz Ligthning Audio....................................................................................................... 21 Altavoz Novik....................................................................................................................... 21 Conclusión ................................................................................................................................... 22 Bibliografía .................................................................................................................................. 23

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Práctico Nº1: Caja Acústica

Introducción Pasamos la mayor parte del tiempo usando parlantes, altavoces, amplificadores, etc… sin embargo pocos tienen siquiera la idea de como estos funcionan. En sí, la idea de la realización de este practico es más que nada habituarnos, de alguna forma, en lo que es el trabajo realizado para las cajas acústicas. Pero, sin embargo, ¿qué son las cajas acústicas?; la mayoría de la gente ni siquiera tiene un concepto de lo que así denominamos, no tienen una simple idea de lo que son y, aún teniéndolas, no creerían lo complejo que es todo lo concerniente a ellas. De hecho, implican una cantidad enorme de propiedades que deben ser analizadas y tomadas en cuenta para obtener un correcto funcionamiento. A continuación, comenzaremos a describir un procedimiento con el cual se pretende analizar, de una forma general, lo que es la elección de una caja acústica ideal para el parlante que se pretende utilizar, a pesar de ser de una forma sencilla y sin todos los conocimientos, quizá, necesarios para realizar un buen trabajo. Se comenzara con una descripción de los materiales a utilizar, un análisis de la teoría que es necesaria para comprender el detalle del procedimiento, continuando con una descripción del procedimiento mismo en sí, para finalizar con la manera en que es seleccionada una caja acústica idónea para los parlantes que fueron analizados, de forma tal, que se cumplan los objetivos del práctico.

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Objetivos Éste práctico se basa principalmente en la determinación, mediante una serie de recopilación de datos procedentes de dos altavoces entregados y el uso de un software especializado para el análisis de estos datos, el tipo de caja acústica que más beneficiaría a cada tipo de altavoz. Para llegar a esta conclusión, es necesario trabajar con tres objetivos básicos, señalados también en el documento entregado como guía para el práctico: •

Medir la Impedancia eléctrica de un Altavoz.

•

Determinar la frecuencia de resonancia del Altavoz.

•

Determinar los parámetros de Thielle Small. 1

A partir de estos puntos, se iniciará el proceso de determinación de la caja acústica más adecuada para los altavoces que se nos fueron entregados.

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Objetivos tomados textualmente del documento “Práctico Nº 1 Taller III de Ingeniería.pdf” https://www.dropbox.com/s/pxjx135musj7785/Pr%C3%A1ctico%20N%C2%BA1%20Taller%20III%20de% 20Ingenier%C3%ADa.pdf 

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Materiales a Utilizar Para la realización del práctico, se vuelven necesarios los siguientes elementos: •

JIG.

•

Computador.

•

Software “Speaker Workshop”.

•

Argolla de Estaño (2 tamaños).

•

Micrófono de Condensador.

•

Pre-amplificador..

•

Cables y Conectores. 2

•

Altavoces (2 entregados para el análisis, de distintos diámetros)

A su vez, elementos de menor importancia como lo son lápices, cuadernos, cinta de papel, regla, voltímetro, etc… también fueron utilizados durante el práctico, pero sin una relevancia determinante.

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Materiales tomados textualmente del documento “Práctico Nº 1 Taller III de Ingeniería.pdf” https://www.dropbox.com/s/pxjx135musj7785/Pr%C3%A1ctico%20N%C2%BA1%20Taller%20III%20de% 20Ingenier%C3%ADa.pdf 

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Teoría Previa Antes del inicio del práctico y del cumplimiento de los debidos objetivos, fue necesaria la investigación y el debido conocimiento de determinados términos y clasificaciones de los materiales a utilizar; en especial las cajas acústicas, importantes elementos que debemos determinar, y los altavoces, que si bien no nos es de vital importancia su clasificación, no esta demás saber con qué se está trabajando.

Definiciones Para comenzar, definiremos una variedad de términos nombrados ya a lo largo del documentos, pero que en primera instancia no son propios del conocimientos:  Altavoz

También denominado parlante, el altavoz es un transductor electroacústica, utilizado para la 3 reproducción del sonido  , lo que se traduce en un dispositivo capaz de transformar una señal eléctrica en una de vibraciones acústicas, o lo que es igual sonido. Otro ejemplo de transductor electroacústica son los micrófonos. Ilustración 1: Ejemplo de Parlante o Altavoz.

