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SUB CARDIOIDE (END FIRED)

Para crear arreglos de subgraves cardioides debemos entender las distintas interacciones que se producen entre las fuentes omnidireccionales. Como siempre, la relación de fase y la separación física entre los elementos determinará su resultado.

Podemos crear diferentes tipos de configuraciones (subgraves en linea, cardioide moderno, doble linea en arco, etc..), no obstante, las técnicas utilizadas se reducen a dos:

End Fired:  Utiliza la separación física y el delay para producir cancelaciones y suma, produciendo una respuesta polar que exhibe cierta direccionalidad.

El arreglo más comun que utiliza la tecnica end fired es el arreglo de 4 altavoces.
A esta técnica también se le acostumbra a llamar cardioide, pero como veremos esto es una confusión pues el arreglo sólo tiene una respuesta polar cardioide para una frecuencia.
Este arreglo tiene una directividad proporcional.
Ejemplo 1: En este ejemplo hemos separado horizontalmente 2 subgraves 2,125m, que equivale a una separación física de media longitud de onda para 80 Hz (longitud de onda = 340m/s / 80 Hz = 4,25m).

2 elementos separados lateralmente 1/2 longitud de onda

Para facilitar los cálculos matemáticos, vamos a suponer que estos dos altavoces llegan con el mismo nivel a los puntos de medición, aunque como ya se explica en el anterior post sobre la doble fuente, casi siempre que existe una diferencia de fase, existe una diferencia de distancia, por lo cual también existe una diferencia de nivel.

Un ejercicio interesante para asimilar los conceptos, es pensar qué va a suceder en la predicción acústica antes de realizarla.
Como podemos observar en el anterior gráfico, independientemente de la frecuencia, en el eje entre los dos altavoces siempre existe una suma de +6dB, pues estos van a llegar con el mismo nivel y fase ( 20log 1+1 = +6dB).

Para las demás frecuencias, en el eje lateral, va a tener diferentes resultados:

40Hz : longitud de onda 8,5m, la separación física de 2,125m equivale a una diferencia de fase de 90º que equivale a una suma de +3dB

 
63Hz : longitud de onda 5,4m, la separación física de 2,125m equivale a una diferencia de fase de 141º que equivale a una suma de -3,51 dB

80Hz : longitud de onda 4,5m, la separación física de 2,125m equivale a una diferencia de fase de 180º que equivale a una suma de -100dB

 

100 Hz : longitud de onda 3,4m, la separación física de 2,125m equivale a una diferencia de fase de 225º que equivale a una suma de -2,32dB
En estos ejemplos podemos observar las interacciones producidas simplemente por la diferencia de distancia que depende de la longitud de onda.
Utilizando ahora la técnica end fired, dispondremos del delay electrónico para conseguir suma y buscar una atenuación de nivel en la parte posterior del arreglo, colocando un subgrave delante del otro.
Una decisión importante es elegir la separación física, pues esta determinará en qué frecuencia será cardioide nuestro arreglo.
En los anteriores ejemplos hemos utilizado una separación física de 1/2 longitud de onda para 80 Hz, ahora veremos que para producir un arreglo End fired, no es una buena idea separar los elementos media longitud de onda e introducir un delay.
2 elementos separados 1/2 longitud de onda

Antes de pasar a la predicción, ya podemos suponer lo que va a ocurrir.
Para que entendais como actúa esta técnica, pensad que los altavoces son como corredores en una carrera y recordar que se ha introducido un delay electrónico al altavoz frontal, equivalente a su separación física.
En el momento del disparo, el altavoz trasero radia omnidireccionalmente, es decir, el corredor sale hacía adelante y 6,25ms más tarde sale el altavoz delantero. En el eje frontal los dos altavoces se encuentran con una diferencia de fase de 0º, por lo cual, su suma es de +6dB.
Recordad que estamos asumiendo valores con la misma intensidad, pero en este caso, las dos señales no son idénticas en nivel, porque tienen una diferencia de recorrido.
Pero qué ocurre hacia atrás?.
En el momento del disparo, el altavoz trasero sale inmediatamente, y el altavoz delantero radia hacia atrás con una diferencia de tiempo de 6,25ms, es decir, 2,125m más tarde, y además, tiene que recorrer una diferencia de distancia de 2,125m.
En el eje frontal trasero, el altavoz delantero tendrá una diferencia de distancia de 4,5m y 12,5ms, que equivale a una diferencia de fase de 360º, que como sabemos produce una suma de +6dB.
dos elementos separados 1/2 longitud de onda + delay

La mejor opción es elegir una frecuencia de referencia (en este caso usaremos 80Hz) y separar físicamente 1/4 de la longitud de onda, es decir 1,0625m.
Si seguimos pensando que los altavoces son corredores, ya podemos saber qué va a ocurrir en la predicción. En la parte frontal radiará primero el altavoz trasero, el altavoz delantero se esperará 3,125ms y entonces los dos altavoces se encontrarán en la parte frontal con una diferencia de 0º, es decir, produciran suma.
Pero en la parte trasera, primero radiará el altavoz trasero, y 3,125ms más tarde radiará el altavoz delantero, que además tendrá que recorrer 1,0625m más. Esto significa que el altavoz delantero llegará a la parte posterior del arreglo 6,25ms más tarde, es decir, medio ciclo para 80 Hz, que equivale a una diferencia de fase de 180º.Esto producirá cancelación en la parte posterior.
End Fired 80Hz

