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A Fondo – Los Altavoces, tipos, características, historia

A Fondo - Los Altavoces, tipos, características, historia

Los altavoces son una pieza fundamental en un setup de DJ o músico pues, es el que transmitirá nuestra música al publico y, dependiendo de sus características y calidad, así sonará nuestra música….Como concepto básico, debemos evitar saturar la señal que enviamos a los altavoces, por eso es recomendable no llegar nunca a los niveles rojos, tanto de nuestra controladora, como de la mesa de mezclas y sistemas de potencia empleados…aunque hoy en día tenemos limitadores tanto en el software, como el los sistemas de potencia, cuanto menos saturemos la señal, mas claro será el sonido.
Los altavoces son casi siempre los elementos limitantes en la fidelidad de la reproducción de un sonido tanto en casa como en una sala, club o festival al aire libre. Las otras etapas de la reproducción del sonido son principalmente electrónicas, y los componentes electrónicos están altamente desarrollados. El altavoz, por contra, implica procesos electromecánicos donde la señal de audio amplificada debe mover una membrana u otro dispositivo mecánico para producir un sonido igual al de la onda sonora original. Este proceso conlleva muchas dificultades y usualmente es el más “imperfecto” de los pasos de la reproducción sonora. La función del altavoz es extremadamente compleja de cumplir:

En primer lugar, debe ser capaz de reproducir la totalidad del registro auditivo, esto es, de 20 Hz a 20 KHz (este es el registro de oído humano), lo cual se traduce en una gama de longitudes de onda que van desde 17 metros hasta 1.7 centímetros. Adicionalmente debe integrarse convenientemente con el ambiente acústico donde se encuentre, y esto puede ser desde un pequeño cuarto de 3 x 3 metros hasta una sala de conciertos.

Tipos Principales de Altavoces

Electrodinámico, dinámico o bobina móvil.

Una bobina móvil inserta en un campo magnético creada por un imán permanente, se desplaza empujada por la fuerza electromotriz debida a los cambios de corriente en su interior. Esta corriente procede del amplificador o etapa de potencia. La bobina está pegada a la cúpula, que puede ser todo el diafragma o sólo la parte central. Son los más comunes en audio profesional y prácticamente los únicos en audio doméstico.

Electrostáticos

Se basan en una placa cargada eléctricamente que ejerce de diafragma y se mueve por la fuerza electrostática que se produce al variar la carga de las dos placas entre las que se encuentra. Se trata de un doble condensador, donde la placa central es el diafragma. Destacan por ofrecer una respuesta en frecuencia amplia y plana; por otro lado son extremadamente voluminosos, necesitan de alimentación de la red y electrónica adicional, además son muy delicados, por todo su precio es muy elevado. Los altavoces electostáticos son de radiación directa.

Características

Respuesta en frecuencia.

La respuesta en frecuencia es uno de los parámetros principales de un altavoz, junto con la potencia. Por razones mecánicas y de diseño, un altavoz sólo no puede cubrir todo el margen de audio, por lo que se construyen altavoces especializados en reproducir ciertas bandas de audio: sub-graves, graves, medios, agudos y súper-agudos…Siendo fc la frecuencia de resonancia en caja cerrada. Este valor suele ser de varias decenas de hertzios. Si fc = 60 Hz, la zona plana de la respuesta llegaría hasta poco más de los 600 Hz.

Gráfica del módulo de la respuesta en frecuencia de un altavoz montado en caja cerrada

Impedancia eléctrica de entrada.

Es la relación compleja (módulo y fase) entre la tensión en bornes del altavoz y la corriente que circula por él. También se puede definir como la resistencia eléctrica que “ve” el equipo anterior. La impedancia eléctrica de entrada varía mucho con la frecuencia, sobre todo en torno a la frecuencia de resonancia del altavoz.

Gráfica real del módulo de la impedancia de entrada de un altavoz electrodinámico de radiación directa

Frecuencia de resonancia.

Es es la frecuencia donde el sistema mecánico entra en resonancia. Se debe especificar el valor de la frecuencia para la cual el módulo de la impedancia eléctrica de entrada tiene su primer máximo. En el caso de la figura superior la frecuencia de resonancia está en 45 Hz.

Impedancia nominal.

