Divisor de frecuencias para altavoces de tres vías
Estoy diseñando un conjunto de filtros pasivos para mi sistema de altavoces. El sistema consta de un sobwoofer y dos cajas con un woofer y un tweetter cada una. Los filtros los he diseñado de la siguiente manera:
Un filtro pasa banda 50 Hz - 500 Hz, ya que el subwoofer es de pequeño diámetro y no es capaz de reproducir las frecuencias más bajas de 50 Hz; y por otra parte tiene su frecuencia de resonancia a los 500 Hz. Le he incluido una resistencia con condensador a modo de red salman para minimizar la interacción de la inductancia del altavoz con el resto de componentes del filtro.
Las cajas tendrán un filtro paso alto a 500 Hz para el woofer y un filtro paso alto a 4000 Hz para el tweeter. He tenido que diseñar de forma distinta el filtro para el tweeter del altavoz izquierdo y el derecho, debido a que uno es de 8 Ohmios y otro de 4'5. ¿Podrá causar esto algún problema?
Por otra parte, para poder usar condensadores electrolíticos que son los únicos que alcanzan las capacidades que requiero, he conectado en todos los casos dos en serie con la patilla + común, ya que he leído que de esta forma ya no son polarizados.
Adjunto imágenes de los circuitos de los altavoces derecho, izquierdo y subwoofer. Los drivers están representados por la resistencia que se encuentra al final de cada circuito en cada caso. Necesitaría saber si el diseño es correcto ya que los componentes van a ser bastante caros y no querría perder el dinero. Muchas gracias.
http://img194.imageshack.us/img194/8929/filtrosaltavoces.jpg
http://img836.imageshack.us/img836/9933/filtrosubwoofer.jpg
Un filtro pasa banda 50 Hz - 500 Hz, ya que el subwoofer es de pequeño diámetro y no es capaz de reproducir las frecuencias más bajas de 50 Hz; y por otra parte tiene su frecuencia de resonancia a los 500 Hz. Le he incluido una resistencia con condensador a modo de red salman para minimizar la interacción de la inductancia del altavoz con el resto de componentes del filtro.
Las cajas tendrán un filtro paso alto a 500 Hz para el woofer y un filtro paso alto a 4000 Hz para el tweeter. He tenido que diseñar de forma distinta el filtro para el tweeter del altavoz izquierdo y el derecho, debido a que uno es de 8 Ohmios y otro de 4'5. ¿Podrá causar esto algún problema?
Por otra parte, para poder usar condensadores electrolíticos que son los únicos que alcanzan las capacidades que requiero, he conectado en todos los casos dos en serie con la patilla + común, ya que he leído que de esta forma ya no son polarizados.
Adjunto imágenes de los circuitos de los altavoces derecho, izquierdo y subwoofer. Los drivers están representados por la resistencia que se encuentra al final de cada circuito en cada caso. Necesitaría saber si el diseño es correcto ya que los componentes van a ser bastante caros y no querría perder el dinero. Muchas gracias.
http://img194.imageshack.us/img194/8929/filtrosaltavoces.jpg
http://img836.imageshack.us/img836/9933/filtrosubwoofer.jpg
1 Respuesta
Respuesta de mpacheco
1
No tengo mucha experiencia diseñando crossovers pasivos. Hay un programa gratuito que sirve para diseñar filtros y cajas. El WinISD.
No creo que convenga usar el parlante de 4,5 Ohm. La impedancia resultante va a ser menor de 8 Ohm y la mayoría de los amplificadores no trabajan con menos de 8 Ohm.
Los audiófilos también se preocupan del desfase que produce el filtro entre los distintos parlantes. Por lo que hay que tener cuidado con la cantidad de elementos reactivos, u orden del filtro.
No creo que convenga usar el parlante de 4,5 Ohm. La impedancia resultante va a ser menor de 8 Ohm y la mayoría de los amplificadores no trabajan con menos de 8 Ohm.
Los audiófilos también se preocupan del desfase que produce el filtro entre los distintos parlantes. Por lo que hay que tener cuidado con la cantidad de elementos reactivos, u orden del filtro.
Información adicional: He observado que como en las cajas, ambos altavoces (tweeter y woofer) tienen un filtro pasa altos, cuando han de reproducir frecuencias altas baja mucho la impedancia, en torno a los 2 Ohmios. ¿Podría ser perjudicial para el amplificador? ¿Sería interesante rediseñar el circuito para evitarlo? ¿Cómo podría hacerlo? Muchas gracias.
Durante estos días he seguido leyendo mucho para informarme. Me preocupa el tema de poner tantos condensadores en serie, ya que pueden resultar degradada la señal. También he visto que se suelen utilizar condensadores electrolíticos para los filtros comerciales, así que quizás al tratarse de audio y no de una señal senoidal pura, no represente un problema, pero me gustaría que me lo confirmase para poder rediseñar los circuitos. También he leído que es útil añadir en paralelo condensadores MKT o MKP para disminuir el ESR de los condensadores electrolíticos y evitar en lo posible la degradación de señal. ¿Puede orientarme acerca de ello?