Como podemos observar en la predicción para 80 Hz, la respuesta polar es cardioide, pero para el resto de frecuencias será distinta:
40 Hz: su longitud de onda es 8,5m y en la parte trasera la diferencia entre los altavoces es 2,125m, que equivale a una diferencia de fase de 90º
End fired 40Hz

63 Hz: su longitud de onda es 5,4m y en la parte trasera la diferencia entre los altavoces es 2,125m, que equivale a una diferencia de fase de 141º        (-3,5dB)
End fired 63 Hz

100 Hz: su longitud de onda es 3,4m y en la parte trasera la diferencia entre los altavoces es 2,125m, que equivale a una diferencia de fase de 225º        (-2,3dB)
End Fired 100Hz

Como podemos observar, un arreglo de tipo End Fired, tiene cierta directividad, pero no podemos definirlo como un arreglo cardioide, pues sólo lo es para la frecuencia que equivale a la separación de 1/4 de la longitud de onda.

Para conseguir un patrón cardioide en todo el rango de frecuencias, se debe usar la técnica de gradiente, que explicaré en el próximo post….

Este artículo tiene 17 comentarios

  • penelope dice:

    GRACIAS PEPE, esto me ayuda un poco mas a tenerlo todo un poco mas claro. EL concepto lo tengo pero la terminologia es lo que me lia un poco.
    ahora me queda claro que un arreglo en fired es simplemente poner dos sub en linea, aplicandole una separacion fisica, en funcion de de la frecuencia que quieras sumar o cancelar. En este primera forma conseguires sumas por tanto y cancelaciones en diferentes frecuencias dependiendo de la longitud de onda de separacion que hayamos dejado.
    Para poder hacer direccional esta forma de colocacion de sub, deberiamos por tanto aplicar un delay electronico en el proce para asi poder direccionar y obtener sumas y canceaciones en las frecuencias que hayamos elegido.
    Creo que una de las primers decisiones importantes es elegir la frecuencia que queremos anular o cancelar. para hacer este arreglo tipo enfired con delay tenemos tener en cuenta que se producira una cancelacion maxima atras en la frecuencia elegida y dependiendo de como coincidan atras las frecuencias ( en fase, grados, longitud de onda) podremos tener cancelacion o suma. Por eso podemos afirmar que conseguimos mas cantidad de frecuencias que coinciden en puntos de suma y las cancelaciones detras seran en la frecuencia elegida total y dependiendo de como lleguen en fase detras se produciran suma o cancelaciones.
    En cambio podemos decir que existe otro form de poner sub, gradiente inverso, al decir gradiente siempre tenemos que hablar de inversion de polaridad, con este conseguimos mas cancelacion detras es decir mas frecuencias que llegan entre 120 grados y 240 grados ( intervalo en donde se produce cancelacion, siendo los dos valores dados puntos en los que tendremos 0 db de suma y apartir de estos empezaremos a tener cancelaciones ).
    Pepe cuando eas esto me gustaria que lo leyeras y que me dijeras algo si tengo bien los conceptos o no.
    Muchas gracias GURUUUUU..

  • pepe ferrer dice:

    Hola Pe,

    "ahora me queda claro que un arreglo en fired es simplemente poner dos sub en linea, aplicandole una separacion fisica, en funcion de de la frecuencia que quieras sumar o cancelar."

    Esto no es exactamente correcto, precisamente el End Fired más conocido, o al menos el primero que yo utilizé se crea con 4 altavoces en linea, uno delante del otro, y se aplica delay a cada altavoz, de manera que todos lleguen en la parte del eje frontal con una diferencia de fase de 0º
    En los primeros ejemplos del post simplemente estoy separando físicamente los altavoces, esto debe ayudar a entender que simplemente por diferencia de distancia se pueden producir cancelación.

    "En cambio podemos decir que existe otro form de poner sub, gradiente inverso."

    La siguiente técnica que explicaré es la de gradiente, que se basa en los estudios de Harry F. Olson.

    No debemos denominarla Gradiente inverso (yo también usé este termino por error, durante un tiempo), aunque efectivamente necesita de una inversión de polaridad.

    "con este conseguimos mas cancelacion detras es decir mas frecuencias que llegan entre 120 grados y 240 grados"

    Aunque pueden parcer arreglos similares, su funcionamiento es completamente distinto.
    En esta técnica lo que queremos conseguir es que todas las frecuencias lleguén en la parte trasera con una diferencia de 180º, por eso se utiliza la inversión de polaridad.

    En un arreglo de subgrave gradiente, la separación física tiene un valor decisivo en qué frecuencia se va a producir la cancelación frontal.Para eso es muy importante comprender que ocurre con dos señales desplazadas de fase que además llegan con la polaridad invertida.