Caja Acústica

Ilustración 2: Ejemplo de Caja Acústica.

Es refente ala superficie que almacena al altavoz, necesaria para obtener la menor “perdida” posible de vibraciones; en general, hablamos de evitar lo denominado “cortocircuito acústico”, es decir, evitar la cancelación del movimiento y presión de aire. Este problema se da generalmente con las frecuencias bajas o graves, que son poco factibles de oir en un parlante fuera de una caja acústica, efecto de la compresión y descompresión que genera la doble membrana que poseen los parlantes.

Pero a pesar de que la caja acústica soluciona este problema, también genera otro, la reverberación generada por el reflejo de las ondas en las paredes de la caja, que, por la sensibilidad de las rígidas membranas del parlante, generarían distorsión en la reproducción del sonido: es por estoq ue existen variados tipos de cajas acústicas, para contrarrestar lo más posible los efectos de reverberación generados dentro de estas.

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Línea cursiva; definición texual tomada de http://es.wikipedia.org/wiki/Altavoz.

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Parámetros de Thielle Small

Son estos parámetros los que definen el comportamiento que un parlante poseerá mientras se encuentre en funcionamiento. Fueron denominados así en honor a sus investigadores. En general, estas mediciones definen el comportamiento a baja frecuencia de un altavoz. Estos parámetros son muchos, pero nos dedicaremos a definir los que nos interesan para el práctico: Frecuencia (Fs): Frecuencia a la que vibra el altavoz espontáneamente ante

•

cualquier perturbación. •

Qes: Amortiguación de la resonancia por motivos puramente electromagnéticos.

•

Qms: Amortiguación de la resonancia por motivos puramente mecánicos (fricción).

•

Qt: Amortiguación de la resonancia por ambos motivos (Qms y Qes).

•

Vas: Volumen de aire con la misma elasticidad que la suspensión del altavoz. 4

JIG

Es la interface que se usará para conectar el altavoz al computador. En este caso especifico, se utiliza uno con la capacidad de seleccionar el modo de operación de la interface, gracias a los switch; estos modos serían de tres tipos: o o o

Modo de calibración. Modo de medición de impedancia. Modo de medición de respuesta de frecuencia.5

Frecuencia de Sintonía (Fb)

Es la frecuencia de resonancia poseída por el parlante o altavoz, pero dentro de una caja acústica. 6

Ilustración 3: Aspecto de JIG utilizada.

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Definiciones de Fs, Qes, Qms, Qt, Vas; tomados textualmente del documento “Práctico Nº 1 Taller III de Ingeniería.pdf” https://www.dropbox.com/s/pxjx135musj7785/Pr%C3%A1ctico%20N%C2%BA1%20Taller%20III%20de% 20Ingenier%C3%ADa.pdf  5 Definición, Ilustración 5 y descripción, tomados textualmente del documento “Práctico Nº 1 Taller III de Ingeniería.pdf” https://www.dropbox.com/s/pxjx135musj7785/Pr%C3%A1ctico%20N%C2%BA1%20Taller%20III%20de% 20Ingenier%C3%ADa.pdf  6 Información tomada de http://www.pcpaudio.com/pcpfiles/doc_altavoces/cajas/cajas.html#introduccion

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Tipos de Altavoces Si bien ya definimos que un altavoz es un transductor electroacústica, no definimos las transformaciones totales de energía que realiza: comienza con una señal, una onda de tipo eléctrica, la que convierte a energía mecánica y la misma, transforma esta energía en otra del tipo acústica. De esta forma, el altavoz genera una perturbación en las partículas de aire con las que se encuentra en contacto, transmitiendo ondas acústicas, más conocidas como sonido, que terminarán por llegar a nuestros oídos. Sin embargo, existen muchos factores que influyen en este proceso y, de la misma, muchos tipos de altavoces que generaran un trato totalmente distinto con respecto a la reproducción de sonido. A continuación, definiremos los tipos de altavoces existentes. Dirección de Propagación del Sonido

