APLICACIÓN DEL ECUALIZADOR

APLICACIÓN DEL ECUALIZADOR

EN UN RECINTO

Objetivo: Amplificar, las zonas de frecuencia donde exista atenuación por el local y atenuar aquellas en que haya excesiva ganancia sonora nos conducirá a la igualación acústica. Para un sistema profesional es evidente la necesidad de disponer de ecualizadores suficientemente versátiles para compensar las características de locales que pueden ser muy diferentes entre sí.

Forma básica.

Este proceso es mucho más rápido y exacto

La respuesta acústica es valida solo para las condiciones en que se realiza la prueba, es decir, para el local con las personas, muebles, objetos, revestimientos, temperatura, existentes en el momento de la prueba, etc.

IMPORTANTE: Distintas zonas del local darán distintas respuestas por lo tanto será necesario realizar pruebas en diversos puntos para definir la ecualización media a utilizar

(o las ecualizaciones particulares por zonas, en sistemas más refinados)

NOTA IMPORTANTE: Hay que recalcar que el ecualizador utilizado para estos fines es un elemento de compensación de irregularidades propias de la combinación sistema/local, pero no debe emplearse para corregir defectos o carencias intrínsecas de los elementos electroacústicos.

No debe pensarse que un ecualizador va a subsanar los defectos en respuesta de un mal altavoz, al contrario, si intentamos amplificar excesivamente una banda de frecuencia para ocultar tales defectos lo probable es que solo consigamos aumentar la distorsión y degradar la respuesta del sistema.

En general, conviene conocer primero las características del local, y en función de estas, escoger los altavoces apropiados, una vez instalados los mismos, hay que verificar el funcionamiento correcto del sistema y ecualizarlo íntegramente.

Si el local esta destinado a la escucha de programas grabados. (cine) la ecualización anterior es suficiente para obtener una reproducción de buena calidad.

EN SALAS DE CONTROL

Es conveniente que la ecualización se realice en el punto en el cual se encontrará el operador, a fin de asegurar que las condiciones de ajuste sean lo más parecidas que sea posible a las condiciones de operación reales del sistema.

CORRECCION DE LA RETROALIMENTACIÓN ACUSTICA.

Cuando se trata de sistemas de refuerzo sonoro que implican la utilización de micrófonos en directo nos encontramos con un grave problema. La retroalimentación acústica. En este caso se tiene que considerar la ecualización del sistema completo, incluyendo al micrófono. Aquí es donde el local toma una preponderación mucho mayor.

La retroalimentación acústica condiciona y limita la potencia máxima a suministrar a los altavoces. El efecto se produce precisamente en esas zonas de frecuencias cuya propagación favorece el recinto.

El ecualizador puede ser usado para reducir los niveles de las frecuencias que afectan y así controlar la retroalimentación (feedback).

Lo que nos permite trabajar con un margen de seguridad en contra de la retroalimentación cuando el nivel de salida es incrementado.

A medida de que se aumenta el volumen del amplificador general llega un momento en que aparece la retroalimentación; se atenúa entonces la banda correspondiente del ecualizador en lo necesario para que el acoplamiento (altavoz-micrófono) desaparezca.

Se eleva de nuevo la ganancia hasta el punto donde aparece nuevamente la retroalimentación (que puede ser la misma frecuencia que antes o a otra distinta) y se vuelve a atenuar la banda correspondiente. Repitiendo este proceso varias veces podemos llegar a un punto donde o bien tengamos potencia suficiente sin problema de acoplamiento acústico, o bien sea imposible aumentar el volumen sin caer en la retroalimentación. En cualquiera de los dos casos se habrá ganado unos dB con respecto a la posición inicial.

DIVISORES DE FRECUENCIAS O REDES DIVISORAS

RED PASIVA Construida por capacitores y Bobinas.

REDACTIVA por Multiamplificación.

Se crearon para ampliar la respuesta de los altavoces y hacer que la reproducción de los graves y agudos sea más eficiente. La red de filtros divide el espectro de frecuencias entre las frecuencias bajas, medias y altas.