    Espero pronto tener tiempo para escribir el proximo post.

    Un saludo.

  • arnold18 dice:

    Saludos Pepe……
    Recordando la idea, os olvido escribir la tecnica de gradiente???.
    Muchos estamos ansiosos de aprenderlo

  • pepe ferrer dice:

    Jeje. Hola Arnold,

    Si, lo tengo presente, pero ahora mismo tengo mucho trabajo, espero poder hacerlo la semana que viene.

    Un saludo.

  • Hola ¨maestro¨excelentes explicaciones que pones en tu blog, trabajo en una universidad de Campeche campeche México…y me intereso por este tipo de arreglo para los sub. ya e leído mucho sobre la técnica pero todo en la web.y quisiera aprender las técnicas para poder realizar estos ajustes..espero puedas orientarme

    1.Cuando realizas las predicciones, la separación entre los sub se debe de tomar en el punto medio del gabinete(o caja de sub como se ve en tus diagramas),???? por que leí en otro blog que lo toman a partir de donde se encuentra la malla(parte delantera;en que se encuentran los conos de las bocinas)…

    Gracias de antemano por excelente blog que inspira a los que quieren salir de la obscuridad sobre las artes del sonido..

  • pepe ferrer dice:

    Hola Francisco,

    Realmente podemos medir en cualquier punto del altavoz, si son dos altavoces idénticos midamos donde midamos la distancia de sus conos serán las mismas que las de nuestra medición.

    Otra cosa ha tener en cuenta para sacar el máximo rendimiento a nuestro arreglo, es que, aunque lo podemos hacer simplemente usando un metro y aplicando el correspondiente delay, los altavoces se producen entre ellos difracción y reflexión.
    A medida que los altavoces son más grandes o se configura un end fired con más elementos, la energía proveniente de cada altavoz tiene que rodear a sus altavoces colindantes, por lo que tomar una medición con un analizador de doble canal te permitirá optimizarlo mejor.

    Espero haberte ayudado.

    • Anónimo dice:

      Saludos desde Galicia, leyendo tu libro de configuración de ajustes y sistemas de sonido, me surgió la duda de porque en la técnica end fired de dos subs, se media la distancia de rejilla a rejilla y en la de 4 de mitad del sub a mitad del siguiente , con esta respuesta aclaro casi todas mis dudas,
      es crucial el punto desde donde medimos para sacar nuestro maximo rendimiento?
      que deberia hacerse para calcular el punto optimo para realizar la medición teniendo en cuenta difracción y reflexión?
      Un saludo y gracias, Luis
      PD: enhorabuena tanto por el libro como por el blog, da gusto tener información así en castellano, también felicitar educasound, estáis haciendo un trabajo espectacular.

    • pepe ferrer dice:

      Hola, Disculpa el retraso en la respuesta, he andado ajetreado estas ultimas semanas. Fíjate que mientras midamos desde la misma posición entre altavoces la distancia siempre es la misma. es decir, es indistinto medir desde la partera trasera a la parte trasera del siguiente altavoz, de medio a medio o de frontal a frontal, la distancia es siempre la misma.

      A diferencia del arreglo gradiente, la separación en un arreglo end fired no es tan determinante. Mientras un arreglo gradiente siempre va a modificar la respuesta frontal un End Fired no. La separación entre cajas determinará teóricamente para que frecuencia se va a producir la mayor cancelación trasera.

      Siempre que situemos un altavoz delante de otro se va a producir el efecto de la difracción, siempre y cuando la longitud de onda reproducida sea mayor que el objeto contra el que colisiona. En nuestro caso esto hace que debamos añadir algo más de tiempo de delay que el estrictamente calculado como una diferencia de distancia. La mejor manera es situar un micrófono de medición en la parte frontal y hacer coincidir en tiempo (fase) la llegada de todos ellos.

      Gracias por tu comentario

    • Anónimo dice:

      Entendido, muchas gracias

  • Les invito a leer un artículo de Joan de La Roda en el que nos explica como funcionan los subgraves, colocación y ajustes de los mismos.
    http://marcomonterofer.blogspot.com.es/2012/10/c-omportamiento-de-subgraves-y.html

  • Ferran Badia dice:

    Dos años después del curso de ajuste de sistemas que hizimos en EMAV pro, me está sirviendo los apuntes y el blog para ampliar conocimiento! De gran ayuda para el examen de mañana! 😉

    Grácias Pepe!

  • mark7612 dice:

    buena explicacion gacias profesor

  • yohan dice:

    hola saludos amigo me gusta tu explicacion pero tengo una duda tengo 4 sub yorkville de 18 pulgadas 801p para buscar la longitud de onda en que trabaja esa caja en un corte de 100hz

  • Yago Bustos dice:

    Que buen material, Gracias!!!

  • freddy flores dice:

    hola una consulta tengo 12 cajas subbajos mrs mi software de predicion de la db ya que tengo 14 t12 el software no me deja hacer predicion con 12 sunnajos solo con 8 mi consulta es posible hacerlo con 12 sub o solo con 8.

    desde ya gracias

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