El documento que se presenta a continuación, es una traducción del artículo de Lynn Olson "Looking Over My Shoulder, Part II". En él, se nos presenta una muy útil descripción de tipos de altavoces, además de consideraciones generales sobre aspectos importantes de éstos. Sin embargo, se ha de tener en cuenta que dicho artículo fué escrito hace unos años, por lo que ciertas referencias y afirmaciones pudieran no estar adaptadas a la actualidad. No obstante, el artículo globalmente considerado es plenamente vigente. Se han efectuado algunos recortes para ajustarnos más a la temática de este trabajo.
Puedes dirigirte directamente al autor: lynno@teleport.com. Igualmente, el artículo original puedes encontrarlo en: http://www.speakerbuilding.com/articles/look_2.html
El altavoz determina el potencial último de la caja acústica, y juega un papel dominante en el sonido final del sistema de alta fidelidad. En el presente estado del arte, no existe el altavoz perfecto y la meta está varias décadas alejadas, ya que se requiere un transductor con densidad igual al aire, movimiento completamente uniforme a todas las frecuencias, y ausente de cualquier tipo de distorsión.
Ante nosotros tenemos un largo camino... los mayores avances en ciencia de los materiales están sucediendo ahora, con muchas mejoras previstas en esta década.
Esto se debe especialmente a los avances en programas de simulación
comportamientos mecánicos y de la investigación dirigida a la
industria aerospacial, de automóviles, así como de deportes/entretenimiento
dirigida a reemplazar materiales costosos y fuertemente tradicionales por otros
de peso ligero y alto rendimiento. Tenemos Kevlar, compuestos de fibra de carbono,
forjamos altavoces de aluminio, podemos esperar diamante sintético, cristales
de aerogel-sílice de densidad ultrajaba, nuevos tipos de monocristales
metálicos y de carbono, y nuevas clases de compuestos antes del cambio
del milenio.
El mayor desafío que afronta el diseñador de altavoces es combinar
uniformidad de movimiento (rigidez) con ausencia de resonancias en las frecuencias
medias y altas (amortiguamiento). Este es el mayor reto en sistemas de altavoces
de cualquier tipo. También hay problemas adicionales introducidos por
resonancias de cavidad y desliniaridades magnéticas, que se discutirán
más tarde.
Rigidez significa que aceleraciones provenientes de la bobina son trasladadas fielmente hacia el interior del diafragma o cúpula y desde ahí a la superficie completa del transductor. Esto se traduce en una respuesta en frecuencia plana, tiempo de subida rápido, baja distorsión de IM, transparencia, y calidad del sonido. Los audiófilos usualmente describen este tipo de sonido como "rápido". Pero, "¿cómo puede una unidad de medios o graves ser rápido, considerando que el filtro limita el tiempo de subida del pulso a 1/5 ó 1/10 de lo que cualquier tweeter hace?". Lo que el audiófilo esta realmente oyendo es el movimiento uniforme del diafragma; este fenómeno puede ser medido por la ausencia de distorsión de inter-modulación, una respuesta en frecuencia llana en el rango de trabajo, y una buena respuesta de pulso con un claro y firme decaimiento.
Entonces, podríamos pensar que simplemente basta con hacer el diafragma
o la cúpula o lo que sea, tan rígido como sea posible. ¿Qué
tal con un metal como el bronce, por ejemplo?. Es fuerte y bonito y se puede
modelar de cualquier forma. Puede ver la dirección que esto está
tomando. Las campanas están hechas de bronce. Otro problema llega …
¡resonancia! . Después de todo, ¿Por qué una campana,
o cualquier otro metal rígido suena tanto tiempo, a muchos miles de ciclos?
La respuesta tiene dos partes, una obvia, otra no tan obvia. Primero, el metal
es rígido, y construido en una forma que incluso aumenta aún mas
la rigidez. Segundo, el único camino de la campana para soltar energía
mecánica es del propio aire, y esto lleva mucho, mucho tiempo, pues la
densidad del aire y del bronce es bastante diferente, produciendo un acoplamiento
muy débil, y un pequeño amortiguamiento por el aire cargado. Todo
esto nos lleva a otra propiedad deseable para un altavoz, que es ....
Deseamos además que la bobina móvil sirva para parar el diafragma o la cúpula y no tener la membrana o la cúpula sonando una melodía por sí solos. Desafortunadamente, la mayoría de los materiales rígidos (tradicionalmente metales) tienen muy poco amortiguamiento, produciendo vibraciones de muy larga duración (alto Q). Una vía para controlar el problema es extender una suspensión de goma dura que rodee una porción bajo el diafragma, y prestar mucha atención al amortiguamiento de la araña y los materiales del marco.
En el presente, sin embargo, incluso los mejores diseños de Kevlar, fibra de carbono, o aluminio muestran al menos un pico, alto-Q, al final del rango de trabajo, requiriendo un filtro fuerte, un filtro "muesca", o preferiblemente ambos a fin de controlar éste. Desafortunadamente, en general este pico cae en una región comprendida entre los 3 y los 5 KHZ. , justo donde los oídos son más sensibles al colorido resonante.
