Aes 215 m_sel_esp

_______________________________

AUDIO ENGINEERING SOCIETY
1st. Latin America Conference

Surround Sound
19 - 21 August 2007, Buenos Aires - Argentina
.

___________________________________
Procesamiento Pasivo
Para
Caja Dos Vías
Vitório Felipe Massoni

Homero Sette Silva

suporte@eam.com.br

homero@selenium.com.br

Eletro Acústica Mass
15800-003, Catanduva - SP

Eletrônica Selenium S. A.
92.480-000, Nova Santa Rita, RS

eam@eam.com.br

www.selenium.com.br
11 - 09 - 07

El presente artículo trata de la elaboración de un Procesador Pasivo para caja
acústica dos vías de alta fidelidad, equipada con 2 altavoces de 15 pulgadas, modelo
WPU1509 y un driver modelo D408Ti, ambos fabricados por Eletrônica Selenium,
ubicada en Nova Santa Rita, estado de Rio Grande do Sul, Brasil.
El Procesador ha sido desarrollado y producido por E.A.M. - Eletro Acústica
Mass, empresa especializada en alineación de cajas acústicas, con sede en Catanduva
- estado de São Paulo, Brasil - y está previsto para funcionar en los modos Full Range
o Bi-Amp, con la selección realizada mediante una llave conmutadora.

-1-

Procesamiento Pasivo para Caja Dos Vías
Vitorio Felipe Massoni

Homero Sette Silva

E.A.M. – Eletro Acústica Mass

Eletrônica Selenium S/A

eam@eam.com.br

homero@selenium.com.br

El presente artículo trata de la
elaboración de un Procesador
Pasivo para caja acústica dos vías
de alta fidelidad, equipada con 2
altavoces de 15 pulgadas, modelo
WPU1509 y un driver modelo
D408Ti, ambos fabricados por
Eletrônica Selenium, ubicada en
Nova Santa Rita, estado de Rio
Grande do Sul, Brasil.
El Procesador ha sido desarrollado
y producido por E.A.M. - Eletro
Acústica
Mass,
empresa
especializada en alineación de
cajas acústicas, con sede en
Catanduva - estado de São Paulo,
Brasil - y está previsto para
funcionar en los modos Full Range
o Bi-Amp, con la selección
realizada mediante una llave
conmutadora.

equipado con 2 altavoces de 15
pulgadas
y
un
driver
con
diafragma
en
titanio,
con
respuesta en frecuencia entre 48
Hz y 15,8 kHz y presión sonora
alrededor de 100 dB SPL, a 2,84 V
medidos a 1 m. La impedancia
final es de 4 Ohms, permitiendo el
uso de dos cajas por canal de
amplificador especificado para 2
Ohms, de Clase AB. Esta clase de
amplificador es obligatoria para
cajas procesadas pasivamente.

Introducción
De los innumerables productos
existentes
en
el
mercado,
destinados al refuerzo de audio,
uno de ellos llama la atención por
su
versatilidad,
ahorro
y
excelentes
resultados
cuando
utilizado en Salas de Cine,
Teatros, Drum Field, Side Field, PA
para Bailes, Discotecas, Iglesias,
Home Theater de calidad y otros.
Se trata de una caja acústica
compuesta por dos vías, conocida
por diversos nombres, entre ellos,
215M.
En este artículo, la
llamamos 215M SEL, debido a los
trasductores utilizados.

La caja aparece en la Fig. 1 y, en
el final de este artículo, la
mostraremos en varias etapas del
montaje.

Es un gabinete de proporciones
medias, en el formato trapezoidal,
destinado
a
uso
profesional,

Para volverla más versátil y
dotada de timbre agradable,
creamos un divisor pasivo, con

Fig. 1 – Foto de la caja 2x15D.

Página 2 de 14

correcciones en la respuesta en
frecuencia, ecualización del nivel
entre las vías y corrección de la
impedancia, de modo a obtener
una respuesta bastante plana, con
una sonoridad agradable y de alta
fidelidad. Una conveniente llave
conmutadora permite su uso tanto
en Full Range como en Bi-Amp.
Elegimos, para equiparla,
siguientes trasductores:

los

BW, 12 dB/8ª, L-R, 12 dB/8ª y
L-R, 24 dB/8ª, todos con
frecuencia de corte igual a 1 KHz.
Crossovers de 12 dB/8ª
En la Fig. 2, tenemos el circuito
eléctrico de un divisor pasivo de
dos vías.
+
+
-

Vía de Graves: 2 x WPU1509
Vía de Medios/Agudos: D408Ti
Corneta: HL4750R

Entrada
Crossover Passivo 2 Vias, 12dB/oitava

-

Todos
estos
productos
son
fabricados por Selenium.
Esta
elección se debe a la excelente
linealidad del WPU1509, de la
banda extendida de la respuesta
en agudos del D408Ti y de la alta
ganancia y buena directividad de
la corneta HL4750, que forma un
excelente conjunto con el driver.
Crossovers Pasivos
Los crossovers pasivos, en uso
hace mucho, son dispositivos que
tienen la función de separar las
vías en un sonoflector, de modo
que cada trasductor reciba la
potencia y la banda de frecuencia
que les son adecuadas.
Hay muchas topologías disponibles
para implementar los crossovers
pasivos, siendo los más conocidos:
Butterworth (BW), Linkwitz-Riley
(L-R) y Bessel.
Se puede
construirlos
con
tasa
de
atenuación iguales a 6, 12, 18 o
24 dB/octava, dependiendo de los
resultados
deseados
y
del
presupuesto disponible.

