Como diseñar cajas y medir los parametros Thiele-Small de los parlantes

[Tacatomon]

Recientemente me entero de que en AudioCar, están empezando a tomar en cuenta el volumen interno del coche para "Sintonizar" el recinto acústico del woofer... Más o menos sorteando un Bandpass de 6to orden... ¿Hay teoría que soporte eso para obtener "buenos" resultados aparte de SPL sin sentido?...+

---

Mirando las especificaciones de un Subwoofer del fabricante Kicker, decidí simular un cajón para el Sub S12L74 con puerto, según el fabricante, para "SPL/Deep Bass". Notando un gran pico de unos 6db de ganancia alrededor de los 60Hz... (WinISD). Es fácil viéndolo desde el paper, pero dentro de un coche el panorama cambia... ¿Que tanto cambia? Como determinarlo?... Vaya que si me aquejan estas dudas...

Saludos.

 

[Dr. Zoidberg]

Recientemente me entero de que en AudioCar, están empezando a tomar en cuenta el volumen interno del coche para "Sintonizar" el recinto acústico del woofer... Más o menos sorteando un Bandpass de 6to orden... ¿Hay teoría que soporte eso para obtener "buenos" resultados aparte de SPL sin sentido?...+

Es posible hacerlo, pero una sintonía para cada tipo de auto . Y ni te cuento los problemas de "sintonía" si abrís las puertas o el baúl...adiós sintonía...y los parlantes deben tener algunas características muy particulares...de las que usualmente no gozan
De todas formas, la teoría de los bandpass está disponible hace mucho tiempo y no parece muy descabellado el tratar de hacerlo...de ahí a que tenga alguna utilidad....hummmmmmm.

Mirando las especificaciones de un Subwoofer del fabricante Kicker, decidí simular un cajón para el Sub S12L74 con puerto, según el fabricante, para "SPL/Deep Bass". Notando un gran pico de unos 6db de ganancia alrededor de los 60Hz... (WinISD). Es fácil viéndolo desde el paper, pero dentro de un coche el panorama cambia... ¿Que tanto cambia? Como determinarlo?... Vaya que si me aquejan estas dudas...

No cambia tanto, por que la caja sellada o bass-reflex define el comportamiento del conjunto en base a su volumen interno, y externamente, los parlantes desplazan relativamente poco volumen de aire. Claro que en un auto cerrado se pueden formar muchas ondas estacionarias y ese tipo de cosas, pero eso es comportamiento de campo lejano, así que cerca del cono sigue todo mas o menos igual...

 

[Tacatomon]

Es posible hacerlo, pero una sintonía para cada tipo de auto . Y ni te cuento los problemas de "sintonía" si abrís las puertas o el baúl...adiós sintonía...y los parlantes deben tener algunas características muy particulares...de las que usualmente no gozan
De todas formas, la teoría de los bandpass está disponible hace mucho tiempo y no parece muy descabellado el tratar de hacerlo...de ahí a que tenga alguna utilidad....hummmmmmm.

No cambia tanto, por que la caja sellada o bass-reflex define el comportamiento del conjunto en base a su volumen interno, y externamente, los parlantes desplazan relativamente poco volumen de aire. Claro que en un auto cerrado se pueden formar muchas ondas estacionarias y ese tipo de cosas, pero eso es comportamiento de campo lejano, así que cerca del cono sigue todo mas o menos igual...

A mi me extrañaba mucho eso... Ya que tomar el volumen de la cabina de un auto como una de las cámaras para el bandpass, pues estaría algo complicado. Fisicamente.

 

[Yoangel Lazaro]

Es fácil viéndolo desde el paper, pero dentro de un coche el panorama cambia... ¿Que tanto cambia? Como determinarlo?... Vaya que si me aquejan estas dudas...

Yo le regalé a mi papá un Subwoofer 10", y está montado en una Caja Sellada con el Volumen que indica el fabricante. En su manual hacen referencia a unas gráficas que simulan el comportamiento dentro del auto y fuera de él, aunque no mencionan que tipo de auto (o en que condiciones) fue medido.

 

[Tacatomon]

En la versión Alpha del WinISD no puedo agregar más drivers, me dicen que hay problemas con algunos parámetros, pero el mismo programa los re-calcula y aún así los sigue marcando mal... ¿Acaso en esta versión no se pueden agregar más drivers?

Saludos...

PS: Sería interesante saber en que condiciones lo hicieron, pero realmente no importa, ya que seguro mi coche no sería el mismo de referencia y sería cualquier cosa lo que escucharía... Me agrada eso de 100db @ 20Hz... Totalmente ¿util?.