El amortiguamiento produce una ausencia de coloración, así como contribuye a la relajación, naturalidad, y ausencia de fatiga. Interesadamente, muchos audiófilos (¡y críticos también!) ignoran el particular sonido producido por la resonancia de los materiales del altavoz, llamándolo "sensibilidad del amplificador", "sensibilidad de la habitación" u otros términos similares que apuntan lejos del propio altavoz.
Este es un problema, que contamina todos los sistemas de 2 vías con altavoces de Kevlar, metal o de fibra de carbono.... en el estado actual del arte, los conos de 6.5" o 7" están obligados a operar correctamente hasta el extremo final de su rango de funcionamiento para encontrarse con un tweeter que trabaje en un rango de frecuencia de moderada distorsión.
Si baja la frecuencia de filtrado, la distorsión de IM del tweeter sube como un cohete, y produce frecuencias altas chillonas, frecuencias altas deformadas a niveles de escucha medios-altos; si levanta la frecuencia de filtraje, la disgregación del Kevlar crece, produciendo un sonido avanzado, agresivo a moderados niveles de escucha, y la completa disgregación a altos niveles (a diferencia de los diafragmas de papel, el kevlar, metal y fibras de carbono no entran en una disgregación gradual).
Esto presenta al diseñador una opción difícil: sonido áspero en la región completa de medios, o la característica precocidad del Kevlar, que puede dar en momentos un sonido enmarañado a las cajas acústicas. En la actualidad, la mejor opción es un filtro de cuarto orden (24db/Oct.) con un filtro notch sintonizado en la resonancia del Kevlar.
Como hemos ya mencionado, los diafragmas rígidos tienen ventajas, pero es difícil amortiguarlos completamente. Un acercamiento diferente es usar un material para la membrana que posea altas perdidas (tradicionalmente, ha sido el papel-plástico impregnado pero éste ha sido sustituido por el polipropileno en la mayoría de las cajas actuales).
Entonces el diafragma se autoamortigua, perdiendo progresivamente energía al tiempo que el impulso de la bobina móvil se propaga se propaga a través de la superficie de la membrana. La elección de la suspensión y de la araña es mucho menos crítica.
Este tipo de material muestra una respuesta típicamente lisa y permite un filtraje simple a 6db/Oct.; sin embargo, personalmente, yo no me siento atraído por el sonido de la mayoría de los diafragmas de polipropileno, y los encuentro bastante vagos y con sonoridad borrosa a bajos y medios niveles de escucha. Sin acceso a un analizador de distorsión de IM B&K, solo puedo hacer conjeturas, pero tengo la fuerte sospecha de que este tipo de diafragma tiene distorsión de IM bastante alta aunque también bastante suave. Además, es bastante difícil fabricar un material que tenga una atenuación mecánica perfectamente lineal; en la práctica, la distorsión aparece cuando se busca realmente una atenuación progresiva de energía en la superficie del diafragma.
Creo que lo que realmente esta pasando es similar a muchos tweeters de cúpula
blanda; el diafragma esta realmente disgregándose a lo largo del todo
el rango de frecuencia, pero el fuerte amortiguamiento lo oculta desde la instrumentación
(pero no al oído). Para superar este efecto subjetivo, los mejores conos
de este tipo (Dynaudio, Scan-Speak, y Vifa) están mezclados con añadidos
de sílice, talco, o polvo de metal al plástico, que mejora significativamente
la rigidez sin perder la característica suavidad del polipropileno.
Aunque la cubierta central del diafragma en los transductores de medios/graves (o la cúpula en el tweeter) parece bastante inofensiva, El espacio entre esta cubierta y la pieza polar crea pequeñas resonancias de cavidad. Un ejemplo de esto fue el (no)famoso KEF unidad de medios/graves de Bextreno de comienzos de los setenta (usado en los LS 3/5a de la BBC).
Aunque este altavoz fue probablemente uno de los primeros "medios" de alta calidad disponible, presentaba varios problemas, como una baja eficacia, potencia de trabajo limitada, un amplio pico de una-octava centrado a 1.5 Khz. (corregido por el filtro), y un grupo de 3 picos muy altos centrados sobre los 4.5 Khz. (sólo ligeramente atenuado por el filtro de tercer orden de la BBC). Estos picos altos, que los críticos atribuyeron equivocadamente al tweeter, eran también muy direcciones, que es típico de las resonancias de la cubierta central del diafragma.
Los tweeters populares de los años 70, incluyendo el Audax y el Peerless de 1" de cúpula blanda, también tienen resonancias similares entre 9 y 16 KHZ., que fueron parcialmente amortiguadas llenando el espacio entre la cúpula y la pieza polar con una almohadilla de fieltro. Puesto que las cúpulas blandas tenian muchas mas pérdidas que la dura cubierta central del B110, las resonancias eran mucho más amplias pero de entre solo 1 a 3 db. en magnitud... pero aún estaban ahí, y eran responsables en parte de la fatiga auditiva sentida por oyentes atentos.
Sin ser sorprendente, los problemas fueron mucho peor, en las cúpulas fenólicas, de fibra de vidrio y de papel duro, usado en los altavoces mas mundanos de la época. (Ah si… ¿quien puede recordar tales parangones de excelencia como el BIC Venturis? ¿El Cerwin-Vega? ¿ The JBL L100? En una vida anterior, realmente ¡tuve que vender esas cosas horribles! "¡Espera a escuchar "the Dark side of de moon" en estos altavoces!".