+

Fig. 2 - Circuito eléctrico para crossovers a
12 dB/8ª, tanto BW como L-R.

Los cambios de un tipo a otro
ocurren en la forma de cálculo de
los componentes en función del
tipo de filtro elegido (BW, L-R o
Bessel), que pueden influir en la
frecuencia
de
corte,
en
la
impedancia de las vías.
En las Figs. 3 y 4, tenemos la
respuesta acústica en frecuencia y
la impedancia presentada por el
crossover tipo BW, con una
pendiente de atenuación de 12
dB/8ª
(segunda
orden)
y
frecuencia de corte de 1 kHz.
E.A.M. - Eletro Acustica Mass

3-5-2007 08.34.23
CLIO

dBSPL

180.0

Deg

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-108.0

70.0
20

Para demostrar lo que se dijo
anteriormente, la caja descrita en
ese artículo fue probada con tres
distintas topologías:

LogChirp - Frequency Response

120.0

-180.0
50
100
200
500
1k
2k
Hz
5k
10k
20k
Ax: 172.1100 Hz Ay: 102.4420 dBSPL Bx: 1908.7630 Hz By: 111.8814 dBSPL Dx: 1736.6530 Hz Dy: 9.4394 dBSPL

CH A dBSPL 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

Stop 1365.31ms

FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

File: BW 12_1k invert.mls

Fig. 3 - Respuesta acústica de la caja con
el corte en 1 kHz, 12 dB/8ª, tipo BW.

Página 3 de 14


Sinusoidal

3-5-2007 08.35.15

25.0

180.0

CLIO

Ohm

Deg

20.0

108.0

15.0

36.0

10.0

-36.0

5.0

-108.0

conjunto
sonaría
de
manera
desagradable, con mucha presión
sonora
en
los
medios.
La
diferencia entre las vías es del
orden de 10 dB SPL.

0.0
10

-180.0
20
50
100
Ax: 214.7503 Hz Ay: 4.4241 Ohm

200
500
1k
Bx: 1276.8600 Hz By: 3.3381 Ohm

CH B Ohm Resolution 1/24 Octave 1/3 Octave Delay [ms] 0.000

2k Hz
5k
10k
20k
Dx: 1062.1100 Hz Dy: -1.0859 Ohm
Dist Rise [dB] 30.00

File: Imp BW 12_1k.sini

Fig. 4 - Curva de Impedancia de la caja con
el crossover de la Fig. 2.

Como los crossovers de segundo
orden giran la fase de 180 grados,
es necesario invertir la vía de
Medios/Agudos,
para
que
se
obtenga una perfecta alineación
con la vía de Graves.
Debido a que no existe alineación
física entre las vías de esta caja,
en
vez
de
una
transición
relativamente plana entre ellas,
tuvimos un valle pronunciado,
conforme lo muestra la Fig. 3.

Cuando el mismo sistema fue
alimentado por un crossover de
tipo L-R, 12 dB/octava, y misma
frecuencia de corte, tenemos los
resultados vistos en las Figs. 6 y
7.


3-5-2007 08.45.10

120.0

CLIO

dBSPL

Deg

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-108.0

70.0
20

-180.0
50
100
200
500
1k
2k
Hz
5k
10k
20k


Stop 1365.31ms


File: L-R 12_1k invert.mls

crossover tipo L-R, 1 kHz y 12 dB/8ª.

Sinusoidal

3-5-2007 08.43.20

25.0

Empíricamente, no invertimos la
polaridad
del
driver
y,
por
coincidencia, como se puede ver
en la Fig. 5, ocurrió la alineación.
Coincidencia
porque,
en
la
mayoría de las veces eso no pasa.

180.0

CLIO

180.0



Deg

20.0

108.0

15.0

36.0

10.0

-36.0

5.0

120.0

Ohm

-108.0

3-5-2007 08.34.40
CLIO

dBSPL

180.0

Deg

0.0
10

-180.0
20
50
100
Ax: 194.0452 Hz Ay: 4.4856 Ohm

200
500
1k
Bx: 5553.8080 Hz By: 6.6836 Ohm

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-108.0

70.0
20

-180.0
50
100
200
500
1k
2k
Hz
5k
10k
20k


Stop 1365.31ms


File: BW 12_1k.mls

la fase del driver normal.

Aunque
haya
ocurrido
la
alineación, se nota la gran
eficiencia del Driver en relación al
altavoz, de modo que este

2k Hz
5k
10k
20k
Dx: 5359.7630 Hz Dy: 2.1980 Ohm

File: Imp L-R 12_1k.sini

Fig. 7 - Curva de Impedancia de la caja con
crossover tipo L-R, 1 kHz y 12 dB/8ª.