Cada altavoz del sistema responde acústicamente a la proporción de la señal comprendida en su rango de frecuencia especifico, pero eléctricamente responde a todo lo que recibe.

Explicar: Si enviáramos toda la señal a cada altavoz, no solo se estaría desperdiciando potencia eléctrica, si no que además se estaría sometiendo a los altavoces a una sobrecarga por lo tanto es necesario separar la señal en rangos de frecuencia según los altavoces a utilizar, lo cual realiza por redes divisoras de frecuencias o redes crossover.

La red crossover pasiva.- construida por capacitores y bobinas.

El punto o frecuencia real, donde se dividen graves o agudos se llama frecuencia de Cruce.

Graves o bajas frecuencias entre 20Hz – 800Hz aproximadamente

Medios o medianas entre 800Hz – 6KHz

Agudos Altas entre 6KHz – 20KHz

RED PASIVA

En sistemas de mediana potencia o pequeña potencia, los gabinetes acústicos contienen dos o tres altavoces juntos, cubriendo los diferentes rangos de frecuencias y la red crossover es pasiva.

DESVENTAJAS:

ü El nivel de salida de la frecuencia de cruce baja unos pocos decibelios.

ü Provoca distorsión por ínter modulación principalmente a niveles altos de volumen

ü Provoca distorsión armónica en altas frecuencias.

ü Produce perdidas que afectan ala ganancia total del sistema.

ü Los elementos reactivos (bobinas y condensadores) producen desfases de señal, una vez de adelanto y otras de atraso.

RED ACTIVA MULTIAMPLIFICACION

Para mayor potencia, no es aplicable este enfoque ya que las bobinas deberían ser de gran calidad, existiría mayor calentamiento, cambiaría el diámetro del conductor.

Es por ello que consiste en realizar la división de frecuencias antes de la amplificación y luego amplificar por separado cada una de las señales.

Este esquema se denomina Multiamplificación.

(biamplificación en el caso de dos vías, triamplificación en el caso de tres vías)

VENTAJAS:

ü Se efectúa la separación de frecuencias a bajo nivel de señal, lo que permite mayor flexibilidad de actuación.

ü Al poder regular el nivel en cada banda (bien sea el propio filtro electrónico o en las etapas de potencia) es posible compensar los rendimientos acústicos de los altavoces.

ü Se reduce al mínimo cambio de fase la señal pues es mucho más fácil controlar la fase utilizando componentes electrónicos activos en vez de componentes pasivos.

ü Se reduce la ínter modulación por distorsión.

ü Aprovechamiento al máximo de la potencia de altavoces

ü Facilidad de ampliación del sistema.

DESVENTAJAS:

ü Más costosos.

reflexion, refraccion y difraccion

1.4 reflexion, refraccion y difraccion

las propiedades de las ondas se manifiestan a través de una serie de fenómenos que constituyen lo esencial del comportamiento ondulatorio. Así las ondas rebotan ante una barrera, cambian de dirección cuando pasan de un medio a otro, suman sus efectos de una forma muy especial y pueden salvar obstáculos o bordear las esquinas de un objeto.

Cuando una onda llega a la superficie de separación de dos medios distintos se producen en general, dos ondas, una que se propaga en el mismo medio que la onda incidente; de modo que la proyección de la velocidad de propagación sobre la normal a la superficie es de sentido contrario a la correspondiente de la incidente, y que se denomina onda reflejada, y la otra que pasa al otro medio y se denomina onda refrectada o transmitida.

La energía de onda incidente se reparte entre la onda reflejada y la transmitida, como se aprecia en la siguiente figura no.1.

Para la reflexión:

La ley de reflexión acústica establece que el ángulo de reflexión es exactamente igual al ángulo de incidencia.

Reflexión:

Definición: Es el reflejo del sonido sobre una superficie retornando al ambiente que la limita. Cuando una onda sonora encuentra una superficie grande comparada con su longitud de onda, sufre una reflexión.

La onda puede seguir la misma dirección con que venia, pero en sentido contrario o puede cambiar de dirección después de chocar con la superficie.