Volviendo al presente, los mejores conos de medios/graves y tweeters ahora evitan este problema de dos formas: una pieza polar con respiradero, usada por los fabricantes escandinavos Dynaudio, Scan-Speak, Vifa y Seas; y una extensión de la pieza polar en forma de bola que reemplaza completamente a la cubierta central del diafragma en las unidades de medios/graves, usado por los fabricantes franceses Audax y Focal.
Los tweeters Dynaudio Esotec D-260, Esotar T-330D,y el Scan-Speak D2905/9000 son los ejemplos más notables que usan una pieza polar con respiradero cargada dentro de una diminuta línea de transmisión para amortiguar la onda trasera desde la cúpula del tweeter; Su uso en la Sonus Faber Extrema y la ProAc Response Threes es una prueba del éxito que puede tener esta técnica.
Por contraste, el Focal T120 y T120K, que usan fibra de vidrio rígido o cúpula de Kevlar invertido directamente sobre la cavidad de la pieza polar sin amortiguar, muestra una serie de picos resonantes de alto-Q al final de su rango operativo, que están causadas por el acoplamiento de la cavidad resonante con la primera región de rotura sónica de la cúpula rígida.
Tengo que admitir que he estado muy confuso por la aceptación pública de estos conos cuando salieron por primera vez; no me gusto la forma en que sonaban, tampoco me impresiono sus mediciones.
De todas formas, La nueva cúpula de titanio de Focal T120Ti y de dióxido
de titanio T122Ti-O2 son excelentes, y me gustó lo que escuché
durante la audición de una caja acústica que usaba el Focal T120Ti
en una reciente reunión de " Triode Society".
La mayoría de los audiófilos son conscientes que los transductores son inductivos; después de todo, la bobina móvil se enrolla alrededor de una pieza polar de hierro, tal como se hace con una bobina de núcleo de hierro. No son tantos los audiófilos que saben la multitud de problemas que eso crea.
Si la inductancia fuera constante, como lo es una bobina de núcleo de aire, no habría ningún problema; tan solo ajuste el filtro diseñado (usando una simple red R-C) y problema resuelto. Desafortunadamente, este es una bobina de núcleo de hierro, y mucho peor, la inductancia varia con la posición de la bobina móvil.
La inductancia variable tiene consecuencias profundas, ya que ésta es realmente un factor importante que determina la perdida en respuesta en las más altas frecuencias, y el retardo acústico resultante (respecto al tweeter). Varíe esta inductancia, y varia la frecuencia de caída de respuesta y el retardo acústico junto con él. ¿Cuándo pasa esto? siempre que el altavoz mueva una proporción significante de la región lineal de trabajo de la bobina móvil, que es menos de lo que usted se imagina. En el excelente Vifa de 8" Vifa P21W0-12-08, esta región lineal de solo 8 mm (mas/menos 4 mm cada vía). El esquema más típico de trabajo lineal seria 6 mm. para la mayoría de los 8", y de 1 a 3 mm. para la mayoría de las unidades de medios.
Toque algún grave profundo, y los efectos de modulación de inductancia empiezan a mostrarse, creando distorsión de IM y FM sobre el completo espectro de frecuencias. Este es el problema genuino en un sistema de 2 y de 3 vías que usen un filtro de medios bajos; significa que siempre que vea realmente moverse los altavoces, habrá cantidades bastante significativas de distorsión de IM y FM. ¿Cómo suena esto? puede esperar una perdida de resolución que depende del contenido de sonidos graves del programa, que puede estar enmascarado por problemas en el amplificador (como saturación en las etapas de salidas o inadecuado suministro de la fuente de alimentación).
Hay soluciones? Si. Los mejores altavoces de Scan-Speak (SD System) y Dynaudio (DTL_System) recubren la pieza polar con cobre para eliminar las corrientes de remolino inducidas dentro de la estructura magnética por la bobina móvil. La especificación que elimina es la inductancia de la bobina.
El Scan-Speak 21W/8554 de 8", probablemente uno de los mejores altavoces de 8" del mundo, tiene una inductancia de 0.1 mH., que es de lejos inferior al Vifa P21W0-20-08 de 8", que tiene una inductancia de 0.9 mH. Ambos son unos altavoces excelentes; el Scan-Speak, sin embargo, muestra un sonido mas transparente cuando suena como unidad de medios y graves al mismo tiempo.
La figura de la inductancia tiene otro significado oculto; recuerde, la pendiente de caída de alta frecuencia del altavoz en una función combinada de la pendiente de caída mecánica y de la auto-inductancia de la bobina. Si calcula la pendiente de caída eléctrica por medio de la inductancia de la bobina y de la resistencia en corriente continua, algunos transductores tienen una pendiente de caída eléctrica bastante por encima a la pendiente de caída acústica medida. Esto es deseable; significa que la interacción entre los dos mecanismos de pendiente de caida en respuesta va a ser pequeña.
