11/11/11

LINEA DE SUBS

Es por todos conocido que una configuración estándar de subgraves L-R produce zonas de suma y cancelación dependientes de la separación física y por lo tanto de la longitud de onda de la frecuencia.


Una manera de evitar estos efectos es crear una linea central de subs y minimizar la distancia entre los elementos, para que su separación no sea superior a la longitud de onda de la máxima frecuencia a reproducir.


En este ejemplo tomamos una linea recta de subs separados entre ellos 2m y que tiene una longitud de 14m.




De estos parámetros podemos observar que la separación física entre elementos equivale a una longitud de onda de: 340/2m = 170Hz y que la longitud total del arreglo equivale a 340/14m = 24Hz.


La respuesta de transferencia de un sub solamente es la siguiente:




Para ver su comportamiento , vamos a realizar las predicciones acústicas y una medición a 0º, 45º y 90º del eje del arreglo.




40 Hz



60 Hz



80 Hz


100 Hz

En las predicciones que hemos realizado se observa como la cobertura del arreglo se va estrechando a medida que aumentamos la frecuencia.

Un arreglo en linea recta de fuentes omnidireccionales tiene un patrón de cobertura de 76º, para la frecuencia cuya longitud de onda equivale a la distancia del arreglo, y la cobertura se reduce a la mitad cada vez que doblamos la frecuencia, en este caso tiene 76º para 25 Hz, 38º para 50 Hz y 19º para 100Hz.
Podemos definir la linea recta como un arreglo de directividad proporcional.

Estas son sus respuestas de transferencia  a distintos ángulos, la medición se produce a 32m del arreglo.


Podemos definir que la máxima suma en el eje lateral se produce para la frecuencia cuya longitud de onda es igual a la separación física entre elementos, en este caso 170 Hz.

Ahora comparamos la respuesta individual de un sólo altavoz con la respuesta del arreglo, se ha aumentado intencionadamente el nivel del altavoz individual para que sus energías coincidan.


De esta respuesta podemos pensar que no existe ningún problema, porque simplemente hemos perdido 3 dB para 170 Hz, que además queda fuera del rango de frecuencias a reproducir por nuestro arreglo.

Pero ahora examinamos la respuesta a diferentes distancias de medición:


La respuesta del arreglo varía a medida que nos acercamos a la fuente, produciendo una perdida de -6dB a una frecuencia inferior. De esto podemos definir que la separación física máxima entre elementos es dependiente de la distancia.

Observamos ahora todas las energías igualadas para ver la modificación de la respuesta del arreglo comparada con la respuesta individual de un altavoz.


Como podemos entonces definir cual es nuestra separación máxima?.

Tomamos ahora la respuesta a la distancia que equivale a la longitud del arreglo, en este caso 14m. comparada con la respuesta individual.


Si tomamos como referencia de distancia la longitud equivalente a la distancia del arreglo, podemos definir que la máxima separación física se produce alrededor de 240º, que equivale a la frecuencia cuya energía a caído -6dB.

CONCLUSIÓN:

La cobertura del arreglo, se define en el momento que  todos los elementos del arreglo se han solapado, formando una pirámide de suma.

Se define el arreglo como de directividad proporcional, reduciendo a la mitad su ángulo de cobertura, cada vez que doblamos la frecuencia.

La máxima separación física entre elementos es dependiente de la distancia de medición, si tomamos como referencia la distancia igual a la longitud del arreglo, podemos determinar que su máxima separación equivale aproximadamente a 240º, siendo menor a medida que nos aproximamos al arreglo.

Un arreglo en linea de fuentes omnidireccionales, sólo es aplicable para espacios estrechos.

La mejor solución es separar los elementos como máximo 1/2 longitud de onda de la máxima frecuencia a reproducir, y que la máxima frecuencia a reproducir cree el ángulo de cobertura que necesitamos.

Una buena solución para minimizar la perdida de energía en las frecuencias altas, es realizar el alineamiento con el sistema principal por solapamiento.











9 comentarios:

  1. Muy buen aporte y perfectamente explicado.
    Podrias enseñarnos como calcular los delays a aplicar para crear un arco y poder abrir mas la cobertura hacia los lados?
    Gracias.

    ResponderEliminar
  2. Hola,

    Básicamente existen dos maneras de hacerlo, físicamente o electrónicamente.

    Si realizamos un arco físico, su cobertura será aproximadamente igual al ángulo del arco.

    Para hacerlo electrónicamente, yo aplicaría el mismo retraso de tiempo que produce el arco físico. Es decir si en un arco físico un altavoz está colocado con 0,4m de distancia, aplicaría un delay de 1,17ms, y así sucesivamente.

    Aunque la respuesta electrónica en la parte delantera es muy similar al arco físico, la respuesta trasera es bastante distinta.

    Espero que esto ayude

    ResponderEliminar
  3. Buenas Pepe,
    Gracias por la respuesta.

    La distancia de 0,4m te refieres a la que hay entre ellos en la linea recta, o de adelante a atrás?

    Como calculas el delay de 1,17ms?

    Perdona la ignorancia.

    Saludos.

    ResponderEliminar
  4. Hola,

    si, la distancia es entre delante y detrás, para hacer el arco, los altavoces tienen que tener una diferencia entre ellos que va variando.

    Para el cálculo uso el valor de 340m/s, entonces 0,40m equivale a 0,4m/340 = 1,17ms

    ResponderEliminar
  5. Hola Pepe,

    "(...) para que su separación no sea superior a la longitud de onda de la máxima frecuencia a reproducir."

    Si estoy usando las cajas de subwoofer en posición horizontal (2x18"). La distancia máxima entre el centro de las cajas o entre el centro de cada extremo del altavoz?

    Gracias,
    Pierre

    ResponderEliminar
  6. Hola Pierre,

    Yo mediría entre centros de las cajas, creo que en una configuración doble 18", los conos están tan cerca uno del otro que podemos considerarlo como uno sólo.

    Un saludo

    ResponderEliminar
  7. ¿Qué programa de simulación has usado? Gracias

    ResponderEliminar