 

[Yoangel Lazaro]

Bueno, esta vez vengo por una consulta (como es de costumbre).

Partiendo de que un Subwoofer tiene un Xmax de 5,2mm ¿Se puede predecir o calcular su Xlim?

Por lo que he podido observar en las especificaciones de otros altavoces, el Xlim es casi siempre poco mas del doble del Xmax.

Esta consulta es, porque necesito mejorar la respuesta en baja frecuencia, y para ello veo que estoy superando la Xmax del altavoz.

Como dato adicional, el Subwoofer tiene Fs en 30,2Hz y la caja es una Bass Reflex con los Tubos de Sintonía resonando a 32,4Hz. Y ademas el problema viene de que estoy limitado por el aguante de potencia del altavoz, ya que es de 250Wrms y el amplificador suministra 400Wrms en la impedancia de carga, aunque se que no tiene tanto que ver, porque el fin es amplificar una Señal Dinámica (música).

 

[Dr. Zoidberg]

Partiendo de que un Subwoofer tiene un Xmax de 5,2mm ¿Se puede predecir o calcular su Xlim?

Por lo que he podido observar en las especificaciones de otros altavoces, el Xlim es casi siempre poco mas del doble del Xmax.

Seeee...esa relación es mas o menos cierta, pero el Xmax y el Xlim son parámetros puramente constructivos, así que a no ser que te los especifiquen, no los podés conocer con exactitud sin desarmar el parlante

Esta consulta es, porque necesito mejorar la respuesta en baja frecuencia, y para ello veo que estoy superando la Xmax del altavoz.

Entonces ya estás muerto . Si superás el Xmax estás por arriba del 10% de distorsión y operando fuera de la zona lineal...así que ya no vale ningún cálculo que hagas utilizando los parámetros de Thiele-Small.

Y ademas el problema viene de que estoy limitado por el aguante de potencia del altavoz, ya que es de 250Wrms y el amplificador suministra 400Wrms en la impedancia de carga.

La conclusión es evidente: cambiá de parlante.

PD: Hay algo que no me cierra, y es que tengas tanta excursión en un bass-reflex, aunque a esos niveles de potencia puede pasar cualquier cosa...

 

[ehbressan]

Hola Yoangel, dicho parlante por su alta Fs y poco xmax no es lo mejor para sub.
Un sub debe de tener superficie (diametro), mucho xmax, todo lo que se pueda de SPL, bajisima Fs y depende de la caja que le quieras hacer, dependerà el VAS y Qts. Ademàs de potencia, si tiene poco SPL.
Mucha superficie, mucho xmax y baja Fs es relativamente fàcil de conseguir, pero combinado con SPL, ya se complica. Como todo en audio, siempre hay compromiso (aunque los enfermos del HiEnd digan "no compromise"). Fijate los parlantes de gran diàmetro, profesionales, tienen un gran SPL pero su Fs no es baja y su xmax es pequeña. Ademàs de ser caros (motores eficientes).
Como dijo Eduardo, vas a tener que conseguir otro parlante, pero ahora tenès una guia sobre como elegirlo (para usarlo como sub).
Sds.

 

[Dr. Zoidberg]

Hola Yoangel, dicho parlante por su alta Fs y poco xmax no es lo mejor para sub.
Un sub debe de tener superficie (diametro), mucho xmax, todo lo que se pueda de SPL, bajisima Fs y depende de la caja que le quieras hacer, dependerà el VAS y Qts. Ademàs de potencia, si tiene poco SPL.
Mucha superficie, mucho xmax y baja Fs es relativamente fàcil de conseguir, pero combinado con SPL, ya se complica. Como todo en audio, siempre hay compromiso (aunque los enfermos del HiEnd digan "no compromise"). Fijate los parlantes de gran diàmetro, profesionales, tienen un gran SPL pero su Fs no es baja y su xmax es pequeña. Ademàs de ser caros (motores eficientes).