En cuanto a la impedancia, realmente en ambos filtros de las cajas, es bastante baja, sobre todo en las frecuencias altas (menos de 2 Ohmios), debido a que ambos drivers (tweeter y woofer) están reproduciendo las mismas frecuencias. Si se mezclan señales de varias frecuencias, simulando algo más parecido a la reproducción normal de música, la impedancia se aproxima a los 4 Ohmios. Sin embargo, creo que sería interesante limitar la bajada de impedancia de algún modo y quería saber si usted conoce alguno.
En caso de sustituir el tweeter de 4'5 Ohmios por uno de 8, ¿debería fijarme en algún factor más para hacer que funcione lo más parejo al de la otra caja?
Muchas gracias por su respuesta.
En cuanto a la impedancia, realmente en ambos filtros de las cajas, es bastante baja, sobre todo en las frecuencias altas (menos de 2 Ohmios), debido a que ambos drivers (tweeter y woofer) están reproduciendo las mismas frecuencias. Si se mezclan señales de varias frecuencias, simulando algo más parecido a la reproducción normal de música, la impedancia se aproxima a los 4 Ohmios. Sin embargo, creo que sería interesante limitar la bajada de impedancia de algún modo y quería saber si usted conoce alguno.
En caso de sustituir el tweeter de 4'5 Ohmios por uno de 8, ¿debería fijarme en algún factor más para hacer que funcione lo más parejo al de la otra caja?
Muchas gracias por su respuesta.
¿Qué es la red Salman que nombraste antes?
¿Con qué programa estas haciendo las simulaciones?
No resulta práctico filtros pasivos de más de segundo orden para parlantes.
No es lo ideal usar condensadores electrolíticos, pero los otros son muy costosos en altas capacidades.
La impedancia no debería bajar tanto, pues cuando ambos parlantes (tweeter y woofer) reproducen la misma frecuencia los filtros ya aportan con impedancia significativa, pues serian frecuencias en torno a la frecuencia de corte.
No conviene agregar resistencia para aumentar la impedancia pues se degrada el factor de amortiguación.
El tweeter que compres debería ser de potencia y sensibilidad similar al que tienes.
Yo creo que lo más conveniente es que empieces por lo más simple, sobretodo si no has implementado filtros pasivos antes. Yo empezaría por un filtro de segundo orden y dejaría que los oídos sean los jueces.
Si te preocupa tanto que suene bien entonces debes preocuparte también por la selección de los parlantes y el diseño de las cajas.
¿Con qué programa estas haciendo las simulaciones?
No resulta práctico filtros pasivos de más de segundo orden para parlantes.
No es lo ideal usar condensadores electrolíticos, pero los otros son muy costosos en altas capacidades.
La impedancia no debería bajar tanto, pues cuando ambos parlantes (tweeter y woofer) reproducen la misma frecuencia los filtros ya aportan con impedancia significativa, pues serian frecuencias en torno a la frecuencia de corte.
No conviene agregar resistencia para aumentar la impedancia pues se degrada el factor de amortiguación.
El tweeter que compres debería ser de potencia y sensibilidad similar al que tienes.
Yo creo que lo más conveniente es que empieces por lo más simple, sobretodo si no has implementado filtros pasivos antes. Yo empezaría por un filtro de segundo orden y dejaría que los oídos sean los jueces.
Si te preocupa tanto que suene bien entonces debes preocuparte también por la selección de los parlantes y el diseño de las cajas.
Lo de red Salman fue una errata, ya que me confundí de nombre. Quería decir red Zobel.
El programa que uso para simular es Multisim (Electronic Workbench).
Voy a diseñar de nuevo todos los circuitos con filtros de segundo orden y condensadores electrolíticos, y le pondré filtros pasa banda a los woofer de las cajas también para evitar el problema de la impedancia. El motivo de haberlos hecho de tercer orden fue para evitar los desfases en la medida de lo posible, pero quizás sea cierto que me estoy metiendo en "camisas de once baras".
Lo cierto es que, a pesar de ser altavoces reciclados de otros usos, estoy muy contento con el sonido que me dan y simplemente he querido implementarles los filtros porque noto ciertas resonancias en algunas frecuencias, y haciendo pruebas he comprobado que no hay respuesta plana en la zona de 500 Hz ni en la de 1000 Hz, por nombrar algunas de las más notorias. Pienso que los filtros ayudarán bastante a mejorarlo. Puede que sea interesante sustituir el Tweeter de 4'5 Ohmios, pero no me gustaría sustituir los demás ya que estoy bastante satisfecho con ellos en líneas generales.
Subiré los circuitos una vez diseñados para que me dé su opinión.
Le agradezco enormemente sus respuestas.