Una de las variedades que encontramos a partir de los distintos altavoces, son la cantidad de variación de propagación que existe; esto se refiere a las distintas direcciones de propagación que puede poseer el altavoz; es decir, hacia cuantos lugares, por decirlo de alguna forma, se envía el sonido •

Unidireccionales: En palabras simples, son los más utilizados; poseen una sola

dirección para la emisión de su sonido, la cual esta muy concreta y marcada. •

Bidireccionales: Posee dos direcciones de emisión; una delantera y la otra trasera;

siendo el sonido lateral casi inaudible. Es el tipo menos usado y su caja acústica suele ser de gran volumen. •

Omnidireccionales: Su emisión es homogénea y generalizada. Son raramente

utilizados, requiriendo, al igual que en caso anterior, grandes cajas acústicas. Composición

Como ya se señaló, la composición del altavoz también posee un grado de diferenciación en la emisión del sonido propiamente tal, pero no sólo aquello; vale también el costo de producción y distintas ventajas y desventajas a considerar. •

Piezoeléctricos: Económicos, funcionan con una baja potencia eléctrica. A su vez,

responde a frecuencias altas o agudos de una forma correcta, pero es revocable con respecto a las frecuencias bajas. •

Electrostáticos: Usa campos eléctricos; son capaces de generar grandes niveles de

presión sin necesitar una alta cantidad de electricidad. Responden correctamente a las frecuencias medias y altas, sin embargo su precio es alto y es necesario que posean una fuerte tensión. En general, su respuesta a los bajos no es la mejor. •

Dinámicos: Es económico y bastante común en uso; su funcionamiento se basa en la

interacción de campos magnéticos y corrientes. Su característica especial es la posesión de una bobina móvil; la que es sostenida por ciertos materiales y que se mueve libremente sin tocar el imán y que posee su propia membrana fabricada de cartón especial o material plástico.

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Práctico Nº1: Caja Acústica

Algunos más, podemos encontrarlos en: •

Tweeter: Es un altavoz pequeño, especial para la reproducción de frecuencias altas.

•

Woofer: Es de mayor tamaño que el Tweeter; dependiendo de las vías que posea la

caja acústica, este altavoz será capaz de especializarse en las frecuencias mediobajas o solo en la reproducción de las frecuencias muy bajas. •

 Sqwacker: Con un tamaño intermedio a los dos anteriores, este altavoz se utiliza en

cajas acústicas de tres vías, donde se especializa en las frecuencias medias.

Tipos de Cajas Acústicas En compañía a los altavoces, para mejorar su funcionamiento, como ya indicamos, nos encontramos con la caja acústica; pero, de la misma forma que la cantidad de altavoces, nos encontramos con una caja acústica que se adecúa al funcionamiento de cada altavoz. Entre ellas encontramos a las siguientes: Sellada

Posee un tamaño moderado y su respuesta genera una pendiente no muy pronunciada, lo que augura una respuesta temporal bastante buena; sin embargo, a un volumen alto, genera grandes distorsiones. A pesar de ello, es la caja más común. El sellado debe poseer calidad, ya que esta influirá en la calidad del sonido, y por dentro, la caja, posee mucho material absorbente; pues trata de eliminar completamente la onda interna que genera el altavoz. De esta forma, la Frecuencia exterior, siempre será menor que la del interior de la caja (Fs < Fb). Ilustración 4: Ejemplo de caja Acústica Sellada.

Bass-Reflex

En conjunto con la anterior, esta caja pose el mayor uso; también es un acaja cerrada, sólo que parcialmente, ya que posee un orificio o tubo, que se encarga de ser una resistencia entre el aire interior y el exterior, jugando con la elasticidad y resistencia del fluido, para así  canalizar las frecuencias bajas, impidiendo el cortocircuito acústico. Está rellena de material absorbente y como se ha explicado, su mejor funcionamiento es para las frecuencias bajas . Su respuesta genera una pendiente de atenuación bastante alta, por lo que al trabajar con frecuencias bajo el corte, la reproducción será igual a como si el Ilustración 5: Ejemplo de Caja  Acústica Bass-Re lex.

altavoz no poseyese caja alguna; de esta forma, y con los datos anteriores, podemos augurar que la respuesta temporal no será la mejor. 9