Del mismo modo, como en el caso
anterior, fue necesario invertir la
fase del driver para obtener la
alineación con la vía de Graves,
conforme a la Fig. 8.
Prácticamente no hay diferencia
en la respuesta acústica producida
por los dos tipos de crossovers
utilizados, como lo muestra la Fig.
9.

Página 4 de 14



3-5-2007 08.44.08

120.0


Sinusoidal

3-5-2007 08.35.15

180.0

25.0

Deg

Ohm

Deg

110.0

108.0

20.0

108.0

100.0

36.0

15.0

36.0

90.0

-36.0

10.0

-36.0

80.0

-108.0

5.0

-108.0

-180.0

0.0
10

CLIO

dBSPL

70.0
20

50
100
200
500
1k
2k
Hz
5k
10k
20k


Stop 1365.31ms

CLIO

-180.0
20
50
100
Ax: 194.0452 Hz Ay: 4.4396 Ohm



Verde: Impedância BW


3-5-2007 08.34.40

120.0

CLIO

dBSPL

180.0

2k Hz
5k
10k
20k
Dx: 5359.7630 Hz Dy: 1.8266 Ohm

Azul: Impedância L-R

Fig.
10
Curvas
de
Impedancia
comparadas. Azul: BW; Verde: L-R

Crossover Pasivo a 24 dB/8ª

Deg

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-108.0

70.0
20

200
500
1k
Bx: 5553.8080 Hz By: 6.2662 Ohm


File: L-R 12_1k.mls

la fase del driver normal.

180.0

-180.0
50
100
200
500
1k
2k
Hz
5k
10k
20k

Azul: BW 1kHz, 12dB/oitava

Stop 1365.31ms


Vermelho: L-R 1kHz, 12dB/oitava

Fig. 9 - Comparación entre las respuestas
acústicas de los crossovers BW y L-R: Azul,
BW; Rojo, L-R, ambas sin inversión en la
vía de los drivers.

Sin embargo, las curvas de
impedancia son bastante distintas,
conforme se ve en la Fig. 10.
Mientras que la topología BW
presenta puntos en la curva donde
la impedancia es menor que la de
los trasductores, la respuesta L-R
se comporta mucho mejor. Se
debe recordar que el tipo BW
posee una atenuación de -3 dB en
la frecuencia de transición, contra
-6 dB en el tipo L-R.
En el tipo L-R, el amplificador
trabajaría de forma más segura,
porque no hay puntos con
impedancia inferior a 4 Ohms.
También
se
nota
que
hay
variaciones en los picos de
impedancia de la caja.
De hecho, el crossover pasivo
puede
producir
alteraciones
significativas en este requisito.

Aun
para
demostración,
construimos un crossover pasivo
de tipo L-R, a 24 dB/8ª, con la
misma frecuencia de corte de los
tipos anteriores. La topología del
circuito sería también la misma
para la respuesta Buttenworth,
existiendo solamente variaciones
entre
los
valores
de
los
componentes.
En la Fig. 11, tenemos el esquema
eléctrico de esta configuración.
+
+
ENTRADA

-

Crossover Passivo 2 Vias, 24dB/oitava

+
-

Fig. 11 - Topología de un Crossover L-R o
BW a 24 dB/8ª

Página 5 de 14



3-5-2007 09.01.42

120.0

CLIO

dBSPL

180.0

Deg

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

frecuencia
de
644
Hz,
la
impedancia quedó en 3,08 Ohms.
Por lo tanto, por debajo del
mínimo deseado.

Sinusoidal

3-5-2007 09.00.15

25.0

CLIO

180.0

Ohm

70.0
20

-108.0

-180.0
50
100
200
500
1k
2k
Hz
5k
10k
20k

L-R 24dB/oitava - Vermelho: Fase Normal

Stop 1365.31ms

Deg

20.0

108.0

15.0

36.0

10.0

80.0

-36.0

5.0

-108.0


Azul: Fase invertida

Fig. 12 - Respuestas acústicas de la caja
con crossover L-R 24 dB/8ª y corte en 1
kHz. Rojo: Fase normal.: Azul fase del
driver invertida.

0.0
10

La Fig. 12 muestra las respuestas
acústicas obtenidas, con y sin la
inversión de la polaridad del
driver, donde se ve que aquí hubo
necesidad de invertir la polaridad
del driver, para que fuera posible
la obtención de la alineación
acústica entre las vías.
Mientras que en los crossovers con
pendiente de atenuación de 12
dB/8ª, el driver resultó en fase, en
el de 24 dB/8ª, él ha sido
invertido.
Eso causa cierta
incoherencia,
que
se
puede
explicar fácilmente:
En el crossover con pendiente de
atenuación de 12 dB/8ª, la fase
gira 180 grados - driver con
polaridad normal para entrar en
alineación con la vía de graves.
En el crossover con pendiente de
atenuación de 24 dB/8ª, la fase
gira 360 grados - driver con
polaridad invertida para entrar en
alineación con la vía de graves.
Eso es una condición de esta caja
en particular, visto que el centro
acústico del driver presenta un
retardo
respecto
al
de
los
altavoces.
En la Fig. 13, tenemos la curva de
impedancia del conjunto caja +
divisor pasivo a 24 dB/8ª. En la

-180.0
20
50
100
Ax: 172.3985 Hz Ay: 4.5668 Ohm

200
500
1k
Bx: 644.0726 Hz By: 3.0812 Ohm


2k Hz
5k
10k
20k
Dx: 471.6741 Hz Dy: -1.4856 Ohm

Fig. 13 - Curva de impedancia de la caja
con crossover L-R a 24 dB/8ª.

