Amplificador de sonido

CÓMO FUNCIONA UN ALTAVOZ
* Introducción
* Altavoz de cono
* altavoz de cúpula (tweeter)
* Algunos problemas y la solución adoptada
* Flujo magnético no constante
* Elasticidad de la suspensión no constante
* Asimetrías
* Inductancia variable de la bobina de voz
* Cono de perfil exponencial
* Efectos térmicos

INTRODUCCIÓN
Un altavozmagnético funciona al hacer reaccionar el campo magnético variable creado por una bobina con el campo magnético fijo de un imán. Esto hace que se produzcan fuerzas, que son capaces de mover una estructura móvil que es la que transmite el sonido al aire. Esta estructura móvil se llama diafragma, puede tener forma de cúpula o de cono.
A su vez, esta estructura móvil está sujeta por dos puntos medianteunas piezas flexibles y elásticas que tienen como misión centrar al altavoz en su posición de reposo.
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ALTAVOZ DE CONO
Este es el esquema de un altavoz convencional.La araña (una pieza de tela con arrugas concéntricas de color amarillo o naranja) se encarga de mantener centrado el cono, junto a la suspensión.El imán, junto a las piezas polares crean un circuito magnético. En elentrehierro es donde el campo de la bobina reaciona contra el campo fijo del imán. | |
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ALTAVOZ DE CÚPULA (TWEETER)
Conviene decir que no sólo un tweeter puede ser un altavoz de cúpula.El altavoz de cúpula funciona básicamente igual que el de cono, pero en éste la superficie radiante no es un cono, es una cúpula.La cúpula tiene la caracteristica de que la resonancia en esa estructura esabsorvida de manera muy eficiente y prácticamente no causa efectos audibles, pero tiene como desventaja que la aceleración no es igual en todos los puntos de la cúpula, siendo el centro el más perjudicado.Como consecuencia, se produce una pérdida de eficiencia respecto a su equivalente en forma de cono, pero con un sonido mejor al evitar la resonancia. | |
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ALGUNOS PROBLEMAS Y LA SOLUCIÓNADOPTADA
FLUJO MAGNÉTICO NO CONSTANTE
El principal problema de una bobina de voz es que se desplaza, y no en todos los puntos recibe la misma cantidad de flujo magnético, por lo que la fuerza de reacción contra ese campo magnético dependerá de su posición.

En el gráfico superior se puede ver el porqué. La bobina de voz literalmente abandona el campo magnético. Este problema se agrava a medidaque crece el desplazamiento, por lo que es conveniente reducir estos desplazamientos al mínimo, lo que se hace con drivers más grandes, utilizando dos drivers o con menos SPL.

Campo asimétrico

campo simétrico
Estos dos son los casos posibles, siendo el primero el habitual en muchos tipos de altavoces. Tan sólo unos pocos altavoces de gran calidad y precio compensan este fenómeno. En lasección "asimetrías" hay más detalles.
En cualquier caso se produce distorsión armónica, de orden predominantemente par en el primer caso y de orden predominantemente impar en el segundo.
La forma en la que decae el flujo frente a Xd es indicador de cómo se creará distorsión. En el segundo gráfico se ha dibujado de manera muy exagerada.Si el entrehierro es demasiado grande, una mínima variación enla posición de la bobina de voz hará variar el flujo que recibe. Si la bobina de voz es demasiado pequeña, se saldrá de la zona donde es constante.Habitualmente un entrehierro grande dará una mayor eficiencia con un imán menor, pero es acosta de aumentar la distorsión. A veces un gran imán si es indicativo de calidad (para altavoces de un mismo tamaño, diámetro de bobina y eficiencia) | |
Laúnica solución que existe a este problema es aumentar la longitud de la bobina de voz y/o reducir la del entrehierro. De esta manera un driver con THD=5% con Xd=1mm puede pasar a tener un 1% con ese mismo desplazamiento. XMAX es el parámetro que mide la excursión lineal del diaragma.Se puede calcular de varias formas, la más correcta es la medida en la que tanto la elasticidad de la suspensión...