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Radiador Pasivo

Busca cumplir las mismas funciones que una caja de bassreflex, sin embargo cambia el tubo por un radiador pasivo, el cual es como un altavoz, pero carece de imán y bobina, y su función radica en dejar pasar las frecuencias graves que se creen en la caja. A este radiador pasivo se le añade masa, para que la resistencia al aire imite al tubo de un bass-reflex; pero a pesar de ello, su rendimiento es menor: la frecuencia de resonancia del radiador genera una disminución en la respuesta del mismo. De esta forma, es casi tan bueno como el anterior, pero se le debe sumar el costo del radiador pasivo a los gastos. Ilustración 6: Ejemplo de Caja Acústica en posesión de un radiador pasivo.

Extended Low Frecuency

Denominado “ELF ”, a modo de acrónico; se caracteriza por ser una caja sellada con un volumen mucho menor del necesario para augurar un buen funcionamiento al parlante; como consecuencia, esta caja no responde bien a frecuencias de carácter alto (entre 100 y 150 Hz), lo cual podría decirse corregible, pudiendo dejar plana la respuesta a una determinada frecuencia. Si bien esta caja es conocida hace bastante tiempo, sólo hace poco comenzó a ser utilizada, gracias a la aparición de subwoofer, en los equipos de home cinema. En general, sus ventajas son su reducido Ilustración 7 Ejemplo de Caja tamaño y la prácticamente eliminación de la onda producida  Acústica ELF. por la parte trasera del altavoz; sin embargo, la distorsión generada es alta y posee limitaciones por potencia y desplazamiento de membrana. Paso Banda

Son también denominadas de carga simétrica; consisten es una caja con pared interior en la posición del woofer, habiendo en un lado una sub-caja del tipo bass-reflex y al otro lado, otra igual o sellada; de esta forma, sólo deja salir el sonido por medio del conducto, con una respuesta de pendiente definida para ambas vertientes. Gracias a los sistemas Home cinema, este tipo de caja se ha vuelto bastante popular. Cabe recalcar que la construcción debe ser muy rigurosa, ya que la presión del aire al interior de la caja es muy grande y se necesita evitar que el sonido en la Ilustración 8 Ejemplo de Caja pared interior salga al exterior. Su eficiencia es baja y la acústica de Paso Banda de 4ª  respuesta temporal es mala; por lo que la señal sufre altos orden. retrasos; además, los tubos poseen su propia frecuencia de resonancia, lo que podría interferir con la correcta reproducción del sonido.

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Práctico Nº1: Caja Acústica

 Altavoz Dipolo / Baffle abierto

Consiste en un woofer situado en una tabla, con la única función de evitar el cortocircuito acústico; podría decirse que hace lo contrario a las demás cajas acústicas: no trabaja con la onda generada en la parte trasera del altavoz; al contrario, no realiza acción alguna con ella. Posee la cualidad de difusión direccional, en una posición horizontal y perpendicular al plano de la tabla. No posee problemas de resonancia, gracias a la carencia de paredes, obteniendo un sonido muy puro y sin sensaciones de compresión; la interacción con la sala en que se encuentre será mínima, por su baja presión sonora. A pesar de esto, el impedir el cortocircuito acústico requiere de un tablero muy grande.

Ilustración 9 Caja Acústica de Altavoz Dipolo / Baffle abierto

Laberinto Acústico

No es la caja más utiliza; en efecto, existen muy pocos ejemplos comerciales de esta. Consiste en una caja muy larga y llena de material absorbente. Con el cual se pretende eliminar la onda producida al interior de la caja por la membrana trasera del parlante. En sí, las puede haber de distintos tipos, con diferentes propiedades dentro en cada sección: en general, dependiendo de las frecuencias de corte del woofer, la caja puede llegar a estar libre de coloración y resonancia. De preferencia, en un diseño generalizado, para obtener un refuerzo y no cancelaciones se debe recurrid a una longitud de laberinto de un cuarto de longitud de onda de la frecuencia al aire libre del woofer. Básicamente, en teoría, las ventajas de este tipo de caja es la libertad de resonancias, sin embargo, las cajas son muy grandes y Ilustración 10 Ejemplo de Caja Acústica de Laberinto la cantidad de materiales absorbentes y estructuras interiores le  Acústico. generan una desventaja evidente. Línea de Transmisión