Corrigiendo Respuestas
Tal como se vio, los divisores
pasivos
matemáticamente
calculados no llevan a una
respuesta acústica plana para un
conjunto cualquier de trasductores
y cajas.
Para que eso ocurra, los altavoces
y drivers deberían estar con sus
eficiencias equilibradas y sus
centros acústicos coincidentes en
la caja, además de presentar un
comportamiento
puramente
resistivo en todas las frecuencias y
una
respuesta
en
frecuencia
perfectamente plana.
En
el
mundo
real,
estas
condiciones
generalmente
no
ocurren: los centros acústicos no
son coincidentes, las respuestas
de los trasductores no son planas
y tampoco lo son sus curvas de
impedancia. De ahí la necesidad
de correcciones en los circuitos
para la obtención de un resultado
adecuado.
Esta es la esencia del trabajo de
procesamiento.

Página 6 de 14

Para ejemplificar, haremos la
corrección de la impedancia en los
altavoces WPU1509.
Conectados en paralelo, estos
trasductores presentan la curva de
impedancia vista en la Fig. 14.

Sinusoidal

Sinusoidal

3-5-2007 09.00.15
CLIO

180.0

Ohm

Deg

20.0

108.0

15.0

36.0

10.0

-36.0

5.0

3-5-2007 08.57.59

50.0

25.0

-108.0

180.0

CLIO

Ohm

Deg

40.0

108.0

0.0
10

-180.0
20

50

100

200

500

1k

2k Hz


30.0

36.0

20.0

-36.0

10.0

-108.0

0.0
10

-180.0
20

50

100

200

500

1k


2k Hz

5k

10k

20k


Fig. 14 - Curva de Impedancia con dos
altavoces WPU1509, en paralelo.

Para que un filtro pasa bajas,
pasivo,
muestre
un
comportamiento ideal, la curva de
impedancia de los trasductores
debería ser perfectamente plana,
por lo menos a partir de 100 Hz.
Introduciendo un circuito corrector
de impedancia en la malla del
divisor, obtuvimos el resultado de
la Fig. 15.
Ahora, con la ecualización de la
impedancia, es muy probable que
el divisor pasivo tenga un mejor
comportamiento, tanto en la
respuesta acústica en frecuencia
como en la de impedancia. Los
gráficos de la Fig. 16 permiten la
comparación de las

Sinusoidal

5k

10k

20k


Fig.
16
Curvas
de
Impedancia
comparadas
full
range
Azul:
sin
ecualización; Rojo: ecualizado.

curvas de impedancia del conjunto
divisor L-R a 24 dB/8ª +
altavoces, antes y después de la
ecualización.
Es visible la reducción del valle en
644 Hz, que se volvió más suave,
con mayor impedancia media. Eso
es bueno para el amplificador y
para la respuesta acústica.
La Fig. 17 muestra el beneficio
obtenido en la respuesta acústica
en frecuencia, con la ecualización
de impedancia de los altavoces
WPU1509. Esta resultó más plana,
en la región de transición,
relativamente a la vía de graves.
Como nada se hizo en la vía de
Medios/Agudos, ella todavía está
10 dB por arriba de lo deseado.


3-5-2007 09.52.16

120.0

CLIO

dBSPL

180.0

Deg

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-108.0

3-5-2007 09.27.13

25.0

180.0

CLIO

Ohm

Deg

20.0

108.0

15.0

36.0

10.0

-36.0

70.0
20

-180.0
50

100

200

500

1k


5.0

0.0
10

-108.0

-180.0
20

50

100

200

500

1k


2k Hz

5k

10k

20k


Fig. 15 - Curvas de Impedancia de la vía de
los Graves: Azul, sin corrección; Rojo,
corregida.

2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k


Fig. 17 - Comparación de las respuestas
acústicas en frecuencia, antes y después
de la ecualización de la impedancia en la
vía de Graves. Azul, sin ecualización; Rojo,
ecualizada;
Naranja,
suma
sin
ecualización; Verde, suma ecualizada.

Página 7 de 14

Se podría imaginar que un simple
atenuador en la vía del driver
resolvería el problema.
Pero
algunos
picos
todavía
permanecerían, y la respuesta
acústica no sería totalmente plana.
Vemos, en la Fig. 18, el mismo
circuito, ahora con un atenuador
de 10 dB insertado en la vía de
Medios/Agudos.


7-5-2007 08.40.17

120.0

CLIO

dBSPL

180.0

Deg

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-108.0

En el caso particular de esta caja,
no hay necesidad de corrección de
la respuesta en frecuencia de la
vía de graves. Los altavoces
WPU1509 tienen una respuesta
bastante plana y la simple
aplicación de un filtro pasa bajas,
asociado a un ecualizador de
impedancia, ya deja la respuesta
acústica bastante cerca del modelo
deseado.

-36.0

80.0

de los trasductores, entre otros
factores.