Otros altavoces (y es cierto para la mayoría de ellos) van a tener una pendiente de caída en respuesta eléctrica bastante por debajo de la pendiente de caída en respuesta acústica medida. ¿Cómo es esto posible?. En realidad el sistema mecánico tiene un pico ancho que es enmascarado por la autoinductancia de la bobina. Esto no es bueno; cualquier cambio en el sistema mecánico o eléctrico va a modular la frecuencia y la respuesta transitoria.
Esto, por cierto, es el mismo tipo de problema encontrado en las viejas cápsulas de phono de imán móvil. La mayoría de los imanes móviles (típicamente Shure y Stanton) eran mecánicamente puntiagudos, tenían una pendiente de caída eléctrica debida a la combinación de la capacitancia del cable y la inductancia de la cápsula. Como era de esperar, este tipo de cápsulas sonaba por lo general mucho menos transparente que las bobinas móviles high-end, que tenían menos de 1/10 de la inductancia y un sistema mecánico más suave y más seguro.
En la siguiente sección, mostraré como puedes tomar tus propias
decisiones sobre los altavoces que te gustan (y una segunda opinión del
fabricante, críticos y de tus propios amigos aficionados).
Uso un método que es tan tosco que podría parecer bondadosamente estúpido; pongo el altavoz en una pantalla (135 cm por 85 cm) y lo escucho. Sin filtro, sin caja, y si es un tweeter no muy alto de volumen. Escucho ruido rosa (para evaluar la severidad de los picos que pueden aparecer en las mediciones "waterfall" y de onda senoidal) y música (para enjuiciar cuanta resolución en potencia posee el altavoz).
Esto educa el oído, sin embargo, tiene que escuchar picos sonoros que el filtro puede mellar. No obstante, este proceso de escucha dice mucho sobre la complejidad que ha de tener el filtro, particularmente, si tiene presente que el filtro no puede nunca eliminar totalmente una resonancia… sino que puede hacerlo simplemente mucho más tolerable.
Además, evalúo cuidadosamente los resultados de mediciones de MLSSA (usando la misma pantalla acústica antes mencionada), observando:
La respuesta impulsiva (¿cuan rápido se fija el cero?, en la
región de decaimiento de respuesta; ¿Esta embrollada o hay una
sencilla y suave resonancia?, ¿Hay dos o mas resonancias?
Grupo de retardo vs. Respuesta en frecuencia (¿cómo es de accidentado
el rango de frecuencias entorno a la primera disgregación?, ¿Puede
ser arreglado con el filtro?.
El espectro "waterfall" de decaimiento acumulativo. (¿Puedo
aceptar resonancias que no puedan ser arregladas con el filtro?)
La gráfica de la respuesta en frecuencia (¿puedo aceptar coloraciones
de bajo nivel que aquí aparezcan?).
La escucha y las mediciones son igualmente importantes. Ambas solo muestran
un aspecto parcial del altavoz. Incluso un sistema moderno audiófilo
tendrá deficiencias sónicas muy serias a 5 años vista.
Las mediciones proporcionan un chequeo de coloraciones que los equipos actuales
no pueden revelar. A su vez, el sistema MLSSA puede señalar coloraciones
molestas, algunas mucho mas audibles que otras.
El diseñador reflexivo esta obligado a ser tan cuidadoso como el artesano
que es pródigo en cuidado y atención con incluso las partes mas
ocultas de su creación.
Cuando empieza escuchando y comparando, es ventajoso, tener un conocimiento en profundidad de las características básicas del altavoz, para que pueda determinar si representa un buen ejemplo del grupo al que pertenece. Escuchando cuidadosamente y examinado todas las especificaciones pertinentes, puede averiguar, lo bien que los diseñadores de altavoces resolvieron los problemas para su construcción.
Están fechados después de la patente original de Rice & Kellogg en los tardíos años 20. El papel se encuentra en un rango de calidad que va de los peores altavoces de radio-despertadores al magnifico altavoz de medios de 5" de Scan-Speak usado en la línea de cajas acústicas de Theil y la unidad de medios/graves de 6.5" de SEAS usada en la Wilson Audio WATT. Este, él mas viejo de los materiales, es en realidad una estructura compuesta, y cambia significativamente sus propiedades cuando es impregnado con un plástico apropiado (la opción de impregnar es el secreto comercial del fabricante de altavoces). El tratamiento es bastante importante, ya que el papel sufre alteraciones significativas con los cambios de humedad y en el tiempo si no es tratado; el tratamiento estabiliza el material y típicamente mejora el auto-amortiguamiento.
Las ventajas son: auto-amortiguamiento de bueno a excelente, potencialmente excelente resolución y detalle, potencialmente respuesta muy lisa, y un comienzo gradual de la disgregación del cono. Puede usarse con filtros de baja pendiente sin mucho problema. El papel es un material que suena mejor que mide.... siendo esto un factor positivo, y no una desventaja.
Las desventajas son: No tan rígido como el Kevlar, fibras de carbono, y metales, le falta la medida final de los detalles internos de los electrostáticos. No tan fuerte como los materiales precedentes, pero el comienzo de la disgregación es mucho mas gradual.
Los altavoces de cono de papel requieren generalmente una pequeña ecualización en el filtro para obtener unos mejores resultados.
El papel no es tan consistente como los materiales sintéticos, y dos unidades no llegan a ser exactamente iguales, lo cual puede afectar a la imagen, siendo dependiente de la precisión y calidad de fabricación. Las propiedades pueden cambiar con el tiempo, incluso si es impregnado.