Consiste en el uso de un tubo carente de resonancia: un parlante en una caja con un tubo, donde la onda generada por la parte trasera del parlante es utilizada para reforzar las frecuencias de carácter bajo. En teoría, esta caja esta libre de ondas estacionarias y su respuesta temporal es bastante buena, creando poca distorsión y su extensión a los graves también es bastante buena; sin embargo su tamaño es demasiado grande y razón por la cual, prácticamente, no se comercializa. 11 Ilustración 11 Ejemplo de caja Acñustica de Líne de Transmisión

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Práctico Nº1: Caja Acústica

Detalles de los componentes Ya definidos los conceptos previos a utilizar, en conocimiento de las partes que integran el práctico en sí, procederemos especificar dos secciones específicas y parte importante del trabajo, sin las cuales se volvería complicada la realización de este práctico.

Montaje del JIG

Ilustración 12 Esquema representativo del m ontaje de JIG utilizado.

El montaje se basa principalmente en el uso de una tarjeta de sonido para el análisis de la respuesta de un altavoz (parlante) a una frecuencia determinada; la conexión entre ambos se dará a partir de cables que conectarán la tarjeta de sonido con el JIG ( SOUN CARD LINE OUT ), de aquí habrían cables que conecten al JIG con el parlante, enviando la frecuencia a reproducir que fue entregada por la tarjeta de sonido y, por el mismo medio, volverá la respuesta dada y que será enviada devuelta a la tarjeta de sonido por medio de otro cable ( SOUND CARD LINE  OUT ) y de esta forma, el JIG se convierte en un elemento vital para la comunicación del computador (tarjeta de sonido) con el parlante y viceversa.

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Práctico Nº1: Caja Acústica

Speaker Workshop Es un software de uso gratuito que permite diseñar y testear altavoces y cajas acústicas, con el computador. Para usar este programa, comenzamos con enviar una señal para ser reproducida por el parlante; el programa evaluará su respuesta y tendremos que encargarnos de entregarle los datos pertinentes del parlante, para así obtener propiedades realistas en las mediciones y determinaciones a Ilustración 13 Opción informativa del Software Speaker Workshop

utilizar.

Ilustración 14 Toma general del software Speaker Workshop en funcionamiento.

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Práctico Nº1: Caja Acústica

Práctico Para iniciar el práctico, debemos conectar correctamente la tarjeta de sonido al computador, percatarnos de que ésta última se encuentre bien conectada a la JIG y la misma al parlante; abrir el software Speaker Workshop y enviar una señal para ser reproducida por el altavoz y analizada por el programa. Luego de esto, nos encontramos en un punto en el cual debemos insertar datos determinados del parlante que hemos usado para realizar la prueba y así el programa pueda dar un correcto análisis de lo percibido. En este caso, usamos dos parlantes diferentes; uno más grande que el otro, de marcas Novik y Ligthning Audio.

Diámetro de Altavoz Luego de haber obtenido el análisis del programa, uno de los valores que nos solicita es el área del cono, para lo cual debemos medir su radio.  Altavoz Ligthning Audio

El radio del cono midió 0,125 metros, en base a lo cual podemos deducir que el diámetro es de 0,25 metros. El dato final a ingresar al programa es el área, que calculamos tomando al cono como una circunferencia:   =  2 →  =  ∙ (0,125) 2 = 0,04908738521  2

 Altavoz Novik 

El radio del cono midió 0,045 metros, en base a lo cual podemos deducir que el diámetro es de 0,09 metros. El dato final a ingresar al programa es el área, que calculamos tomando al cono como una circunferencia:   =  2 →  =  ∙ (0,045)2 = 0,006361725  2

Resistencia Eléctrica de la Bovina del Altavoz Posterior al área, el programa nos solicita la resistencia eléctrica que posee el parlante usado; para esto empleamos un óhmetro, el que nos dará el valor exacto que necesitamos.  Altavoz Ligthning Audio

La resistencia eléctrica (re) marcada por el óhmetro fue de 3,2 ohms  Altavoz Novik 

La resistencia eléctrica (re) marcada por el óhmetro fue de 5,6 ohms

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Práctico Nº1: Caja Acústica

Medición de Impedancia La impedancia fue medida por el programa Speaker Workshop, cuando fue conectado el parlante al JIG y este al computador y enviando datos a analizar al programa.  Altavoz Ligthning Audio

I lustración 15 Gráfica de Impedancia v/s Frecuencia del Altavoz Ligthning Audio al aire libre.