70.0
20

-180.0
50

100

200

500

1k


2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k


File: Full L-R24EQ imp Invert 2 at 10dB.mls

Fig. 18 - Curvas de respuesta. Rojo, sin
atenuador; Verde: con atenuador de 10 dB
en la vía de Medios/Agudos.

Esta atenuación proporcionó un
equilibrio en las eficiencias de
ambas vías, pero no llevó a una
respuesta plana.
De hecho, la corrección de la
respuesta
acústica
pasa
por
circuitos más complejos, donde se
busca
evitar
la
atenuación
mediante resistores.
Además de
la disipación por ellos producida
generar mucho calor, perjudica el
timbre de respuesta del driver.

El Divisor Procesado
Para crear un divisor pasivo
procesado, en primer lugar es
necesario
observar
el
comportamiento acústico de los
trasductores de las diversas vías.
Hecho eso, se debe establecer los
límites de frecuencia adecuados a
cada trasductor.
La Fig. 19 muestra las respuestas
obtenidas con los trasductores
instalados en la caja, sin cualquier
corrección.


2-4-2007 16.00.59

120.0

CLIO

dBSPL

180.0

Deg

Eso es posible mediante el ajuste
de los filtros pasa bajas, pasa
altas y de muesca, teniendo en
cuenta la interactividad de los
filtros adyacentes y la impedancia

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

La solución pasa por filtros de
muesca
(notch
filters),
correctamente
calculados,
de
modo que suavicen los picos
donde es necesario, acercando las
curvas acústicas de ambas vías del
modelo deseado.

110.0

-108.0

70.0
20

-180.0
50
100
200
Ax: 1008.4580 Hz Ay: 109.6957 dBSPL

500

1k


2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k


Fig. 19 - Respuestas acústicas de los
trasductores en la caja, sin corrección.

Observando estas curvas, se
concluye que el mejor punto de
cruce entre las dos vías está en 1
kHz. Eso es posible porque tanto
los WPU1509 como el driver
D408Ti tienen respuestas que se
cruzan confortablemente en esta
frecuencia.
Si, por ejemplo, la

Página 8 de 14

respuesta de los altavoces de
graves no llegara, por lo menos a
1 kHz, la frecuencia de corte
elegida debería ser inferior a este
valor,
desde
que
el
driver
soportara
trabajar
en
esta
frecuencia más baja.
Conforme ya se demostró en
artículos anteriores, disponibles en
las
páginas
http://www.eam.com.br/pdf/Proc
%20PA%20II.pdf
y
http://www.selenium.com.br/site2
004/downloads/trabalhos/Proc%2
0PA%20II.pdf , el tipo de filtro
que más atiende la proposición de
respuesta plana de un sistema
acústico cualquiera es el LinkwitzRiley, con pendiente de atenuación
de 24 dB/8ª.
Eso
es
válido
tanto
procesamientos
activos
pasivos.

para
como




CLIO

180.0

CLIO

dBu

Deg

10.0

108.0

0.0

36.0

-10.0

-36.0

-20.0

-108.0

-180.0
50
100
Ax: 993.0722 Hz Ay: -5.9299 dBu

200

500

CH BAL dBu 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

1k

180.0

Deg

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-108.0

70.0
20

-180.0
50
100
200
Ax: 1000.7360 Hz Ay: 94.1680 dBu

500


1k

2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k


Fig. 21 - Sobreposición de las curvas
modelo
con
las
acústicas.
Rojo,
2xWPU1509;
Verde,
D408Ti;
Negro,
Modelos de Graves; Naranja, Modelo de
Medios/Agudos.


4-5-2007 09.55.13

120.0

CLIO

dBu

180.0

Deg

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-108.0

-180.0
50
100
200
Ax: 3901.4980 Hz Ay: 53.3078 dBu

500


1k

2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k


Fig. 22 - Procesamiento Pasivo de las vías
Grave y Medio/Agudo en la caja 215M SEL.
Verde y Naranja, Modelos; Rojo y Azul,
Respuestas acústicas obtenidas con el
procesador pasivo.

4-5-2007 09.55.33

20.0

-30.0
20

4-5-2007 09.55.13

dBu

70.0
20

A partir de ahí, se debe tener un
modelo a ser seguido para el
procesamiento, como el de la
función de transferencia de la Fig.
20.


120.0

2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k


Fig. 20 - Función de Transferencia de un
crossover dos vías, 1 kHz, L-R 24 dB/8ª.
Azul, FPB; Morado, FPA; Rojo, Suma.

Después de crear el divisor para la
vía de Graves y Medios/Agudos,
con sus respectivos ecualizadores
y filtros, obtuvimos las respuestas
de la Fig. 22.
Para confirmar el acierto del
procesamiento pasivo, se hizo la
medida de la respuesta acústica
en frecuencia de la suma de las
dos vías (full range), vista en la
Fig. 23.

En el gráfico de la Fig. 21, se
puede percibir la necesidad de
varios
circuitos
ecualizadores,
además del crossover propiamente
dicho, si deseamos obtener una
respuesta acústica plana para este
sistema.

