En un artículo anterior comenzamos a hablar sobre Crossovers. Hablamos sobre la frecuencia de corte de un filtro (Punto F3), que es donde la intensidad ya se atenúo 3 decibeles, y de las cuatro principales pendientes de atenuación, primero, segundo, tercero y cuarto orden, las cuales corresponden a atenuaciones de 6, 12, 18 y 24 decibeles por octava respectivamente. En este artículo vamos a verlo menos teórico, vamos a observar el comportamiento real para un caso sumamente sencillo: un tweeter muy bueno y noble de 4 Ohms y diferentes filtros pasa-altas de primer orden.




Tal como les comento, se eligió un tweeter que se comporta de manera muy noble, el tweeter de un componente SUONO modelo CS65. En la gráfica a continuación se muestra su respuesta en frecuencia, sin filtro alguno, en color rojo. Podemos observar cómo la respuesta es sumamente plana desde 6,000 hasta pasando los 20,000 Hertz y cómo se mantiene con buena salida desde los 2,000 Hertz.

El que el tweeter muestre buena salida a los 2,000 Hertz No necesariamente quiere decir que podamos aprovechar esa parte de su espectro. Por supuesto hay que hacer un análisis más profundo, pero en general con los tweeters, su respuesta (en bajas frecuencias) suele bajar más allá de lo que es seguro cortarlos.

Acto seguido se instaló en serie con el positivo del tweeter un capacitor de 5 micro Faradios, lo cual corresponde a un filtro pasa-altas tipo Butterworth de primer orden cortado a 7,950 Hertz según la siguiente fórmula:

C= 0.159 / (Z F)

Donde Z es la impedancia nominal y F la frecuencia de corte deseada.

De hecho 7,950 Hertz podría decirse que es una frecuencia ya muy alta (curva verde). ¿Qué podemos observar? Lo primero sería la protección que está produciendo este filtro, que a final de cuentas es de lo que más nos preocupa con los tweeters, que sean capaces de durar al menos lo que demora la primera canción.

Vemos que a 2,000 Hertz, una frecuencia bastante baja y peligrosa, apenas se han logrado 10 decibeles de atenuación, es decir, este tweeter no va a sobrevivir ni 5 minutos. Otro detalle importante a analizar es que aun cuando se trata de lo más simple que puede ser un filtro, un primer orden con un solo elemento, modifica la curva de respuesta en frecuencia del tweeter. Observen cómo cambia la curvatura y de hecho le da más sensibilidad a partir de 8,100 Hertz.

Los altavoces coaxiales típicos suelen ser muy inferiores a un sistema de altavoces tipo componente con Crossovers decentes.

Ahora sustituyamos el capacitor anterior por uno de 3.3 micro Faradios, lo cual corresponderá a un filtro pasa-altas de primer orden cortado a 12,045 Hertz (curva amarilla). Si consideramos que la fundamental más alta del violín difícilmente llega a 8,000 Hertz y que el formato MP3 cancela los sonidos por encima de 10,000 Hertz, este filtro es técnicamente un suicido del audio, “no estamos dejando pasar nada”. Sin embargo, es el filtro que suelen usar los tweeters de los altavoces coaxiales y triaxiales, los cuales obviamente son de baja calidad, y es el filtro típicamente usado en los tweeters bala para Open Show. ¿Por qué? La respuesta es simple: sólo cortando así de alto con un filtro de primer orden, se puede garantizar que no se destruya el tweeter.

Analizando la gráfica observamos que a 2,000 Hertz ahora contamos con una atenuación de 17 decibeles, ya suficiente para evitar la tragedia. Sin embargo la respuesta en frecuencia del tweeter ha quedado totalmente alterada, ¿o podría llamársele destruida?, con un comportamiento ascendente muy distinto a lo que originalmente presentaba y con una marcada pérdida de sensibilidad en prácticamente todo el ancho de banda; si ustedes observan un crossover de calidad de un sistema de altavoces tipo componente, casi siempre van a encontrar resistencias, ya que los tweeters suelen ser más sensibles que los medios.

Así mismo, las balas de Open Show suelen ser bastante más sensibles que sus medios. La “ventaja” de este filtro de primer orden, si es que nos atrevemos a llamarle de tal forma, es que normalmente ya no son necesarias las resistencias, ya que el efecto de cortar a tan alta frecuencia (¡12,000 Hertz!) básicamente “decapita” el sonido, “mata” al tweeter, y por tanto baja de manera importante su salida, haciendo prescindibles las resistencias. Obviamente no suele quedar al justo nivel necesario para acoplarse a la perfección con el medio, pero para sistemas de tan baja calidad, nadie está buscando tan altos objetivos.

Así que como creo puede apreciarse claramente con las curvas anteriores, un filtro de primer orden para un tweeter es un pecado mortal. Un filtro de primer orden no es capaz de suministrar la protección adecuada a prácticamente ningún tweeter, a menos que se elija una frecuencia que más que cortarlo lo castra, como puede observarse con lo que sucede con la curva en amarillo.

Por ello los altavoces coaxiales típicos suelen ser muy inferiores a un sistema de altavoces tipo componente con Crossovers decentes, y por ello un tweeter bala de Open Show con un solo capacitor en serie produce los resultados más pobres posibles, además de que le quita a tal tweeter la oportunidad de desgarrarte los tímpanos, como muchos de ustedes están buscando, con 11.7 decibeles menos de salida a 5,000 Hertz, según puede observarse en la gráfica. Primero compramos un tweeter Muy sensible y luego perdemos toda esa sensibilidad al usar un paupérrimo primer orden.

Crossovers, análisis de respuesta para 1er orden. Es autoría del Ing. Juan Castillo Ortiz y fue publicada en la revista AudioCar #402.

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