Para facilitar los cálculos de instalaciones y equipos, y para trabajar con un dato único y no una compleja gráfica, el fabricante da el valor de la impedancia nominal. Este valor suele ser de 4W, 6W, 8W ó 16W. Este valor se toma de la zona plana que hay tras la frecuencia de resonancia, en la gráfica de la impedancia eléctrica de entrada; aunque se admite una variación de hasta el 20%…En la gráfica superior, la zona plana se encuentra entre los 150 y los 400 Hz. y el valor es de 10W, con lo que se puede decir, incluyendo el margen del 10%, que la impedancia nominal del altavoz es de 8W.

Potencia eléctrica de pico o musical.

Es la potencia eléctrica que el altavoz es capaz de disipar con una señal de prueba de ruido rosa filtrado (simulando a señal musical) sin sufrir daños permanentes. La duración de la prueba es de un segundo y se repite 60 veces a intervalos de un minuto. El valor de la potencia se calcula sobre el valor nominal de la impedancia.

Potencia eléctrica nominal o RMS.

Es la potencia eléctrica que el altavoz es capaz de disipar con una señal de prueba de ruido rosa (que simula un programa musical) sin sufrir daños permanentes. La duración de la prueba es de un minuto y se repite 10 veces a intervalos de dos minuto.

Potencia continua sinusoidal.

Es la potencia eléctrica que el altavoz es capaz de disipar con una señal de prueba, que es un barrido continuo dentro del margen de trabajo de señal senoidal, sin sufrir daños mecánicos o térmicos. La duración de la prueba es de un 100 horas consecutivas. Este dato no suele ser facilitado, ya que los dos anteriores aportan suficiente información…La norma usada en cada caso para la medida, determina el espectro de la señal banda ancha, el tipo de señal (ruido rosa generalmente) y el tiempo de duración de la prueba. Normas conocidas son la normas AES, IEC, EIA… El valor de potencia eléctrica que se está aplicando al altavoz se calcula midiendo la tensión eficaz en bornes del altavoz para el valor de impedancia nominal.

Fórmula empleada para calcular la potencia eléctrica consumida

Sensibilidad.

Se define como el nivel de presión sonora (NPS) medido a 1 m de distancia en la dirección del eje de mayor radiación del altavoz, cuando es excitado con un 1 W de potencia eléctrica, medida esta sobre su impedancia nominal. La señal que se utiliza es de banda ancha, preferiblemente un ruido rosa, cuyo espectro se parece más a la señal musical o vocal. Se puede dar el dato para radiación esférica o hemisférica (montado en pantalla infinita). Entre dos altavoces de iguales características de respuesta en frecuencia, potencia nominal, impedancia de entrada y directividad, es preferible el que mayor sensibilidad tenga.

Historia

La historia del altavoz tiene ya mas de un siglo. En 1877 Edison diseñó un aparato capaz de transcribir telegramas, y el mismo año inventó un transductor para el teléfono. El primer transductor que utilizó fuerza electromotriz fue realizado por Graham Bell, siendo luego mejorado por Mac Lachlan. Luego se desarrollaron modelos como el termógrafo, el altavoz de arco, el condensador cantante y el de cuarzo, pero el que mas éxito ha tenido durante un siglo ha sido el altavoz electrodinámico y, en menor grado, el electroestático.

Historia Reciente.

Altec Lansing. Esta empresa es la más antigua de la generación moderna de fabricantes de altavoces. Su historia se remonta a comienzos del siglo 20 con el nacimiento del cine sonoro. Originalmente la Western Electric era la empresa que comandaba el mercado de los equipos de cine. Con el nacimiento del cine sonoro, es obligada a dividirse por la Ley Anti-monopolio norteamericana y se forma la empresa All Technologies. Luego al asociarse con un experto en metal-mecánica, James B.Lansing , se conforma la empresa Altec Lansing, que durante los siguientes 50 años lideraría el mercado de altavoces Profesionales Industriales. Las patentes de Altec se siguen empleando alrededor del mundo. Su altavoz más famoso es la VOZ DE TEATRO que estuvo fabricándose ininterrumpidamente desde 1925 hasta finales de los 90’s.