El programa que uso para simular es Multisim (Electronic Workbench).
Voy a diseñar de nuevo todos los circuitos con filtros de segundo orden y condensadores electrolíticos, y le pondré filtros pasa banda a los woofer de las cajas también para evitar el problema de la impedancia. El motivo de haberlos hecho de tercer orden fue para evitar los desfases en la medida de lo posible, pero quizás sea cierto que me estoy metiendo en "camisas de once baras".
Lo cierto es que, a pesar de ser altavoces reciclados de otros usos, estoy muy contento con el sonido que me dan y simplemente he querido implementarles los filtros porque noto ciertas resonancias en algunas frecuencias, y haciendo pruebas he comprobado que no hay respuesta plana en la zona de 500 Hz ni en la de 1000 Hz, por nombrar algunas de las más notorias. Pienso que los filtros ayudarán bastante a mejorarlo. Puede que sea interesante sustituir el Tweeter de 4'5 Ohmios, pero no me gustaría sustituir los demás ya que estoy bastante satisfecho con ellos en líneas generales.
Subiré los circuitos una vez diseñados para que me dé su opinión.
Le agradezco enormemente sus respuestas.
He estado analizando el asunto de los crossovers y su disponibilidad comercial y precio, pues quiero arreglar un poco mi sistema de audio: tengo 2 cajas con componentes Selenium. El Woofer es de 12". Son antiguos y ya han sido reparados varias veces. El amplificador lo hice yo con un STK para 100W. El audio es una de mis pasiones.
He estado considerando utilizar crossovers activos de 3 vías porque:
Hay poca disponibilidad de crossovers pasivos.
Las frecuencias de corte no siempre coinciden con los componentes que elijas.
En el crossover activo es fácil elegir las frecuencias de corte deseadas.
Es más fácil obtener orden más alto como cuarto orden en cambio los pasivos comerciales son de segundo orden.
Encuentro más fácil y cómodo trabajar con operacionales que hacer inductancias.
Lo malo claro, hay que tener 2 amplificadores más por canal, pero pueden ser más pequeños que para los Woofer.
Tengo mis cajas con el crossover de la marca de los parlantes, pero cuando los usaba en fiestas, a veces igual se quemaban los tweeter y/o los mismos crossovers. Quedaría más tranquilo con un crossover de cuarto orden.
¿Haz escuchado sobre Linkwitz Riley?
Esta página es una de mis referencias en audio:
http://sound.westhost.com/project09.htm
Tiene muchos proyectos.
¿De qué país eres?
He estado considerando utilizar crossovers activos de 3 vías porque:
Hay poca disponibilidad de crossovers pasivos.
Las frecuencias de corte no siempre coinciden con los componentes que elijas.
En el crossover activo es fácil elegir las frecuencias de corte deseadas.
Es más fácil obtener orden más alto como cuarto orden en cambio los pasivos comerciales son de segundo orden.
Encuentro más fácil y cómodo trabajar con operacionales que hacer inductancias.
Lo malo claro, hay que tener 2 amplificadores más por canal, pero pueden ser más pequeños que para los Woofer.
Tengo mis cajas con el crossover de la marca de los parlantes, pero cuando los usaba en fiestas, a veces igual se quemaban los tweeter y/o los mismos crossovers. Quedaría más tranquilo con un crossover de cuarto orden.
¿Haz escuchado sobre Linkwitz Riley?
Esta página es una de mis referencias en audio:
http://sound.westhost.com/project09.htm
Tiene muchos proyectos.
¿De qué país eres?
Sí había oído hablar de los filtros Linkwitz Riley. De hecho, los primeros esquemas que hice de croossover, los hice activos y justamente con la misma distribución de componentes que se ve en la página que me ha adjuntado. Al final deseché la idea porque mi sistema no es de tres vías, sino de dos vías y un subwoofer y la verdad, no sé muy bien cómo debería modificar el amplificador actual para que el subwoofer siga funcionando como hasta ahora (la señal que llega al subwoofer es la mezcla de los canales derecho e izquierdo). Sí que es cierto que pienso que sería la mejor opción (y bastante más barata además), quizás si consiguiera despejarme las dudas para modificar mi amplificador, lo haría de esta forma encantado.
Pues yo soy de España, ¿y usted? Saludos.
Pues yo soy de España, ¿y usted? Saludos.
Si. Con el filtro activo es más engorroso la modificación del amplificador. Además hay que construir otras tarjetas amplificadores.
Tal vez lo más conveniente sea los filtros pasivos, pero insisto. Yo lo haría sólo de segundo orden.
Cierra la pregunta mientras y si tienes cualquier duda me avisas.
Soy de Chile.
Tal vez lo más conveniente sea los filtros pasivos, pero insisto. Yo lo haría sólo de segundo orden.
Cierra la pregunta mientras y si tienes cualquier duda me avisas.
Soy de Chile.
