12 - Filtros de cruce pasivos

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Complementar con presentación de Gómez: Sonorizacion auto (I) Elementos basicos.pdf y páginas 100-107 del libro

A nivel electrónico:

Filtros de cruce (crossover filters)

Los altavoces de graves, medios y agudos no se conectan directamente a la unidad central, debe usarse un filtro. Si no se usa filtro, el altavoz absorberá energía que no transformará en sonido, bajando el rendimiento.

Características de los filtros:

Un filtro de primer orden (n=1) tiene una pendiente de 6dB/oct o, lo que es lo mismo, 20dB/déc. Un filtro de n=2, 12dB/oct o 40dB/déc. Cuanto mayor sea el orden, más selectivo es el filtro

Hay filtros de cruce:

1- Potencia eficaz de los altavoces

Un altavoz de 8Ω recibe un tono de 50Vp en cualquier frecuencia audible sin que se produzca distorsión. Si aumentamos la amplitud, sonará distorsionado. Dibuja dicho tono a 20kHz y calcula la potencia RMS (Prms) del altavoz.

2- Sensibilidad

Calcula la sensibilidad de un altavoz si está conectado a un amplificador que entrega 80W y el sonómetro indica 110dBspl a 1 metro de distancia.

3- Rango de frecuencias

Calcula los rangos de frecuencias de los siguientes altavoces: 22", 15", 5", 3", 1,75", 0,75", y altavoz elíptico de 6"x 9".Te puedes apoyar en una hoja de cálculo.

4- Impedancias de filtro de cruce

Elige las impedancias de entrada y de salida de los siguientes filtros de cruce:

Dibuja también el conexionado.

Tabla de filtros de cruce para dos vías (agudos y graves):

Esquemas filtros primer orden (6dB/oct)
Esquemas filtros primer orden (6dB/oct)
Esquemas filtros segundo orden (12dB/oct)
Esquemas filtros segundo orden (12dB/oct)
Esquemas filtros tercer orden (18dB/oct)
Esquemas filtros tercer orden (18dB/oct)

Práctica: Filtro de cruce, generación ruido y análisis espectral

Un filtro de cruce de dos vías está formado por dos filtros pasivos (no incrementan el nivel de señal deseada, sólo eliminan las señales indeseadas):

Un FPB para graves y un FPA para agudos
Un FPB para graves y un FPA para agudos

Como puedes ver en la imagen anterior, a cada filtro se le debe conectar un altavoz con diámetro adecuado a su frecuencia.

Características del “Beyma FF2VHF”:

Este es el esquema interno:

Las partes en rojo muestran el contenido de la placa. En azul el conexionado de componentes externos
Las partes en rojo muestran el contenido de la placa. En azul el conexionado de componentes externos

Tareas

  1. El esquema de la figura anterior está copiado de la placa. Simplifícalo de manera que sea entendible.
  2. Usa el medidor LCR Hibok para medir Las inductancias y capacitancias de los componentes. Deberás desoldar una pata ya que estas mediciones se hacen en circuito abierto.
  3. Dada la frecuencia de corte del filtro (3 kHz), calcula el tamaño normalizado de los altavoces que le debes conectar (3", 4", 5-1/ 4", 6-1/2", 8", 10", 12", 15", o 18"). Ten en cuenta que idealmente:

    Pero hemos visto que eso es imposible, ya que un altavoz sólo abarca adecuadamente una década. Así que debes buscar abarcar “más o menos” todo el espectro sólo con dos altavoces.

  4. Conecta a la entrada del filtro un generador de ruido blanco (el PC o el analizador PAA3 HANDHELD AUDIO ANALYZER), y a la salida también el analizador de audio o bien un PC y observa el resultado en el analizador de espectro, por ejemplo Voxengo SPAN.
  5. Obtén información sobre el filtro de tres vías que hay montado en el taller: Marca, modelo, potencia máxima, impedancia y frecuencias de corte.

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