Las reflexiones de las ondas sonoras de una fuente A, tienen como resultado, una onda inversa esférica cuyo origen es una fuente de “imagen” secundaria reflejada a la misma distancia. La intensidad de la imagen sonora es la misma que la de la fuente sonora original

• Si las dimensiones del objeto son pequeñas comparadas con la longitud de onda sonora incidiendo, la onda sonora reflejada será insignificativa.
• El fenómeno de reflexión da origen al estudio y análisis de reflexiones que originan:

El Eco, Reverberación y Ondas Estacionarias.

La reflexión en una pared explica el fenómeno del Eco.

Si la distancia a la pared es suficiente (y además son paralelas), es posible oir la propia voz reflejada porque el tiempo que emplea el sonido en ir y volver permite separar la percepción de la onda incidente de la reflejada.

Refracción:

Definición: Se produce al cambiar de medio. Debido a este cambio de medio, la velocidad del sonido varía y esta variación produce un cambio de dirección respecto a la onda incidente.

Definición: Es el cambio de dirección que sufre una onda sonora al pasar de un medio a otro con diferentes características. Ver figura no.1.

El fenómeno de refracción supone un cambio en la velocidad de propagación de la onda, cambio asociado al paso de un medio a otro de diferente naturaleza o de diferentes propiedades. Este cambio de velocidad da lugar a un cambio en la dirección del movimiento ondulatorio. Como consecuencia la onda refractada se desvía a un cierto ángulo respecto a la incidente.

Ejemplo:

La propagación del sonido en el aire sufre refracciones, dado que su temperatura no es uniforme. En un día soleado las capas de aire próximas a la superficie terrestre están más calientes que las altas y la velocidad del sonido, que aumenta con la temperatura, es mayor en las capas bajas que en las altas.

Ello da lugar a que el sonido, como consecuencia de la refracción, se desvía hacia arriba.

El fenómeno contrario ocurre durante las noches, ya que la tierra se enfría más rápidamente que el aire.

Difracción:

Se da cuando una onda u ondas tienden a dispersarse o concentrarse en las esquinas de cualquier obstáculo de su recorrido, en vez de ser simplemente reflejadas. A este proceso se le denomina difracción o sombreado.

Definición: Es la propiedad que tiene el sonido para rodear obstáculos o propagarse por cierto espacio a través de una abertura donde los frentes de onda que pasan, se convierten en centros emisores en los puntos que son interceptados por el obstáculo.

LA DIFRACCION SE PRODUCE BASICAMENTE A BAJAS FRECUENCIAS Y DISMINUYE GRADUALMENTE A MEDIDIA QUE LA FRECUENCIA AUMENTA.

Ejemplos:

CUANTO MAS ESTRECHA ES LA ABERTURA, MAYOR GRADO DE DIFRACCION

Lineas de transmision

1. Defina línea de transmisión:
Es un medio o dispositivo por donde se propaga o transmite información (ondas electromagnéticas) a altas frecuencias.

2. Describa una onda electromagnética transversal:
Se propaga principalmente en el dieléctrico, para una onda transversal la dirección de propagación es perpendicular a la dirección de propagación.

3. Defina velocidad de onda:
La velocidad de la señal en la línea de transmisión es más lenta que la velocidad de una señal en el espacio libre.

4. frecuencia y longitud de onda para una onda transversal
Las oscilaciones de una onda transversal son periódicas y repetitivas por lo que s longitud se saca dividiendo la velocidad de la luz entre la frecuencia y la frecuencia es el reciproco del periodo.

5. Describa lo que son las líneas de transmisión balanceadas y desbalanceadas.
Balanceadas: De dos alambres ambos conductores llevan corriente; uno lleva la señal y el otro es el regreso. La señal que se propaga por el alambre se mide como diferencia de potencial entre los dos conductores.

Desbalanceadas: Un alambre esta al potencial de tierra mientras que el otro tiene el potencial de una señal

6 líneas de transmisión de conductores desnudos
Es un conductor de dos alambres paralelos a corta distancia y separados por el aire colocando separadores que mantienen la misma distancia entre ellos.

7. Describa una línea de transmisión de conductores gemelos:
Los cables gemelos son otra forma de línea de transmisión para un conductor paralelo de dos cables.