Hay que tener cuidado con las relaciones y valores de los parámetros, porque para un parlante de bass-reflex es (mas o menos) normal tener una fs un poco alta y un Xmax relativamente chico, ya que las frecuencias inferiores a la fs las irradia mas que nada el port, para frecuencias entre su propia resonancia y la del parlante.
En cambio, un parlante para caja sellada debe tener una fs baja (ya que la caja la va a elevar) y un Xmax alto, por que debe entregar la SPL sin ayuda del port (esto es una sobre-simplificación extrema de la teoría...para datos mas precisos hay que leer los papers de don Small ).
El tema es que si ya se excedió el valor de Xmax, el parlante llegó hasta donde puede hacerlo, y la forma de solucionarlo es: o cambiar el parlante o rediseñar la caja evaluando curvas de respuesta alternativas, verificando que no se exceda el Xmax bajo las condiciones de máxima potencia prevista. Esta ultima alternativa no necesariamente es mejor que la primera, pero podría ser una solución mas simple que descartar el parlante, aunque no hay garantía de que suene igual, y eso hay que conocerlo antes de empezar.

Lamentablemente no se puede comprar un parlante sin conocer las especificaciones que debe cumplir en funcionamiento y ni los parámetros T/S que permiten modelarlo y evaluar si cumple dichas especificaciones. Las cajas bass-reflex son unos bichos complicados y muy difíciles de ecualizar para que se comporten correctamente si el diseño de la caja tiene desviaciones respecto al modelo.

Yo-angel, por que no posteás el datasheet del parlante y todos los datos de la caja donde están montados? Digo, para ver si puede hacerse algo antes de tirar el parlante a la basura...

 

[ehbressan]

Si si, estamos de acuerdo Eduardo, aunque fijate que si hubiera tenido un parlante con mas xmax, quizàs (y solo quizàs) Yoangel no tendrìa este problema. Lo que puse como guia, es sencillamente eso, una guia como para empezar. Con spl, xmax, baja Fs y diametro y potencia; Qts y VAS van a definir, en principio, si usa sealed o reflex y, en parte, su tamaño.
Obviamente, la simulaciòn es indispensable, pero si quiere simular, luego de comprar el parlante, se puede apoyar en estos datos para elegirlo. Fijate ademàs, que la F que sintoniza el tubo es mayor que la Fs (que no complica, ya que por debajo de los 40 Hz hay muy poco grabado), por lo que la Fs alta y SU diseño de caja, no ayudo a obtener graves mas profundos, solo reforzò los graves similares a la Fs.
Con lo cuàl, tu propuesta de que postee la caja y TS es la mas atinada, con tus conocimientos y experiencia vamos a aprender todos.
Sds.

 

[Yoangel Lazaro]

Primero, muchas gracias ezavalla y ehbressan por el interés que le han puesto a mi interrogante.

Y si ehbressan, estoy de acuerdo con lo que mencionas, es algo que concluí hace algún tiempo "simplificando" (o resumiendo) entre las características que se suelen encontrar en un altavoz. Claro que al introducirlo en una caja, hay que hacer la simulación para saber su verdadero comportamiento.

Debajo dejo adjunto lo que tengo simulado, para el que tenga el WinISD lo puede abrir. Si no acá dejo los parámetros:



La caja tiene un Volumen de 73 litros efectivos, 2 tubos de 3" de diámetro con 30cm de largo.


PD: en el proyecto se tiene un LPF Butterworth de segundo orden a 80Hz, que es la Frecuencia de Cruce elegida junto la Caja Mid/High, por ahora.

Adhiero:

Yo se que la respuesta se ve desastrosa:



Pero no lo es tanto cuando lo llevo a los máximos SPL's junto con la Caja de Mid/High:



Lo que es destacable, que la Caja de Mid/High tengo que atenuarla (pero es "fácil", ya que es bi-amplificado) porque tiene un Woofer de 15" con 98,5dB de Sensibilidad (1W/m).

Por cierto, en la Frecuencia de Cruce (80Hz +/-) se ve atenuada, pero al ser un Filtro Butterworth (tanto el LPF y el HPF) aumenta unos 6dB quedando casi plano, ya que la respuesta del Subwoofer con el Woofer sin filtrar no es plana:

 

[Dr. Zoidberg]

Estuve viendo el diseño que subiste...y de donde lo sacaste????
Es un ajuste tipo boom-box pero con el volumen interno recortado a la mitad, por eso la deformación en la pendiente de caída de la respuesta en frecuencia.
El parlante funciona bien, aparentemente, por que la excursión por sobre el Xmax se dá mas o menos a los 70W, lo que es coherente con un rango dinámico de 6-dB...mas o menos. De todas formas, por debajo de los 40-Hz no vas a tener nunca la misma potencia que tenés aplicada a los medios...simplemente por que en la música no hay mucho contenido espectral allá abajo...a menos que ecualicés para que eso no suceda.
A mi juicio, el parlante está dando lo que tiene que dar - aún con una caja de calculo sospechoso. El pico de máximo exceso de Xmax está casi en los 50-Hz y abarca desde los 37 a los 70-Hz, todo con 250W aplicados directos, pero en ese caso la distorsion ya es espantosa

 

[ehbressan]

Boom-box, estas realzando el bombo de la baterìa con esa curva.....
Normalmente estàn entre 80 y 120 Hz., pero los mas graves estàn entre 50 y 70 Hz.
Sds.