Podemos deducir, por la gráfica, que su frecuencia de resonancia es encontrada en, aproximadamente, los 30 Hz, manteniendo una impedancia de 57 ohms correspondiente a aquella frecuencia.

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Práctico Nº1: Caja Acústica

 Altavoz Novik 

Ilustración 16 Gráfica de Impedancia v/s Frecuencia del Altavoz Novik a l aire libre.

Podemos deducir, por la gráfica, que su frecuencia de resonancia es encontrada en, aproximadamente, los 570 Hz, manteniendo una impedancia de 16 ohms correspondiente a aquella frecuencia.

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Práctico Nº1: Caja Acústica

Medición de Impedancia con masa de estaño agregada En este punto, nos encargamos de agregar masas externas al parlante; unas circunferencias hechas de estaño que fueron adheridas con cinta de papel.  Altavoz Ligthning Audio

En este altavoz, la circunferencia de estaño agregada pesaba 0,0183 kilogramos y fue puesta rodeando el centro. Su impedancia mostró el siguiente gráfico:

Ilustración 17 Gráfica de Impedancia v/s Frecuencia del Altavoz Ligthning Audio con una masa agregada.

Viendo la gráfica, podemos percatarnos de que la frecuencia de resonancia pareciera ser la misma, pero la impedancia muerta un leve aumento en sus valores.

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 Altavoz Novik 

En este altavoz, la circunferencia de estaño agregada pesaba 0,012 kilogramos y fue puesta rodeando el centro. Su impedancia mostró el siguiente gráfico:

Ilustración 18 Gráfica de Impedancia v/s Frecuencia del Altavoz Novik con una masa agregada.

Claramente, podemos apreciar un cambio en la frecuencia de resonancia y un cambio de 1 ohm (aproximadamente) en la impedancia del parlante.

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Práctico Nº1: Caja Acústica

Parámetros de cada altavoz Ahora, con todos los datos ingresados, podemos pasar a revisar las gráficas de impedancia y los datos que el software fue capaz de procesar y entregarnos en cada uno de los parlantes utilizados.  Altavoz Ligthning Audio

A continuación, nos encontraremos con el gráfico que nos muestra la impedancia con respecto a la frecuencia, tanto con la curva generada por el altavoz al aire libre ( curva de color nego), como la generada por el altavoz con la masa agregada( curva de color rojo).

Ilustración 19 Gráfica de Impedancia, mostrando en rojo la curva generada por el Altavoz Ligthning Aud io con una masa

agregada y en negro la curva generada por el mismo al aire libre.

En conjunto a las gráficas, el programa nos entrega listos los parámetros de Thielle Small (Imagen de contorno rojo) y, a su vez, los datos que ya habían sido entregados e ingresados (imagen de contorno color verde).

Ilustración 20 Tabla contenedora de Parámetros de

Ilustración 21 Tabla contenedora de los datos básicos del 

Thielle Small correspondientes al Parlante Ligthning  Audio.

 parlante Ligthning Audio.

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Práctico Nº1: Caja Acústica

 Altavoz Novik 

A continuación, nos encontraremos con el gráfico que nos muestra la impedancia con respecto a la frecuencia, tanto con la curva generada por el altavoz al aire libre ( curva de color nego), como la generada por el altavoz con la masa agregada( curva de color rojo):

Ilustración 22 Gráfica de Impedancia, mostrando en rojo la curva generada por el Altavoz Novik  con una masa agregada y en

negro la curva generada por el mismo al aire libre.

En conjunto a las gráficas, el programa nos entrega listos los parámetros de Thielle Small (Imagen de contorno rojo) y, a su vez, los datos que ya habían sido entregados e ingresados (imagen de contorno color verde).

Ilustración 23 Tabla contenedora de Parámetros de Thielle

Ilustración 24 Tabla contenedora de los datos básicos del 

Small correspondientes al Parlante Novik.

 parlante Novik.