8 líneas de transmisión de par trenzado
Se forma torciendo entre si dos conductores aislados, los cuales se trenzan en unidades llevadas en núcleos con diferentes forros dependiendo de la aplicación.

9. ¿Qué es una línea de transmisión de cable blindado?
Para reducir las pérdidas por radiación e interferencia, frecuentemente se encierran las líneas de transmisión de dos cables paralelos en una malla metálica conductiva.

La malla se conecta a tierra y actúa como una protección. La malla también evita que las señales se difundan más allá de sus límites y evita que la interferencia electromagnética llegue a los conductores de señales.

10 línea de transmisión concéntrica
Son utilizadas para altas frecuencias para reducir perdidas y para aislar las trayectorias de transmisión.


11. Describa las propiedades eléctricas y físicas de una línea de transmisión:
Las características de una línea de transmisión están determinadas por sus propiedades eléctricas, como por ejemplo la conductividad de los alambres y la constante dieléctrica del aislamiento, y sus propiedades físicas, como diámetro del alambre y distancia entre conductores.

12 las cuatro constantes primarias
Capacitancia, conductancia, inductancia, resistencia


13. Defina la impedancia característica de una línea de transmisión:
La impedancia característica (Z0 de una línea de transmisión es una cantidad compleja que se expresa en ohms, que idealmente es independiente de la longitud de la línea, y que no puede medirse.

14 que propiedades de la línea de transmisión determinan su impedancia característica
Las cuatro constantes primarias y la frecuencia angular multiplicado por un numero imaginario.

15. Defina la constante de propagación de una línea de transmisión.
Se utiliza para determinar la reducción en voltaje o corriente en la distancia conforme una onda TEM se propaga a lo largo de la línea de transmisión.

16 factor de velocidad
También llamado constante de velocidades la relación de velocidad real de propagación a través de determinado medio entre la velocidad de propagación a través del vació.

17. ¿Qué propiedades de una línea de transmisión determina su factor de velocidad?
La velocidad a la cual una onda electromagnética se propaga a lo largo de una línea de transmisión varia con la inductancia y la capacitancia del cable.

18 propiedades de la línea de transmisión que determinan su constante dieléctrica
Es la permitividad del material en relación con la permitividad en el vació.

19. Define lo que es la longitud eléctrica de una línea de transmisión:
A frecuencias bajas (longitudes de onda grandes), el voltaje a lo largo de la línea permanece relativamente constante.

20 cinco clases de perdidas en líneas de transmisión
Perdidas en el conductor, por calentamiento del dieléctrico, por radiación, por acoplamiento y efecto corona.

21. Describa lo que es una onda incidente y una reflejada:
El voltaje que se propaga, desde la fuente hacia la carga, se llama voltaje incidente, y el voltaje que se propaga, desde la carga hacia la fuente se llama voltaje reflejado.



22 línea de transmisión resonante y no resonante
La no resonante es aquella sin potencia reflejada, el voltaje y la corriente son constantes en toa su longitud. La resonante tiene ondas incidentes y reflejada y la energía es transmitida de forma alternativa.


23. Defina el coeficiente de reflexión:
Es una cantidad vectorial que representa a la relación del voltaje reflejado al voltaje incidente 0 corriente reflejada a la corriente incidente.

24 ondas estacionarias y relación de ondas estacionarias
Tiene mínimos nodos separados por una mitad de longitud de onda de las ondas viajeras y tiene máximos antinodos. Su relación se define entre el voltaje mínimo y el máximo o la corriente mínima y la máxima.

25. Describa las ondas estacionarias que hay en una línea de transmisión abierta.
Cuando las ondas incidentes de voltaje y corriente alcanzan una terminación abierta, nada de la potencia se absorbe; toda se refleja nuevamente a la fuente.

26 ondas estacionarias en una línea de transmisión en cortocircuito
En este caso el voltaje y la corriente incidentes se reflejan y regresan en la forma contraria.