 

[Yoangel Lazaro]

Estuve viendo el diseño que subiste...y de donde lo sacaste?

En realidad no lo saqué de ningún lado. Es decir, es la misma caja de "toda la vida" solo que ésta vez le quería sacarle lo máximo al altavoz en baja frecuencia, ya que había quedado "acostumbrado" con la respuesta de otra caja. El problema es que antes no preocupaba por la alta excursión porque a pesar de tener un amplificador que "sobrepasa" la potencia admisible, no la usaba para altos decibeles porque los alatvoces Mid/High eran "pequeños". Ésta vez llegaron los altavoces nuevos y tocó "subir decibeles", pero ademas tuve que cambiar aquella caja por asuntos puramente estéticos.

Es un ajuste tipo boom-box pero con el volumen interno recortado a la mitad, por eso la deformación en la pendiente de caída de la respuesta en frecuencia.

Se puede decir que es "pura coincidencia", ya que esa caja yo la había mandado hacer cuando no tenía idea de simular un altavoz. Luego cuando "aprendí" fue cuando me puse a jugar con los tubos de sintonía, por eso se ven que eran 4 tubos, pero solo 2 son útiles.

El parlante funciona bien, aparentemente, por que la excursión por sobre el Xmax se dá mas o menos a los 70W, lo que es coherente con un rango dinámico de 6-dB...mas o menos.

Cieeerto, se me había olvidado la curva de impedancia. Gracias por ello ezavalla

De todas formas, por debajo de los 40-Hz no vas a tener nunca la misma potencia que tenés aplicada a los medios...simplemente por que en la música no hay mucho contenido espectral allá abajo...a menos que ecualicés para que eso no suceda.
A mi juicio, el parlante está dando lo que tiene que dar - aún con una caja de calculo sospechoso. El pico de máximo exceso de Xmax está casi en los 50-Hz y abarca desde los 37 a los 70-Hz, todo con 250W aplicados directos, pero en ese caso la distorsion ya es espantosa

Ok, ezavalla. Es muy verídico lo que afirmas. Actualmente el Subwoofer llega justo hasta 40Hz con -3dB, ¿Se puede decir que es un "Sub respetable"?.

Boom-box, estas realzando el bombo de la baterìa con esa curva.....
Normalmente estàn entre 80 y 120 Hz., pero los mas graves estàn entre 50 y 70 Hz.
Sds.

En este caso son de 50 a 70Hz, te puedo asegurar que tiene "mucha pegada". Pero ya esa "pegada" caaansa auditivamente. Es difícil describir el sonido, pero me acostumbré a "la pegada" de los 40Hz, que no se escuchan constantemente sino en algunos pasajes de la música (y aquí depende del género de la música y del Ing de Sonido), pero cuando "pegan... pegan" duro.


PS: el problema de todo esto es que mi oído se acostumbra rápido, y me había acostumbrado a las baaajas frecuencias. Pero ahora estoy seguro que si las quiero de nuevo -pero a mas decibeles- tengo que buscar otro altavoz que tolere "abusos". Ademas estoy usando Woofer de 15" y Subwoofer de 12"

 

[ehbressan]

Los parlantes que te dan graves profundos y potentes, están dentro de los de baja Fs, largo xmax y mucha potencia. Generalmente bajo SPL y son (dentro de precios aceptables), los subs de audiocar de marca.
También tenés los hogareños, pero son caros :

https://www.madisound.com/store/index.php?cPath=45_338_381

Fijate que hablamos de dólares USA en solo 12" !!!!
Y si te estirás un poquito en el presupuesto tenemos:

https://www.madisound.com/store/index.php?cPath=45_338_382

Wow !!!
Sds.

 

[Dr. Zoidberg]

Ok, ezavalla. Es muy verídico lo que afirmas. Actualmente el Subwoofer llega justo hasta 40Hz con -3dB, ¿Se puede decir que es un "Sub respetable"?.