Los mejores ejemplos son: El altavoz de medios de 5" Scan-Speak 8640, con respuesta lineal hasta al menos los 13kHz, muy baja distorsión, excelente respuesta impulsional, y excelentes detalles internos.
Medios/graves SEAS 6.5" (usado en las Wilson Audio WATT, pero posiblemente modificado).
Unidad de medios de alta eficiencia de 6.5" Audax PR170M0 6.5". (¡100 dB a 1 metro!).
He tenido noticias por varias fuentes que Kurt Mueller fabrica los mejores
diafragmas de papel y suspensiones, que son usados por Scan-Speak, Seas, Vifa,
y otros, asi como muchas marcas de transductores de alta calidad fabricados
en Inglaterra y Estados Unidos.
Este es un plástico de acetato derivado de la pulpa de la madera, no petroquímico, y siempre esta amortiguado por una capa de material impregnado para controlar la primera resonancia que aparece sobre 1.5 kHz. Fue desarrollado originalmente por la BBC en 1967 para reemplazar el papel por un material mas consistente y predecible para fines de monitorización. Llegó a ser de uso extensivo a comienzo de los 70, como el típico altavoz audiófilo que usaba las unidades de medios/graves de Bextreno de 8" de KEF o Audax con un tweeter de cúpula blanda de 1" de Audax.
Los diseños derivados de la BBC siempre emplearon ecualización para alisar la unidad de Bextreno en la banda de medios; el mas famoso (o infame, dependiendo si usted era el oyente o el diseñador) transductor fué el KEF B110 usado en el minimonitor de la BBC LS 3/5a.
El Bextreno ha sido reemplazado por el polipropileno, que da una respuesta mucho mas plana, y no requiere una capa de material tratado, y proporciona un aumento en la eficacia de 3-4 db. debido a la disminución en masa del cono. El Bextreno es ahora considerado como un material obsoleto por casi todos los diseñadores de altavoces.
Las ventajas son: Consistencia inter-unidades, excelente potencial de "imagen" (según los standars de mediados de los setenta). Resolución interna mas alta que la mayoría de los conos de papel.
Los inconvenientes son: Eficacia muy baja (85 dB a 1 metro), requiere un filtro "muesca" fuerte en los medios, coloración según stándares actuales, súbita disgregación desagradable en niveles no tan altos, y numerosas resonancias en la banda de trabajo mas alta.
Los mejores ejemplos son: ninguno. Los diseñadores actuales no esta
dispuestos a tolerar el complejo filtro "muesca" y la ecualización
requerida para hacer estos altavoces aceptables.
Comenzaron a ser de uso común a comienzos de los 70 con la introducción de una unidad Peerless de 1" (¿recuerda los tweeters de los originarios altavoces Polk?), seguido por el superior tweeter Audax de 1", que encontró su sitio en muchos proyectos británicos y americanos durante los años setenta y comienzo de los ochenta.
Estos diseños cayeron en desgracia con la introducción de las cúpulas de titanio, de aluminio y las cúpulas de fibra de vidrio invertido de Focal a mediados de los ochenta, que barrió a las unidades de cúpula blanda de Audax fuera del mercado audiófilo.
En los últimos años, las cúpulas suaves han hecho una reentrada sorprendente con la introducción de los tweeters Dynaudio Esotec D-260, Esotar T-330D, y Scan-Speak D2905/9000 de 1", que compiten en igualdad de condiciones con cualquier cúpula de metal. Estos nuevos diseños combina una sofisticada línea de transmisión de carga-trasera con nuevos perfiles de cúpula y nuevos materiales de capa. Como resultado, tienen la resolución sónica y de detalle de las mejores cúpulas de metal sin la característica resonancia de 22 a 27 Khz.
Las ventajas son: Intrínseco amortiguamiento y potencial para una respuesta sumamente llana y una respuesta impulsional de primera clase. Potencialmente un sonido natural, abierto sin resonancias intrusas y fatigantes, una valiosa calidad cuando se escucha grabaciones digitales.
Los inconvenientes son: Las antiguas clases de cúpulas blandas tenían un sonido embotado con una calidad fatigante por durezas sónicas inconcretas. Muchos habían limitado la potencia de trabajo y requerían un filtro con una fuerte pendiente de 18 dB/Octava para minimizar la distorsión de intermodulación.
La cúpula de alto perfil, requerido por rigidez, ha restringido mas la dispersión en HF que las cúpulas de metal, que tiene unos perfiles más lisos.
Las nuevas unidades antes citadas no tienen estos inconvenientes, con la excepción de la dispersión.
Los mejores ejemplos son: el Dynaudio Esotec D-260, Esotar T-330D,y el Scan-Speak
D2905/9000 de 1".
Unidades de medios de cúpula blanda
Estas cosas son perros! He escuchado el AR-3,AR LST, los sistemas ADS, Audax 2", y la unidad de cúpula suave de medios Dynaudio D-52 y ellos ladraron, gruñeron, y provocaron un desastre en cualquier caja acústica a la que se acercaron. Mide plano, de acuerdo, pero suena opaco y fatigante, fuertemente coloreado y bi-dimensional.