Página 9 de 14



3-5-2007 10.25.25

120.0

180.0

CLIO

dBSPL

Deg

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-108.0

70.0
20

-180.0
50

100

200

500

1k


2k

Hz

Stop 1365.31ms

5k

10k

20k


Fig. 23 - Respuesta Acústica Full range,
con procesador pasivo.

Se puede, ahora, comparar esta
respuesta con la de la Fig. 18,
donde apenas atenuamos 10 dB
en la vía de Medios/Agudos, para
que se pueda ver la importancia
del procesamiento pasivo.
Ningún proyecto de divisor puede
ser considerado adecuado si la
curva de impedancia final resulta
por debajo de un valor seguro. En
el peor caso, se desea que ella no
sea inferior a 3,8 Ohms (para una
caja de 4 Ohms), de modo a no
sobrecargar el amplificador. En la
Fig. 24, tenemos el gráfico de la
impedancia, en toda la banda.

Sinusoidal

3-4-2007 09.39.26

50.0

180.0

CLIO

Ohm

Deg

40.0

108.0

30.0

36.0

20.0

-36.0

10.0

-108.0

0.0
10

-180.0
20
50
100
Ax: 39.9719 Hz Ay: 6.4748 Ohm

200
500
1k
Bx: 127.1865 Hz By: 4.2317 Ohm


2k Hz
5k
10k
20k
Dx: 87.2146 Hz Dy: -2.2432 Ohm

Fig. 24 - Curva de Impedancia Full Range,
obtenida
con
el
procesador
pasivo.
Frecuencia de Resonancia: 39,97 Hz;
Menor impedancia: 4,23 Ohms en 127,18
Hz.

La menor impedancia en toda la
curva fue igual a 4,23 Ohms,
atendiendo adecuadamente a lo
deseado. En la región de 1 kHz a
22 kHz, la impedancia es bastante
alta y variable. Eso se debe al

procesamiento
de
la
vía
Medios/Agudos,
donde
los
mayores valores de impedancia
corresponden justamente a los
puntos
de
mayor
eficiencia
acústica, que fueron atenuados
para que quedara ecualizada con
la vía de Graves.
Ecualizando Electrónicamente
Hoy,
prácticamente
cualquier
instalación
sonora
tiene
un
ecualizador gráfico. Para facilitar
la utilización con la caja, la Tabla 1
presenta
una
sugerencia
de
ecualización para la caja 215M
SEL.
Tabla 1 - Ecualización Gráfica para la
Caja 215M SEL.
Nº
Tipo
Frec. (Hz)
Nivel (dB)
HPF
30
0,0
1
gráfico
20
0,0
2
gráfico
25
0,0
3
gráfico
31,5
0,0
4
gráfico
40
0,0
5
gráfico
50
0,0
6
gráfico
63
0,0
7
gráfico
80
+3,0
8
gráfico
100
-3,0
9
gráfico
125
0,0
10
gráfico
160
-3,5
11
gráfico
200
-1,0
12
gráfico
250
0,0
13
gráfico
315
+2,0
14
gráfico
400
0,0
15
gráfico
500
+2,5
16
gráfico
630
+1,5
17
gráfico
800
+3,5
18
gráfico
1000
+1,5
19
gráfico
1250
+3,5
20
gráfico
1600
+3,5
21
gráfico
2000
-0,5
22
gráfico
2500
+2,0
23
gráfico
3150
-0,5
24
gráfico
4000
-0,5
25
gráfico
5000
+1,0
26
gráfico
6300
0,0
27
gráfico
8000
-0,5
28
gráfico
10000
-1,0
29
gráfico
12500
+3,0
30
gráfico
16000
-3,0
31
gráfico
20000
0,0
LPF
19000
0,0

En la Fig. 25, tenemos el resultado
obtenido con esta ecualización
sugerida.

Página 10 de 14



120.0

10-5-2007 15.27.54
180.0

CLIO

dBSPL

Deg

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-108.0

GANANCIA (dB)
DELAY
(ms)
POLARIDAD

-36.0

80.0

Tabla 2 - Procesamiento Digital Bi-Amp
SALIDA Nombre
GRAVES
M./Agudos

HPF

70.0
20

-180.0
50
100
200
500
1k
2k
Hz
5k
10k
20k
Ax: 48.0416 Hz Ay: 97.3781 dBSPL
Bx: 15806.5000 Hz By: 97.3304 dBSPLDx: 15758.4600 Hz Dy: -0.0477 dBSPL


Stop 1365.31ms


File:

Fig. 25 - Respuesta acústica en Frecuencia
obtenida con la ecualización gráfica
sugerida en la Tabla 1. 100dBSPL @ 2,84V
@ 1m, de 48 a 15.806 Hz (puntos de -3
dB). Máxima presión sonora calculada: 130
dB SPL @ 900 W RMS.

