Un filtro paso bajo (LPF) deja pasar bajas frecuencias, pero no deja pasar altas frecuencias a partir de una frecuencia de corte.
Un filtro paso alto (HPF) deja pasar altas frecuencias, pero no deja pasar bajas frecuencias a por debajo de una frecuencia de corte.
Un filtro paso banda (BPF) deja pasar frecuencias comprendidas en cierto ancho de banda.
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:
Número de vías o salidas: 2 (graves y agudos) o bien 3 (graves, medios y agudos).
Potencia máxima que puede soportar.
Impedancias de entrada y salida (suelen ser la misma).
Orden (n) del filtro. En un filtro no hay un corte brusco en el margen de frecuencias en el que trabaja, va atenuando gradualmente. Cuanta más pendiente tenga un filtro, más se aproxima a lo ideal. La pendiente se expresa en dB/octava.
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:
De una vía (específicos para agudos solamente o graves solamente). Tienen una entrada y una salida. Suelen tener simplemente una bobina o un condensador (pendiente de 6dB/oct).
De dos vías (para graves y agudos) Tienen una entrada y dos salidas (una para agudos otra para graves. Se hacen de manera que la frecuencia de corte del FPB coincida con la del FPA.
De tres vías (agudos, medios y graves).
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:
Filtro de 2 vías para conectar a un amplificador de Zout=8Ω con dos altavoces (agudos y graves) de 16Ω.
Filtro de 3 vías para conectar a un amplificador de Zout=4Ω con tres altavoces (agudos, medios y graves) de 4Ω.
Dibuja también el conexionado.
Tabla de filtros de cruce para dos vías (agudos y graves):
Esquemas filtros primer orden (6dB/oct)Esquemas filtros segundo orden (12dB/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
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”:
Dos vías (agudos y graves)
Frecuencia de corte: 3 kHz
Potencia máxima soportada: 300 + 300 Wrms (no debes conectar una etapa de potencia de más de 600 W o se destruirán componentes).
Impedancia de 8 Ω en ambos canales.
Este es el esquema interno:
Las partes en rojo muestran el contenido de la placa. En azul el conexionado de componentes externos
Tareas
El esquema de la figura anterior está copiado de la placa. Simplifícalo de manera que sea entendible.
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.
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:
El altavoz de graves trabajará desde 20 Hz hasta 3 kHz.
El altavoz de agudos trabajará desde 3 kHz hasta 20 kHz.
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.
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.
Saca una foto o pantallazo de la medida del analizador de espectro en ambas salidas (agudos y graves) ¿La respuesta es totalmente plana?
Obtén información sobre el filtro de tres vías que hay montado en el taller: Marca, modelo, potencia máxima, impedancia y frecuencias de corte.
