Tweeters

Todo el mundo habla de los tweeters, y casi todos sabemos lo que son, son los altavoces destinados a reproducir las frecuencias más altas. Debido a su particular función su morfología es bien distinta a la de un altavoz de medios o de graves. Los tweeters para reproducir sonidos de alta frecuencia (agudos) necesitan hacer pequeños desplazamientos muchas veces por segundo, desplazamientos rapidísimos. Es básicamente lo opuesto a los subwofers, los cuales deben de realizar al contrario que los tweeters, desplazamientos muy grandes del cono, y no necesariamente rápidos.

    Mucha gente escoge para su instalación altavoces de dos vías separadas, los cuales se basan en un altavoz destinado a graves y medios,   y un tweeter conectado en paralelo con un pequeño condensador a modo de filtro pasivo. La orientación del tweeter es muy importante pues el agudo es un sonido muy direccional, y por otro lado debido a las propiedades de las altas frecuencias, el recinto acústico no es tan importante como en frecuencias medias o altas. Muchos altavoces actuales de dos vías vienen con las dos vías "juntas" en el mismo altavoz, como a dos niveles, y gracias a la adopción de imanes de neodinio que han hecho aumentar los rendimientos de los tweeters pequeños, este tipo de altavoces de dos vías en la misma estructura obtienen resultados sorpendentes.

ejemplo de altavoz de alta gama de dos vías con el tweeter de cúpula en el centro

    Una deficiente orientación del tweeter puede hacer que a nuestro oido esas frecuencias se vean perjudicadas, eso pasa por ejemplo cuando tenemos un altavoz de dos vías no separadas y el altavoz esta en la puerta delantera a la altura de los pies, los graves y medios llegan con bastante nitidez, pero los agudos no se aprecian mucho. En ese caso sería conveniente instalar un segundo tweeter (cortado por un condensador a modo de filtro pasivo como  se explica más adelante en filtros pasivos) y orientarlo de manera correcta; esto haría que las frecuencias agudas se vieran favorecidas, y ya entraríamos en los gustos de sonido de cada uno.

Brevemente y sin entretenernos demasiado vamos a hacer una pequeña clasificación de los tipos de tweeters:

Tweeter de menbrana de cono convencional: utilizan membrana del tipo cónica, con la estructura típica de cualquier altavoz con membrana cónica cóncava. Una pega es que sus medidas no suelen ser muy pequeñas.

Tweeters de Cúpula: son los más populares en la actualidad, son llamados así debido a la forma de su difusor que suele ser de cúpula convexa. Básicamente diremos que existen tweeters de cúpulas duras y blandas. Las cúpulas duras emiten un sonido más brillante, estan hechas frecuentemente de compuestos plásticos o metalizados, frecuentemente son de titanio o de alumino. Las cúpulas blandas, ofrecen un sonido menos brillante y de menor rendimiento que las duras, pero es un sonido más real y natural, y son las preferidas por los audiófilos.

Las instalaciones llamadas trimode son aquellas que aprovechan dos canales de amplificación (Derecho y Izquierdo) para mover no solo un par de altavoces convencionales, sinó un subwoofer que se encargará de reproducir las frecuencias más bajas.

A continuación pondremos un esquema explicativo para que cada uno pueda ver fácilmente como instalar su propio Trimode. Como hemos comentado es importante tener en cuenta que las frecuencias más bajas las reproducirá únicamente el Subwoofer, por tanto habrá unas cuantas opciones para realizar los filtros correspondientes dependiendo de en que rango queramos realizar dicho corte (Aconsejamos realizar el corte para el subwoofer a unos 100Hz o menos...)

Es muy importante no descuidar este punto cuando estamos diseñando nuestro trimode, ni en la calidad de las bobinas y los condensadores ( mucho ojo con usar bobinas adecuadas para filtros de sonido, con el hilo esmaltado del suficiente grosor y a ser posible sin nucleo magnético alguno ).

Según la tabla que mostramos a continuación podreis obtener los valores de la bobina para el subwofer y de los condensadores para los altavoces izquierdo y derecho, en función de la frecuencia de corte seleccionada:

Los filtros pasivos.

Para implementar un sistema de altavoces hay que tener en cuenta (resumidamente) un par de principios.