La caja en Bi-Amp
Al desarrollar el circuito del
procesador pasivo, también se
previó la posibilidad de que la caja
fuera bi-amplificada.
Para eso, se instaló una llave
conmutadora, de modo que se
pueda cambiar con facilidad de la
función Full Range para Bi-Amp.
En esta modalidad, se debe usar,
obligatoriamente, un crossover
electrónico dos vías. Mejor aún, un
procesador digital, ya que este
último
ofrece
resultado
muy
superior y cuesta prácticamente lo
mismo
que
un
crossover
analógico.
En la Tabla 2, se ve la sugerencia
de los parámetros por insertar en
el procesador digital.
El gráfico de la Fig. 26 muestra la
respuesta
obtenida
con
el
procesamiento digital sugerido
para dos vías amplificadas. La
curva de la respuesta completa es
plana dentro de +- 1 dB SPL,
prácticamente en toda la banda
útil.
En la misma figura, en la curva de
color negro, hay un valle en 1 kHz,

LPF

Frec (Hz)
Slope (dB)
Shape

Frec (Hz)
Slope (dB)
Shape

PEQ1 Frec (Hz)
Nivel (dB)
Tipo
Q
(Bandwidth)
PEQ2 Frec (Hz)
Nivel (dB)
Tipo
Q
(Bandwidth)
PEQ3 Frec (Hz)
Nivel (dB)
Tipo
Q
(Bandwidth)
PEQ4 Frec (Hz)
Nivel (dB)
Tipo
Q
(Bandwidth)
PEQ5 Frec (Hz)
Nivel (dB)
Tipo
Q
(Bandwidth)
PEQ6 Frec (Hz)
Nivel (dB)
Tipo
Q
(Bandwidth)
PEQ7 Frec (Hz)
Nivel (dB)
Tipo
Q
(Bandwidth)

0.0
0.87
Positiva

-1.2
0.0
Positiva

40
24
Butterworth

840
24
Butterworth

4.02k
24
Linkwitz-Ril.

19.0k
24
Butterworth

77
+4.0
Paramétrico
5.6
0.25
102
-1.0
Paramétrico
6.3
0.23
165
-3.0
Paramétrico
7.1
0.20
309
+3.5
Paramétrico
6.3
0.23
467
+3.5
Paramétrico
7.1
0.20
620
+2.0
Paramétrico
7.1
0.20
840
-4.0
Paramétrico
7.9
0.18

1.0k
-4.5
Paramétrico
3.2
0.45
1.57k
+2.5
Paramétrico
10.0
0.14
2.51k
+2.5
Paramétrico
8.9
0.16
3.39k
-1.5
Paramétrico
6.3
0.23
5.42k
+1.8
Paramétrico
3.5
0.41
12.0k
+6.0
Paramétrico
10.0
0.14

-

obtenido por la inversión de la
fase del driver. Esta inversión
muestra
el
acierto
del
procesamiento, pues el valle con
el
driver
invertido
ocurrió
exactamente en la frecuencia de
transición (1 kHz). Eso es posible
gracias al Crossover Digital, en el
que se puede colocar los filtros
precisamente en el punto exacto.
Obviamente,
solo
es
posible
determinar estos puntos con la
ayuda de un Analizador de
Espectro de Audio. En este
trabajo, se utiliza el CLIOwin7,
versión Standard.

Página 11 de 14



3-5-2007 11.24.58

120.0

180.0

CLIO

dBSPL

Deg

110.0

108.0

100.0

36.0

90.0

-36.0

80.0

-108.0

70.0
20

Conociendo ahora esta diferencia
entre los centros acústicos, se
inserta el respectivo valor en el
procesador. Naturalmente, la vía
que será retardada es aquella en
que el sonido llega más rápido en
el micrófono de prueba.
En este caso, la vía que será
retardada es la de Graves.

-180.0
50

100

200

500

1k


2k

Stop 1365.31ms

Hz

5k

10k

20k


File: Bi Dig Invert.mls

Fig. 26 - Respuesta acústica Bi-Amp,
obtenida con Procesamiento Digital. Verde,
Vía
de
Graves;
Azul,
Vía
de
Medios/Agudos; Rojo, Resultante; Negro,
resultante con inversión de fase del driver.

Esta
última
respuesta
es,
realmente, la mejor de todas. Con
el procesamiento digital, el retardo
existente
entre
los
centros
acústicos
fue
corregido,
permitiendo conectar el driver con
la fase normal. Esta “desinversión”
respecto al modo Full Range es
providenciada
por
la
llave
conmutadora, en el momento en
que se acciona para el modo BiAmp.

Después de la inserción del
retardo
en
el
procesamiento
digital, los impulsos resultaron
coincidentes
en
el
tiempo,
indicando
que
los
centros
acústicos de los WPU1509 y del
D408Ti ahora están alineados. Ver
Fig. 28.

LogChirp - Impulse Response

3-5-2007 11.20.17

1.00

CLIO

Pa

0.60

0.20

-0.20

-0.60

-1.00
0

En el gráfico de la Fig. 27, se ve la
medición de impulso de las dos
vías. El tiempo en que el sonido
demoró a llegar al micrófono de
prueba fue distinto para cada una
de ellas. Mientras que en la vía de
Graves fue de 6,82 ms, en la de
Medios/Agudos fue de 7,69 ms,
habiendo una diferencia de 0,87
ms.

LogChirp - Impulse Response

1.00

3-5-2007 11.20.17
CLIO

Pa

0.60

0.20

3.2
6.5
9.7
Ax: 7.6991 ms Ay: 0.0040 Pa Az: 2.6485 m

13

16


19

Stop 1365.31ms

23

26

ms

29

32


Fig. 28 - Sobreposición de los impulsos
medidos en las vías de Graves (Rojo) y
Medios/Agudos (Negro), después del
ajuste.

