Autor: vicherrera

Descripción y Funcionamiento

El arreglo gradient combina subwoofers frontales y traseros para lograr un control direccional más preciso. Se basa en la utilización de retardos y polaridades para ajustar el patrón de radiación.

Configuración Básica

• Dos filas de subwoofers, una frontal y otra trasera.
• Inversión de polaridad y aplicación de retardos en una de las filas.

Cálculo de Distancias y Retardos

3.1. Parámetros Iniciales

• Frecuencia de interés (( f ))
• Velocidad del sonido (( c ))
• Distancia entre filas (( d ))

3.2. Cálculo del Retardo ( ( \tau ) )

El retardo se calcula para lograr una cancelación hacia atrás y suma hacia adelante.

\tau = \frac{d}{c}

3.3. Configuración de Polaridades

• Fila frontal: Polaridad normal.
• Fila trasera: Polaridad invertida.

3.4. Ejemplo Práctico

Datos:

• Frecuencia objetivo: ( f = 80\, \text{Hz} )
• Velocidad del sonido: ( c = 343\, \text{m/s} )
• Distancia entre filas ( ( d ) ): Determinada por ( \lambda/4 )

Paso 1: Calcular la longitud de onda ( ( \lambda ) )

\lambda = \frac{343}{80} = 4.2875\, \text{m}

Paso 2: Determinar la distancia entre filas ( ( d ) )

d = \frac{\lambda}{4} = 1.0719\, \text{m}

Paso 3: Calcular el retardo ( ( \tau ) )

\tau = \frac{1.0719}{343} = 0.003126\, \text{s} = 3.13\, \text{ms}

Configuración:

• Subwoofers frontales:
  • Sin retardo.
  • Polaridad normal.
• Subwoofers traseros:
  • Retardo de 3.13 ms.
  • Polaridad invertida.
  • Ubicados a 1.0719 m detrás de los frontales.

Funcionamiento:

• Hacia adelante:
  • Las ondas de los subwoofers frontales y traseros se suman constructivamente.
• Hacia atrás:
  • Las ondas se cancelan debido a la inversión de polaridad y el retardo aplicado.

Ventajas:

• Mayor control direccional en comparación con el arreglo cardioide simple.
• Flexibilidad para ajustar el patrón de radiación.

Comparación de las Técnicas

Conclusión

Cada técnica de arreglo de sub bajos ofrece diferentes ventajas y es adecuada para situaciones específicas. Al comprender cómo calcular los retardos y configurar los subwoofers, puedes diseñar sistemas que optimicen la cobertura y minimicen problemas de direccionalidad.

Descripción y Funcionamiento

Los arreglos en arco buscan ampliar la cobertura horizontal de los subwoofers. Esto se logra posicionando los subwoofers en línea recta y aplicando retardos para simular una formación curva.

Configuración Básica

• Subwoofers dispuestos en línea recta a lo largo del frente del escenario.
• Retardos aplicados a los subwoofers laterales para crear una fuente virtual curva.

Cálculo de Retardos

2.1. Parámetros Iniciales

• Ancho del escenario (( W )): Distancia total entre los subwoofers más externos.
• Número de subwoofers (( N )): Mínimo 3 para un efecto notable.
• Distancia al punto focal (( D )): Distancia desde los subwoofers hasta el punto central del área del público.

2.2. Cálculo de Retardos

El retardo para cada subwoofer se calcula para que las ondas sonoras de todos ellos lleguen simultáneamente al punto focal.

Paso 1: Determinar la posición de cada subwoofer ( ( x_n ) )

Si los subwoofers están espaciados uniformemente:

x_n = -\frac{W}{2} + (n - 1) \times s

Donde:

• ( s ) = Espacio entre subwoofers ( ( s = \frac{W}{N – 1} ) )
• ( n ) = Número del subwoofer (1 al N)

Paso 2: Calcular la distancia desde cada subwoofer al punto focal ( ( d_n ) )

d_n = \sqrt{D^2 + x_n^2}

Paso 3: Calcular el retardo para cada subwoofer ( ( \tau_n ) )

\tau_n = \frac{d_{\text{máx}} - d_n}{c}

Donde:

• ( d_{\text{máx}} ) = La mayor distancia entre los subwoofers y el punto focal.
• ( c ) = Velocidad del sonido.

2.3. Ejemplo Práctico

Datos:

• Ancho del escenario ( ( W ) ): 12 metros.
• Número de subwoofers ( ( N ) ): 5.
• Distancia al punto focal ( ( D ) ): 20 metros.
• Velocidad del sonido ( ( c ) ): 343 m/s.