Cabe recalcar que en esta medición, por alguna razón que no pudimos determinar, el parámetro de Vas no fue correctamente calculado, y con esto algunos otros más.

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Práctico Nº1: Caja Acústica

Diseño de caja acústica En este punto, ya tenemos los datos suficientes para escoger el tipo de caja acústica a utilizar: para esto, tomaremos en cuenta la Efficiency Bandwidth Product , la que relaciona las medidas de Frecuencia (Fs) y Qes: 

 =



De esta forma, podemos escoger el tipo de caja a utilizar a partir del valor que tome EBP:   < 50   í   .   > 90,  í    

Igualmente, podemos fiarnos en el valor entregado para el parámetro de Qts, el cual también nos puede ser decisivo para saber el tipo de caja a utilizar; sin embargo, para este trabajo usaremos el método que toma en cuenta el EBP.  Altavoz Ligthning Audio

En este parlante el valor que obtuvimos de la frecuencia es de 33,605 Hz; a su vez, el valor de Qes fue de 0,537. ℎ  =

33,605 0,537

= 62,5791434

Ahora, podemos evidenciar que 50 < ℎ  < 90, pora lo que podemos concluir que la caja acústica más eficiente para este parlante es la Bass-Reflex. A partir de esto, podemos, con el mismo software Speaker Workshop, calcular el volumen que la caja debería poseer un volumen de 4,926 litros.  Altavoz Novik 

En este parlante el valor que obtuvimos de la frecuencia es de 580 Hz; a su vez, el valor de Qes fue de 2,190.  =

580 2,19

= 264,840183

Ahora, podemos evidenciar que  > 90, por lo cual podemos concluir que la caja acústica más eficiente para este parlante es, también, la Bass-Reflex. A partir de esto, podemos, con el mismo software Speaker Workshop, calcular el volumen que la caja debería poseer, sin embargo por las alteraciones que fueron señaladas con respecto al parámetro Vas, en este parlante nos fue imposible de calcular. 21

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Práctico Nº1: Caja Acústica

Conclusión Mi informe es sólo reflejo del interés que el tema fue capaz de generar; de forma tal que es posible encontrar, quizás, información que no es realmente primordial para el entendimiento de lo realizado, sin embargo, ayudaron a aclarar una gran cantidad de dudas que fueron surgiendo a medida que la investigación iba avanzando. De esta forma, si bien no conseguí aprender absolutamente todo sobre el tema, si puedo decir que en este instante sé mucho más de lo que siquiera me propuse a saber; quizá, era un trabajo simple y uno puede haberse conformado con sólo responder lo que era solicitado, sin embargo creí necesario aportar más que unas cuantas hojas de respuesta, quizá por desafío personal. Las cajas acústicas son un accesorio, por decirlo de alguna forma, muy curioso; las hay de muchos ejemplares que han dado muchas formas al sonido y han sabido sacar el mayor provecho de él. En este caso sólo trabajamos con dos tipos y, aún así, debimos hacer variados análisis y pruebas para diferenciar cual de los dos tipos de caja sería mejor para el parlante. A mi parecer, es algo de lo cual pudimos sacar un amplio provecho, ya que si bien no era algo complicado, reunió términos, conceptos, cosas que estaban dentro de nuestro completo conocimiento y, gracias a este práctico pudimos trabajar y comprender.

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Práctico Nº1: Caja Acústica

Bibliografía http://www.the12volt.com/caraudio/thiele.asp http://www.mp3car.com/car-audio/96927-what-is-fs-vas-qms-qes-qts-xmax.html http://www.speakerworkshop.com/ http://es.wikipedia.org/wiki/Caja_ELF http://www.tuningpedia.org/Cajas_acusticas http://www.esacademic.com/dic.nsf/eswiki/71465 http://forodeaudio.com/index.php/blog/item/50-que-son-los-parametros-thielle-small http://www.desarrollomultimedia.es/articulos/altavoces.html http://www.pcpaudio.com/pcpfiles/doc_altavoces/cajas/cajas.html#introduccion https://www.dropbox.com/s/pxjx135musj7785/Pr%C3%A1ctico%20N%C2%BA1%20Taller%20III%20de% 20Ingenier%C3%ADa.pdf 

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