El primer problema es que los medios de cúpula blanda tienen una limitada banda de trabajo, con una excursión lineal restringida (típico 1-2mm.) y no tolera fácilmente, incluso, un filtro a 500 Hz, operando mejor sobre un rango limitado de 800 a 3200 Hz.
Un segundo problema es que es claramente propenso al balanceo de un lado a otro, la araña no esta combinada con la suspensión para forzar el movimiento lineal adelante-atrás.
El tercer problema es que la cúpula de seda tratada es, precisamente, demasiado suave para el trabajo que tiene que hacer en la banda de sonidos medios.
La mas reciente clase de conos de cúpula, como el Scan-Speak 13M/8636 y 13M/8640, de 5" y el Dynaudio 15W-75, de 5" son otra historia. Estas 3 unidades han sido construidas realmente como altavoces de alta precisión, no como cúpulas de medios. La única cosa que tiene en común con las cúpulas suaves es una gran cubierta central en el diafragma, que actúa como una cúpula a alta frecuencia.
Esta clase de altavoces tiene mucha mas excursión, mucha menos distorsión, y una respuesta en frecuencia mucho mas amplia que los medios de cúpula suave mas antiguos. Los altavoces de cono de cúpula son capaces de un sonido realista y transparente. Son descritos con mas detalle in otras secciones, pues usan Kevlar, papel y polipropileno respectivamente.
Otro "caso especial" es el de calidad profesional de cúpula ATC 3" con una completa y pequeña bocina. Este transductor usa una doble araña que elimina el problema del balanceo que sufre la mayoría de las cúpulas blandas, reduciendo muy significativamente la distorsión de IM. Ron Nelson (de Nelson-Reed) recomienda este transductor como una de los mejores medios que existen, y yo tomo esta recomendación seriamente. Este es un altavoz muy caro (sobre 300$ la unidad) y necesita ser seleccionado de modo que las frecuencias resonantes en el canal izquierdo y derecho se emparejen.
Las ventajas son: ninguna. Los medios de cúpula de metal tiene algún potencial, pero requiere filtros afilados en ambos extremos y adicionalmente un fuerte filtro notch a altas frecuencias para eliminar el primer (y peor) modo de disgregación de alta frecuencia. Nota: esto no es aplicable a la unidad de ATC o a los conos de cúpula.
Las desventajas son: Alta distorsión, sonido fatigante, necesidad de filtro en alta frecuencia, anchura de banda limitado, limitado manejo de potencia, y mediciones de respuesta en frecuencia engañosas. Necesita un detallado barrido de mediciones en distorsión de IM y holografía laser para conseguir lo bueno de los otros transductores. Nota: Esto no es aplicable a la unidad de ATC o a los conos de cúpula.
Los mejores ejemplos son: ATC 3" de serie profesional- un "bicho"
totalmente diferente al resto de las cúpulas blandas usuales. Sin embargo,
es aproximadamente 4 veces mas caro. El Dynaudio D-54 tiene fama en el grupo
de "Sound Practices" de ser el cono de medios mas fino del mundo.
Este material fue desarrollado por la BBC en 1976 (mis fechas pueden estar confundidas) como una sustitución del Bextreno. Puesto que posee intrínsecamente una alta amortiguación, un altavoz de polipropileno correctamente diseñado es capaz de ofrecer una respuesta llana en su rango de trabajo sin necesidad de ecualización. Además, típicamente logra eficacias de 88 a 91 db. a 1 metro, suponiendo esto una mejora significativa respecto al Bextreno.
Este material ha llegado a ser de uso universal, puesto que requiere un mínimo tratamiento manual para ensamblar un altavoz- la única dificultad era encontrar adhesivos que pegaran el polipropileno, y ese problema se resolvió al comienzo de los ochenta.
Este material es usado en altavoces que van desde un mundano rack-stereo hasta unas ProAc Response Threes y unas Hales System Two Signatures. El perfil del cono y los materiales adicionales agregados a la mezcla del polipropileno determinan la calidad final de este tipo de altavoz.
Las ventajas son: respuesta muy plana si esta correctamente diseñado, muy baja coloración, buena respuesta impulsional, el filtro puede ser tan simple como un solo condensador para el tweeter, buena eficacia, y un gradual comienzo de disgregación de cono. Los mejores ejemplos pueden tener la transparencia de los mejores conos de papel, con un excelente standard.
Los inconvenientes son: No llega al estándar de transparencia establecido por la clase de altavoces de cono rígido y de los electrostáticos. Muchas unidades de medios/graves no se llevan bien con los tweeters de cúpula de metal, con diferencias en la resolución que pueden ser audibles para un oyente entrenado. No es la mejor opción para woofers de 10" o mas grandes a no ser que el polipropileno sea bastante espeso y reforzado con otro material mas rígido. Para woofers mas grandes es preferible el papel duro o las fibras de carbono.
Los mejores ejemplos son: La unidad de medios/graves Scan-Speak 18W/8543 de 7", usada en la ProAc Response Threes, es probablemente el altavoz de polipropileno más fino del mundo.
Otro contendiente es la unidad de medios/graves de 7" Dynaudio 17W-75 Ext, usada en las Hales System Two Signature.