27. Defina lo que es impedancia de entrada en una línea de transmisión:
Para una línea sin pérdidas, la impedancia varia de infinito a cero. Sin embargo en un caso mas practico donde si hay pérdidas de energía, la amplitud de la onda reflejada siempre es menor que la de la onda incidente, excepto en la terminación. Por consiguiente, la impedancia varia desde cierto valor máximo hasta cierto valor mínimo, o viceversa, dependiendo de si la línea termina en corto o en circuito abierto.

28 describa el comportamiento de una línea de transmisión que termina en cortocircuito y es más larga que un cuarto de longitud de onda. Haga lo mismo con una línea más corta que un cuarto de longitud de onda.
cuando es de un cuarto de onda la fase se vuelve 180 grados por lo tanto se tiene que sumar el voltaje reflejado y el incidente para obtener el voltaje total. Si es menor al cuarto de onda la fase se demora 45 grados.

29. Describa el comportamiento de una línea de transmisión que termina en circuito abierto y que es más larga que un cuarto de longitud de onda. Haga lo mismo con una línea más corta que un cuarto de longitud de onda.
Mas larga que un cuarto de longitud de onda: La corriente incidente I y el voltaje incidente E están en fase. La onda reflejada de voltaje se demora 45º al ir de la fuente a la carga y otros 45º al regresar de la carga a la fuente. Por consiguiente, cuando la onda reflejada llega al extremo de la fuente, esta retrasada 90 º respecto a la onda incidente.
Más corta que un cuarto de longitud de onda: El voltaje reflejado esta demorado tres cuartos de longitud de onda, o 270 º. Por consiguiente, de hecho el voltaje se adelanta 90 º al voltaje incidente. La onda reflejada de corriente esta demorada 270 º y a sufrido una inversión de fase de 180 º en el extremo abierto.

30 describa el comportamiento de una línea de transmisión abierta como elemento de circuito
se puede comportar como un inductor resistor o capacitor dependiendo de su longitud de onda.

31. Describa el comportamiento de una línea de transmisión en corto como elemento de circuito:
Se puede comportar como si fuera un resistor, un inductor o un capacitor, dependiendo de su longitud eléctrica. Las ondas estacionarias se repiten cada media longitud de onda, y en consecuencia también se repite la impedancia de entrada.

32 describa las características de impedancia de entrada de una línea de transmisión de un cuarto de longitud de onda
Los voltajes incidentes y reflejados están en fase por lo que para obtener el voltaje total se suman los dos anteriores pero las corrientes incidentes y reflejadas están desfasadas 180 grados por lo que las anteriores e tienen que restar para obtener la corriente total.


33. Describa las características de impedancia de entrada de una línea de transmisión mas corta que un cuarto de longitud de onda; haga lo mismo con una línea de transmisión de un cuarto de longitud de onda.
Más corta que un cuarto de longitud de onda: La impedancia de entrada tiene un ángulo de fase de -90 º y por consiguiente es capacitaba.
Un cuarto de longitud de onda: Tiene un ángulo de fase 0 º y en consecuencia es resistiva y es mínima.

34 describa la adaptación con un transformador de un cuarto de longitud de onda
Se usan para compensar las líneas de transmisión con cargas puramente resistivas cuya resistencia no se igual a la impedancia característica de la línea.

35. Describa como se hace la adaptación con línea de acoplamiento:
Cuando una carga es una impedancia compleja, y este suele ser el caso, es necesario eliminar la componente reactiva para adaptar la línea de transmisión a la carga. Para este objeto se utilizan líneas de acoplamiento. Una línea de acoplamiento a una línea de transmisión no es mas que un tramo adicional de línea de transmisión que se conecta entre los hilos de la línea primaria, tan cerca como sea posible de la carga. Para la adaptación con línea de acoplamiento se colocan líneas en corto abiertas. Sin embargo, se prefieren las líneas las líneas en corto, porque las líneas abiertas tienen la tendencia a irradiar, en especial a frecuencias mas elevadas.

36 describa la reflectometría en el dominio del tiempo
con ella se puede localizar los defectos de las líneas de transmisión usando la bien demostrada teoría de los efectos de líneas como cortos y aberturas la TDR funciona de forma similar a una radar enviando una señal de corta duración.