El primero es romper el cortocircuito acústico que se produciría si las moléculas de aire desplazadas por la parte anterior del cono se desplazaran hacia la depresión creada en la parte posterior, que sería más grande a más bajas frecuencias reproducidas; para eliminar ese cortocircuito acústico, teóricamente necesitaríamos un panel de dimensiones infinitas, aunque en la realidad no es necesario un panel de exageradas dimensiones, y se suele encerrar el altavoz en cajas, o como solemos hacer en los coches, los ponemos en la bandeja trasera actúando como una caja al cerrar el maletero. Hay muchos tipos de recintos, y no nos vamos a entretener más de momento, dejando su desarrollo para posteriores artículos.

El segundo, y el que en este caso nos interesa se debe a las limitaciones de reproducción de frecuencias de los altavoces, puesto que resulta muy dificil conseguir que un altavoz reproduzca con calidad suficiente todo el espectro de frecuencias. Los altavoces destinados a frecuencias altas (agudos) se basaran en superficies pequeñas para imprimir al pequeño cono una gran velocidad; por el contrario los altavoces para reproducir frecuencias bajas (graves) deberán de tener un cono de gran superficie que permita un gran desplazamiento para mover una gran cantidad de aire.

Al incluir en el mismo recinto acústico o para el mismo sistema de altavoces, un altavoz destinado por ejemplo a frecuencias bajas y otro a frecuencias bajas/medias, el espectro de frecuencias en el cual actúan los dos altavoces se verá favorecido, y esa zona del espectro se escuchará con un mayor nivel. Vemos el dibujo para aclararlo: donde las dos curvas representarían las frecuencias reproducidas por los dos altavoces, y la zona a cuadros sería la zona del espectro que reproducen los dos altavoces, y que se vería involuntariamente desfavorecida, lo cual desvirtuaría la audición.

Para modificar la curva de respuesta, y evitar en la medida de lo posible el fenómeno que acabamos de mostrar es para lo cual se utilizan los filtros divisores de frecuencia. Estos filtros pasivos se denominan así porque no son más que componentes electrónicos cuya impedancia varía con la frecuencia. Generalmente una bobina aumenta su impedancia con la frecuencia, miestras que un condensador la disminuye, siendo ambos elementos "antagónicos" en este sentido.

Los filtros pasivos más sencillos realizables se basan en colocar bobinas en serie con los altavoces de graves, y condensadores en serie con los altavoces de agudos. Para frecuencias bajas el condensador presentará una gran impedancia, que hará que el altavoz de agudos no suene, mientras que para una frecuencia alta (un agudo) reducirá su impedancia y "dejará" sonar al altavoz de agudos, dicho a groso modo. De manera inversa ocurrirá con el altavoz de graves que está conectado a una bobina. El esquema sería tan sencillo como el que sigue:

Lógicamente este es el esquema más sencillo de todos los filtros pasivos que hay. Con montajes combinados, como los que suelen traer los filtros pasivos a la venta en establecimientos especializados, se llegan a resultados mucho más precisos. De todas maneras, el único que aconsejamos montar a los más manitas es el esquema básico que aqui presentamos, pues para otro tipo de esquema aconsejamos mejor su compra que su realización, puesto que en especial las bobinas a utilizar son caras y nos saldrá más barato comprar ese tipo de filtros ya hechos.

Lógicamente para combinar las franjas de respuesta de los altavoces con el tipo de corte que deseemos realizar necesitaremos los valores necesarios de condensadores y bobinas, para situar el corte en una u otra frecuencia. Por ejemplo para realizar un corte a 200Hz, necesitaremos bobinas de 3,2mH para el filtro de paso bajo, y condensadores de 198uF para el filtro de paso alto. La expresión que da la reactancia inductiva para la bobina es Z=L.w siendo L la inductancia en henrios, y w=2.pi.f con f frecuencia en Hz; y para el condensador Z=1 /c.w siendo c la capacidad en faradios y w=2.pi.f con f frecuencia en Hz. Recomendamos desde aqui que antes de lanzaros a hacer vuestros filtros de paso alto y paso bajo os asegureis de que los valores de L y C que habéis obtenido son los correctos para la frecuencia de corte que buscais, consultandolo con profesionales o entendidos en electrónica.