La unidad de medios/graves, y de medios de 5.5" Vifa P13WH-00-08 5.5"
es otro altavoz excelente, buena opción para unidad de medios o para
uso en minimonitor. Es único en poseer una respuesta de medios de "libro
de texto" combinada con una pendiente de caída de respuesta de 2º
orden totalmente lisa.
Avances en la metalurgia alemana (con Elac y MB) tuvieron como consecuencia perfiles delgados de cúpulas de aluminio y titanio a mediados de los ochenta, con altavoces de varios fabricantes en Alemania, Noruega y Francia disponibles ahora. Este tipo de altavoz puede ofrecer un sonido muy transparente, rivalizando con los mejores electrostáticos si están correctamente diseñados.
El lado negativo es la falta de amortiguamiento, el aluminio se comporta mejor que el titanio en la región de ultrasonidos. En la actualidad, todos los altavoces de cúpula de metal tienen significativos picos ultrasónicos, que van en magnitudes desde 3 dB (excelente) hasta 12 dB (no tan bueno).
Hay controversia sobre la importancia de esta cresta, puesto que "los que todo lo ven ", "todo lo saben" potentados de Philips y Sony han trabajado para asegurar que ninguna de nuestras nuevas grabaciones de "perfecto sonido para siempre", tenga información musical alguna por encima de los 20 Khz.
Quizás algún día tendremos finalmente un sistema digital diseñado pensando en la Alta Fidelidad..... algo con un límite superior de por lo menos 32 kHz y una verdadera resolución de 20 a 24 bits.
Las ventajas son: acción uniforme de pistón directa hacia la resonancia de alta frecuencia, proporcionando un sonido de muy alta resolución, transparencia, e inmediatez si el diseño es correcto. La dispersión es típicamente excelente, ya que las cúpulas de metal tienen perfiles mas lisos que las cúpulas suaves.
Las desventajas son: la posibilidad (odio decirlo) de coloración metálica causada por el pico de HF intermodulando con el sonido. Algunos diseños iniciales han restringido el manejo de potencia. Si se sobrecarga significativamente provocaría una distorsión de ruptura sobre el rango completo de frecuencias.
El mejor ejemplo es: el Vifa D25AG-35-06 de cúpula de aluminio de 1",
que incluso mejora con el ajustador de fase retirado. Este cono tiene la pieza
polar con respiradero, de manera que el manejo de potencia es bastante bueno,
y el pico ultrasónico es de unos 3 dB. incluso con el ajustador de fase
quitado. Además el último modelo de Focal el T122 Ti 02 tiene
fama de ser un fuera de serie.
Aluminio
Los primeros altavoces rígidos en encontrar un uso limitado en aplicaciones
de alta fidelidad fueron las unidades pequeñas de cono de aluminio de
Jordan Watts de 4". La fabricación manual, su alto precio, y la
baja eficacia limitó el mercado para estos altavoces, y aparecieron muy
pocos en Estados Unidos ( sé de ellos por su fama pero no los he oído
personalmente). Algunos cajas acústicas nuevas inglesas usan también
altavoces de medios/graves de cono de aluminio de 5" y 7", los cuales
tienden a tener muy baja eficacia y requieren un filtro notch en el crossover
.
Espuma-expandida
La siguiente generación fue unidades de graves de espuma-expandida, con
el KEF B139 como ejemplo mas famoso. Esta clase de altavoces sufría de
muy baja eficacia, limitado manejo de potencia, y severas resonancias de alto-Q
en la banda de sonidos medios. (No se sabía por lo general que las B139
tenían un pico de 12 dB. A 1100 Hz. Con un muy alto Q. Muchos críticos
culpaban al rango medio de problemas que realmente causados por no tener las
B139 un filtro nocth.
Fueron bastante populares en sistemas de 3 y 4 vías a línea de transmisión en Inglaterra (IMF) y en Estados Unidos (Audionics) en los años setenta.
Recuerdo trabajar con el Kef 139, B110, Richard Allen de 7", y los frontales y traseros KEF 27 en mi primer diseño comercial, el sistema Audionics de cuatro vías TLM-200. Mi bautismo en el misterioso arte del diseño de altavoces fue de la siguiente forma:
Charlie, mi jefe: "¡Eh Lynn! ¿Recuerdas lo que Laurie Fincham estuvo hablando cuando visitamos el año pasado KEF? .¿Todas esas cosas acerca de la corrección de impedancia y la función de respuesta en frecuencia prevista?".
.-"bien, no tome nota pero recuerdo algo".
Charlie: "¡bien!, ¡Puedes hacer el filtro para esto!"... señalando a una caja acústica masiva de 6 pies de alto con los cuatro transductores antes mencionados. El diseñador anterior había dejado la ciudad sin advertirlo previamente, dejando los Audionics con una monstruosa línea de transmisión completa con los transductores y sin el filtro. Historia verdadera compañeros.
.- Fibra de carbono ( El profesor de audio vuelve a los tópicos)
La próxima generación fueron las unidades japonesas de fibra de carbono, que hicieron su primera aparición con el monitor studio pro (prosound), unidades TAD de 12" con muy alta eficiencia y muy altos precios (sobre $300 de 1980 cada unidad).