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JBL. James B. Lansing hizo grandes aportes a Altec Lansing, pero por problemas financieros tuvo que vender sus derechos a Altec Lansing. Al separarse de ella fundó JBL, pero una versión de la historia dice que no le permitieron emplear su apellido en la marca y que es en la década de los 70’s cuando el público comienza a conocer que JBL eran las iniciales de James B.Lansing. Como sea, en esa década JBL se posicionó como el mejor altavoz monitor de estudio en el mundo, desplazando a Altec de su liderazgo. En una competencia mundial de los monitores más grandes a principios de los 80’s solo perdió con el Modelo 19 de Altec Lansing, en la categoría de Monitores más grandes para estudio. Con el tiempo JBL se convirtió en un producto que cambió varias veces de dueños. En los 90’s la Harman la recompra y le inyecta un capital formidable en investigación y hoy lidera el mercado mundial de altavoces. Participó en el festival de Woodstock 94 y 99 con éxito con sus altavoces HLA y Eon.

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ElectroVoice. De las tres marcas históricas Electro Voice es la marca más joven, comenzó fabricando micrófonos en 1934 y es a finales de los 60’s cuando incursiona en el mundo de los altavoces masivamente. Siempre ha estado principalmente dedicada al sonido al aire libre. Es reconocida desde los años 70’s por su caja Eliminator y posteriormente la Dominator. En los 70’s participa con Altec Lansing y JBL en el desarrollo de la trompeta más eficiente del mundo, que se llamó trompeta de Directividad Constante. A partir de aquí diseña su famosa trompeta Manifold o trompeta de doble plegamiento central. A finales de los 80’s lanza sus famosas cajas de bajos MT4, que destronan en Europa, (Inglaterra, su propio terreno) a TurboSound.

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Marcas “Modernas”.

L-Acoustics, Nexo, Meyer Sound, Turbosound, Apogee, Funktion One. Todas estas marcas son jóvenes compradas con las tres históricas, la más antigua probablemente no sobrepase los 35 años y la más joven no llegue a los 10 años. Posiblemente el mejor sonido de un Line Array en el mundo se obtiene de las cajas V-Dosc de L-Acoustics. Su diseñador es un físico francés amante de la buena música. Acaban de ser instaladas en la sala de la Philharmonic Orchestra de Boston por su exquisito bajo. Esta sala es una de las tres salas con mejor acústica en el mundo, fue diseñada originalmente por el profesor Wallace Sabine, inventor de la fórmula para calcular el tiempo de reverberación de una sala.

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Una de las marcas que a irrumpido con gran aceptación en el mercado es sin duda Funktion One…Funktion – one es la marca irlandesa de fabricación e invención de uno de los mejores (sino el mejor) equipos de altavoces. Tony Andrews es uno de los dueños de la marca, creador original de Turbosound antes de vendérselo a la famosa marca AKG. El mismo Andrews ha creado el sistema de sonido Funktion – one , diseñado para crear un ambiente auditivo perfecto para instrumentos musicales y beats electrónicos llevados a grandes escenografías. El principal factor de motivación de esta marca es el logro de la mejor calidad de audio posible. Empeñados en la pureza sonora y en el avance tecnológico esta marca evita tanto el uso de sistemas de ecualización así como de compresores de gama media. Sus diseños están enfocados al mayor rendimiento y al más alto nivel de eficiencia, utilizando, por ejemplo la conversión del amplificador en energía acústica, logrando así un sonido puro, sensible y vivo. Salas como el Space Ibiza utilizan este sistema, muy característico debido a su diseño.

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Conclusión

En resumen y muy en lineas generales, a la hora de seleccionar un sistema de altavoces, primero tenemos que tener claro el uso que le vamos a dar, estudio, interior, exterior…para estudio a de primar la calidad, que viene dada por el espectro de frecuencias que es capaz de reproducir (un altavoz con un rango de 10 Hz – 30 kHz, tiene mucha mas calidad que uno con un rango 20Hz – 20 kHz, otra cosa es la calidad de los componentes y materiales de fabricación).

Para altavoces de exterior, nos interesa su potencia en RMS, así como la presión sonora que es capaz de generar (126db, 128db), los bajos se disipan rápido en el exterior y no tienen tanto alcance, por lo que necesitaremos un buen sistema de Sub-Graves, en locales interiores, es muy importante tener en cuenta la acústica de la sala, es decir, ver que frecuencias se “pierden”, cuales pueden causar molestos rebotes, que obstáculos se van a encontrar las ondas sonoras…por eso es aconsejable encargar un estudio de la sala para obtener el mejor sonido.

Fuentes:

Wikipedia, LPIEscuela Superior de Audio

Author: JoseLogic

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