Este procedimiento lleva a una
respuesta plana en las frecuencias
de transición de cualquier sistema.
No basta, solamente, que la
respuesta acústica esté conforme
a una función de transferencia
modelo. Si no se corrige el
retardo, las vías estarán fuera de
fase y, por lo tanto, con valles o
picos en la transición.

-0.20

-0.60

-1.00
5.3
5.9
6.4
7.0
7.6
8.2
8.7
9.3
9.9
ms
10
11
Ax: 6.8225 ms Ay: -0.0002 Pa Az: 2.3469 m
Bx: 7.6974 ms By: 0.0048 Pa Bz: 2.6479 m
Dx: 0.8749 ms Dy: 0.0050 Pa Dz: 0.3010 m

Stop 1365.31ms


Fig. 27 - Comparación del centro acústico
de
las
Vías
de
Graves
(Rojo)
y
Medios/Agudos (Negro)

En la versión Full Range, la caja ya
presentaba un comportamiento
muy satisfactorio, dispensando
cualquier ayuda electrónica.
Incluso, sin electrónica, la caja
tiene un audio más agradable y

Página 12 de 14

“suave”.
Son consideraciones
subjetivas, pero creemos que
muchos también lo van a notar en
la práctica.
Se recomienda el uso en Bi-Amp
para los casos de instalaciones
fijas, donde el Ingeniero de Audio
va a disponer del tiempo necesario
para
una
afinación
con
el
ambiente, ajustes de retardo para
cajas remotas y otras sutilezas.
Para las aplicaciones en vivo,
donde el tiempo disponible es
poco
para
el
montaje
y
ecualización del sistema, el uso en
Full
Range
dará
excelentes
resultados, aun sin ecualización.
El circuito del Procesador
Pasivo y su montaje
En la Fig. 29, se presenta el
circuito del procesador pasivo.
Aunque la respuesta acústica de
cada vía haya se comportado
como la función de transferencia
de un filtro L-R 24 dB/8ª, tal
topología no fue necesaria en la
práctica.

La
atenuación
necesaria
fue
lograda solamente mediante los
filtros de muesca, combinados con
la optimización del filtro pasa
altas.

Fig. 30 - El Procesador Pasivo 215M SEL en
placa de circuito impreso

En la posición Bi-Amp, la llave
conmutadora separa las dos vías,
además de eliminar componentes
desnecesarios para esta función.
Función
de
Transferencia
Eléctrica del Procesador Pasivo
La
Función
de
Transferencia
eléctrica del Procesador Pasivo se
hace con carga resistiva, en el
valor de la impedancia de las vías.
El gráfico de la Fig. 31 muestra los
resultados obtenidos. En el modo
Bi-Amp, las curvas PB y PA (Azul y
Naranja) se sobreponen mejor que
en el modo Full-Range.


10-5-2007 14.41.06

20.0

CLIO

180.0

dBu

Ambos filtros fueron montados en
12 dB/8ª. El procesamiento, que
hizo coincidir las curvas acústicas
con el modelo de la función de
transferencia de la Fig. 20, quedó
a cargo de los ecualizadores de
impedancia y de los filtros de
muesca,
convenientemente
calculados. Note que no hay
resistores en serie con el driver.

Deg

10.0

108.0

0.0

Fig. 29 - Circuito Eléctrico completo del
Procesador Pasivo

36.0

-10.0

-36.0

-20.0

-108.0

-30.0
20

-180.0
50

100

200

500

CH A dBu 1/3 Octave 48kHz 65K Half Blackman Start 0.00ms

1k

2k

Hz

5k

10k

20k

Stop 1365.31ms FreqLO 0.73Hz Length 1365.31ms

File: Bi 215 Low.mls

Fig. 31 - Función de Transferencia Eléctrica
del Procesador Pasivo. Rojo y Verde, Full
Range; Azul y Naranja, Bi-Amp.

Página 13 de 14

Eso es necesario pues, en el modo
Bi-Amp, el procesador digital será
el responsable por las razones de
atenuación de los filtros, debiendo
el circuito pasivo dejar lo más libre
posible el fin de la banda PB y el
inicio de la PA.
Montaje de la caja acústica
A continuación, presentamos
algunas fotos tomadas durante el
proceso de montaje de las cajas
acústicas.

Foto 2 - El Procesador Pasivo 215M SEL
con su cableado.

Foto 3 - El Procesador Pasivo instalado en
la caja.
En el tablero inferior, los
conectores y la llave Full Range/Bi-Amp.
Foto 1 - Vista frontal/lateral de la caja.

Nuestros más cordiales
saludos a nuestro estimado
amigo Alvaro Espagnolo,
Maestro Técnico en
Electrônica, por su revisión del
texto en Español !
Muchas Gracias.
Foto 4 - El conjunto de trasductores.

Página 14 de 14

Aes 215 m_sel_esp

Más contenido relacionado

La actualidad más candente (20)

Similar a Aes 215 m_sel_esp (20)

Más de Muniz Rodrigues (20)

Último (20)

Aes 215 m_sel_esp