Los precios de fibra de carbono han dejado de caer ahora, y Vifa y Audax construyen buenos ejemplos de este tipo de altavoz. Los japoneses han hecho muchos mas, siendo pioneros en esta tecnología, pero han sido difíciles de obtener si no eres un especialista fabricante no-japones.
Estos altavoces tienen verdadera acción de pistón, magnífica respuesta grave y medio/grave (el mejor que jamas haya oído), pero también tiene modos de disgregación caóticos y sucios en lo mas alto del rango. Quitar estos modos de disgregación requiere una alta pendiente de caída y uno o dos filtros notch muy afilados (este tipo de unidades y filtros es usada en gama mas alta de los altavoces Linaeum).
Aunque detesto los transductores que requieren filtros tan complejos (después de hacer el TLM-200, juré no volver a hacer un diseño de filtro de 57 componentes), debo admitir que el Vifa de 8" y 10" de fibra de carbono son los únicos radiadores directos donde yo realmente he sentido, no oido, sonidos graves.
.-Kevlar
Los altavoces de Kevlar hicieron su aparición a mediados de los ochenta con la francesa Focal y la alemana Eton, con los Eton teniendo una amortiguación superior debido a la estructura de nido de abeja Nomex de mas alta pérdida separando las capas de kevlar frontal y trasera. Eton y mas actualmente las unidades de Kevlar de Scan-Speak comparten ahora estar en el candelero con la mas alta tecnología mundial en altavoces.
Una única y bastante deseable propiedad de los últimos transductores de Kevlar de Scan-Speak es una suave región sobre el usual pico del Kevlar. El resto de los altavoces de Kevlar (que he medido y escuchado) tienen una caótica región de disgregación; el Scan-Speak es de los únicos que muestra un buen control en esta región, que ciertamente provee una mejora significante en suavidad y transparencia comparada con otros tipos.
.-Compuestos
Audax ha hecho una reaparición sorpresa en el mercado de high-end con
una inusual tecnología de compuesto, llamada HD-A. Este es un gel acrílico
que contiene una mezcla controlada de fibra de carbono de granos orientados
y fibras Kevlar. Las iniciales mediciones de fábrica muestran una combinación
llamativa de comportamiento banda pistón combinado con un mínimo
pico en alta frecuencia y una suave curva sobre ese punto.
Recubrimiento de diamante evaporado está ahora disponible a bajo precio
con un reciente invento ruso, y espero impaciente que Scan-Speak y otros recojan
esta tecnología rápidamente. Como he dicho las cosas están
cambiando muy rápidamente.
Ventajas e inconvenientes de los altavoces rígidos
Las ventajas son. Mejor transparencia disponible, imagen y presentación de profundidad que cualquier otro tipo, igualando o superando a los electrostáticos si se diseña con cuidado. Alta eficacia, altos niveles de pico, y muy baja distorsión de IM en los mejores ejemplos. Esta clase de transductores se considera el estado del arte por muchos diseñadores y se espera que este campo avance casi tan rápidamente como lo hace la tecnología de los materiales.
Los inconvenientes son: los diseños viejos tienen un pico severo al final de su banda de trabajo, y casi todos tienen una caótica región de ruptura descontrolada por encima del pico de alta frecuencia. Esto causaría sonido fatigante y una compresión de la perspectiva de profundidad y de "aire".
Cualquier caja acústica que no use un filtro notch correctamente diseñado para un altavoz de kevlar o de fibra de carbono puede considerarse defectuoso; ya que el pico de alta frecuencia no se deja corregir con un filtro paso-bajo convencional, y será bastante obvio para cualquier oyente familiarizado con el sonido de la falta de ecualización de un transductor de kevlar o de fibra de carbono. Altavoces rígidos sin ese pico no existen en la actualidad… esto posiblemente cambiará en al menos un año.
El comienzo de la disgregación puede ser bastante súbita y desagradable, semejante al clipping de un amplificador. Algunas unidades de Kevlar y de fibra de carbono requieren de un periodo de rodaje de al menos 100 horas para ablandar las fibras de la membrana y de la araña, esto se puede considerar un defecto, ya que ello indica que los materiales pueden no ser mecánicamente estables con un uso extendido.
Los mejores ejemplos son: El Scan-Speak de medios de 5" 13M/8636 5", el medios/graves de 7",y la unidad de graves de 8" 21W/8554 .Estas son las únicas unidades de Kevlar que tienen un razonable buen comportamiento en las regiones de caída de respuesta en la zona del pico de alta frecuencia.
Las unidades de Scan-Speak además tienen la pieza polar con respiradero bañada en cobre, que reduce los modos inductivos de distorsión por IM a 1/10 o más. Estos altavoces están probablemente en la cima de la tecnología en cuanto a rigidez (en la primavera de 1993 al menos).
La unidad de medios de 5,25" de Audax HM130Z0, la de medios/graves de 6,5" HM170Z0, y la unidad de graves de 8" HM210Z0 de la serie HD-A parece muy interesante.
La alemana ETON puede ser considerada, puesto que el fabricante va a seguir trabajando en las técnicas de mantenimiento de rigidez de los transductores a la vez que mejoran las características de auto-amortiguamiento.
Lynn T. Olson (lynno@teleport.com)