END FIRED II

En el anterior post hemos hablado de la técnica end fired para crear arreglos de subgraves.
En este post expondré el arreglo end fired de 4 elementos; más popular y creo que más efectivo.

Para explicar como actua este arreglo vamos a utilizar predicciones acústicas.  Es importante saber que, aunque las predicciones nos ayudan a ver como va a reaccionar el sistema, una  verificación real de campo, con un analizador FFT permite ajustar mejor el arreglo.
Las predicciones no tienen en cuenta el entorno y no son capaces de mostrar las difracciones que producen los propios altavoces. No obstante, me parece más importante saber qué es lo que ocurre, que colocar micrófonos sin tener muy claro qué se quiere medir.

Para el ejemplo, vamos a colocar 4 altavoces separados entre ellos 1 metro ( 1/4 de la longitud de onda de 85 Hz):

Arreglo de 4 elementos





Con el micrófono de medición situado en la parte frontal tomamos la respuesta del altavoz A, y utilizando el programa RBV  convertirmos la respuesta de impulso del programa de predicción, en una respuesta de transferencia.

 altavoz A

Altavoz B

Respuesta de transferencia de A y B

La gráfica de color azul representa la medición del altavoz A y la roja el altavoz B.

Observando el gráfico, vemos que el altavoz B está adelantado sobre el altavoz A 1 metro, así como que existe una diferencia de fase de 90º en 85 Hz.

Aplicamos ahora el delay correspondiente al altavoz B (2,94ms):

altavoz A+B

Las fases están igualadas en la parte frontal, la gráfica de color negro representa la suma de los dos altavoces:

respuesta de transferencia y suma de A y B

 Tomamos la respuesta del altavoz C:

Respuesta de transferencia de altavoz C

Observamos como la respuesta del altavoz C (gráfica de color pistacho) está adelantada 180º de 85 Hz, es decir, 2 metros.

Una vez aplicamos el delay correspondiente (5,88ms), las fases estarán igualadas en la parte frontal.

Predicción de A+B+C con delay

Fases igualadas de A, B y C

Por último, tomamos la respuesta del altavoz D:

Respuesta de transferencia del altavoz D

Vemos que el altavoz D (gráfico de color naranja) está adelantado 270º para 85 Hz, o lo que es lo mismo 3 metros. Una vez añadimos el correspondiente delay (8,82ms), todos nuestros altavoces estarán alineados en la parte frontal y obtendremos suma.

Predicción A+B+C+D con delay

Fases alineadas y suma total



Podemos observar en las gráficas, que los altavoces tienen pequeñas diferencias de nivel, debido a que tienen recorridos distintos, no obstante conseguimos que todos los altavoces sumen. 

Pero qué ocurre en la parte trasera?

En primer lugar, tomamos la medición de los altavoces A y B; como ya vimos en el post anterior, los altavoces de subgraves radian omnidireccionalmente, el altavoz B tendrá 90º de desfase por la diferencia de distancia, y además 90º más de diferencia de tiempo, por la aplicación del delay. 

Respuesta del altavoz A y B en la parte trasera

Tenemos una diferencia de 180º en 85 Hz. La gráfica de color azul es el altavoz A, y la roja el altavoz B. El altavoz B está retrasado.

Altavoz A + B

Ahora tomamos la respuesta del altavoz C:



 

Respuesta del altavoz A,B y C atras

Al añadir el altavoz C la respuesta se complica; las diferencias de tiempo producen cancelaciones en 60 y 120 Hz, mientras que para 85 Hz hay suma.

                                      Suma A+B+C atrás



Altavoces A+B+C

Y finalmente añadimos el altavoz D:



Altavoces A,B,C,D y suma atrás

En esta gráfica vemos las múltiples interacciones que se producen, y podemos observar que el arreglo en la parte trasera tiene menor energía que un altavoz sólo.

Veamos ahora las predicciones para las demás frecuencias:





40 Hz




63 Hz





100 Hz

Como observamos, no podemos definir el arreglo end fired de 4 elementos como un arreglo cardioide, aunque sí como un arreglo direccional, que produce atenuación en la parte trasera y una elevada suma en la parte frontal.