En realidad llega un poco mas abajo, sobre los 35-Hz, así que está bien. No sé si será respetable, pero no está nada mal . Acordate que el corte de baja frecuencia es de 24-dB/oct en un bass-reflex, así que no vas a escuchar tantos graves por debajo de la f3 como en una caja sellada.

En este caso son de 50 a 70Hz, te puedo asegurar que tiene "mucha pegada". Pero ya esa "pegada" caaansa auditivamente. Es difícil describir el sonido, pero me acostumbré a "la pegada" de los 40Hz, que no se escuchan constantemente sino en algunos pasajes de la música (y aquí depende del género de la música y del Ing de Sonido), pero cuando "pegan... pegan" duro.

Nunca se te ha ocurrido modelar el comportamiento de ese parlante en un caja sellada del mismo volumen que la que tenés ahora?
Cuando lo hagas, te vas a llevar una sorpresa! por que te va a dar una hermosa respuesta casi plana con un Qtc de 0.85. Lo único "malo" es que la f3 se vá a 48-Hz...lo que era de esperarse, pero así es el karma: siempre hay que dar algo para recibir algo .

Ademas estoy usando Woofer de 15" y Subwoofer de 12"

 

[Yoangel Lazaro]

Los parlantes que te dan graves profundos y potentes, están dentro de los de baja Fs, largo xmax y mucha potencia. Generalmente bajo SPL y son (dentro de precios aceptables), los subs de audiocar de marca.
También tenés los hogareños, pero son caros

Estoy totalmente de acuerdo contigo ehbressan. De hecho los que estoy usando son de Audio Car, pero de los regulares/malos, por decirlo de alguna manera. Novatadas que comete uno comprando, cuando apenas se inicia en este "mundo" sin saber.

Fijate que hablamos de dólares USA en solo 12"

Sip, bastante caros. Primera vez que veo esa Marca, el de 18" es un monstruo en el Datasheet.

No sé si será respetable, pero no está nada mal .

Ok, entonces me quedo tranquilo. Se que no se puede exigir mas al Sub.

Acordate que el corte de baja frecuencia es de 24-dB/oct en un bass-reflex, así que no vas a escuchar tantos graves por debajo de la f3 como en una caja sellada.

Muchas gracias por ese dato. Otra razón mas para decidirme por una caja sellada para una buena respuesta en baja frecuencia.

Nunca se te ha ocurrido modelar el comportamiento de ese parlante en un caja sellada del mismo volumen que la que tenés ahora?
Cuando lo hagas, te vas a llevar una sorpresa! por que te va a dar una hermosa respuesta casi plana con un Qtc de 0.85. Lo único "malo" es que la f3 se vá a 48-Hz...lo que era de esperarse, pero así es el karma: siempre hay que dar algo para recibir algo .

Si, algún tiempo atrás la llegué a modelar. Y entre ayer y hoy tapé los Tubos de Sintonía con vasos, duré algunas horas probando (a oído), pero se percibe un Nivel de Presión Sonora muy bajo. Claro, puedo bajarle Ganancia a los Mid/High. No descarto la posibilidad de hacer un "quita y pon" de Vasos para tapar los Tubos, y escuchar "Fidelidad en Subbajos":

Hahaha, es que ahí radica el problema, en usar Sub's mas pequeños que el Woofer. Bueno, es que se crece de a poco



Y prioridad también tienen los Driver's de Compresión, tengo pensado cambiarlos por unos Selenium D220Ti. No me he decido del todo, solo porque en el datasheet dice que la respuesta llega hasta los 21Khz @ -6dB, pero la prueba está hecha con un Difusor de 45x45º como este:



Y no se como se comporte dicho Driver 220Ti con un Difusor/Horn 90x40º como el mio.

 

[maximoss3500]

hola como estan tendo una duda terrible !! como uso el programa WinISD ???????........ y si tengo un parlante del cual no tengo sus parametros o los necesarios como ago ?? lo boto o que ?? plis saquenme de dudas jejeje

 

[Cacho]

¿Y si leés el tema entero? (O al menos los primeros cinco posts)

Leé, seguí los links, leelos, entendé cada cosa de las que vas leyendo y preguntá lo que no entiendas de eso.

Saludos

 

[Tacatomon]

Alguien le pasa que no puede agregar nuevos altavoces al WinISD, me pide dice que hay un error en la lista de parámetros. Ya lo he vaciado con y sin la función de cálculo automático de los parámetros que no figuran en el datasheet del parlante... Me pasa al agregar el Peavey Low Max 18". La versión es 0.50a7.

Saludos.!!!