Paso 1: Calcular el espacio entre subwoofers ( ( s ) )

s = \frac{W}{N - 1} = \frac{12\, \text{m}}{5 - 1} = 3\, \text{m}

Paso 2: Determinar la posición de cada subwoofer ( ( x_n ) )

x_1 = -\frac{12}{2} + (1 - 1) \times 3 = -6\, \text{m}

x_2 = -6 + 3 = -3\, \text{m}

x_3 = -6 + 6 = 0\, \text{m}

x_4 = -6 + 9 = 3\, \text{m}

x_5 = -6 + 12 = 6\, \text{m}

Paso 3: Calcular la distancia al punto focal ( ( d_n ) )

d_n = \sqrt{D^2 + x_n^2}

d_1 = \sqrt{20^2 + (-6)^2} = \sqrt{400 + 36} = \sqrt{436} \approx 20.88\, \text{m}

d_2 = \sqrt{20^2 + (-3)^2} = \sqrt{400 + 9} = \sqrt{409} \approx 20.19\, \text{m}

d_3 = \sqrt{20^2 + 0^2} = 20\, \text{m}

d_4 = d_2 \approx 20.19\, \text{m}

d_5 = d_1 \approx 20.88\, \text{m}

Paso 4: Determinar ( d_{\text{máx}} )

d_{\text{máx}} = 20.88\, \text{m}

Paso 5: Calcular el retardo para cada subwoofer ( ( \tau_n ) )

\tau_n = \frac{d_{\text{máx}} - d_n}{c}

\tau_1 = \frac{20.88 - 20.88}{343} = 0\, \text{ms}

\tau_2 = \frac{20.88 - 20.19}{343} = \frac{0.69}{343} \approx 2.01\, \text{ms}

\tau_3 = \frac{20.88 - 20}{343} = \frac{0.88}{343} \approx 2.57\, \text{ms}

\tau_4 = \tau_2 \approx 2.01\, \text{ms}

\tau_5 = 0\, \text{ms}

Configuración:

• Subwoofers laterales (1 y 5): Sin retardo.
• Subwoofer central (3): Retardo de 2.57 ms.
• Subwoofers intermedios (2 y 4): Retardo de 2.01 ms.

Funcionamiento:

• Las ondas sonoras de todos los subwoofers llegan simultáneamente al punto focal, creando una cobertura amplia y uniforme.

Descripción y Funcionamiento

El arreglo end-fire consiste en colocar dos o más subwoofers alineados en la dirección del público, uno detrás de otro. Se aplican retardos progresivos a los subwoofers para lograr una direccionalidad hacia adelante, minimizando la energía sonora hacia atrás.

Configuración Básica

• Subwoofers alineados en el eje frontal-trasero, apuntando hacia el público.
• Retardos progresivos aplicados a los subwoofers traseros.

Cálculo de Retardos y Distancias

1.1. Parámetros Iniciales

• Frecuencia de interés:

f

• Velocidad del sonido:

c = 343 \, \text{m/s}

a 20°C.

• Número de subwoofers:

N

, mínimo 2.

1.2. Distancia entre Subwoofers

d

La distancia entre los subwoofers se suele establecer en función de la longitud de onda

\lambda

de la frecuencia de interés.

d = \frac{\lambda}{4}

Donde:

\lambda = \frac{c}{f}

1.3. Cálculo de Retardos

\tau_n

El retardo aplicado a cada subwoofer se calcula para alinear las ondas sonoras hacia adelante y desalinearlas hacia atrás.

Para un arreglo de dos subwoofers, el retardo al subwoofer trasero es:

\tau = \frac{d}{c}

Para tres o más subwoofers, los retardos son progresivos:

\tau_n = (n - 1) \times \Delta \tau

Donde:

n

= Número del subwoofer (1 para el frontal, 2 para el siguiente, etc.).

\Delta \tau = \frac{d}{c}

1.4. Ejemplo Práctico

Datos:

• Frecuencia objetivo:

f = 80 \, \text{Hz}

• Número de subwoofers:

N = 2

• Velocidad del sonido:

c = 343 \, \text{m/s}

Paso 1: Calcular la longitud de onda

\lambda

\lambda = \frac{343 \, \text{m/s}}{80 \, \text{Hz}} = 4.2875 \, \text{m}

Paso 2: Determinar la distancia entre subwoofers

d

d = \frac{\lambda}{4} = \frac{4.2875 \, \text{m}}{4} = 1.0719 \, \text{m}

Paso 3: Calcular el retardo

\tau

\tau = \frac{d}{c} = \frac{1.0719 \, \text{m}}{343 \, \text{m/s}} = 0.003126 \, \text{s} = 3.13 \, \text{ms}

Configuración:

• Subwoofer 1 (frontal):
  • Sin retardo.
• Subwoofer 2 (trasero):
  • Retardo de

3.13 \, \text{ms}

.

• Ambos subwoofers tienen la misma polaridad.

Funcionamiento:

• Hacia adelante:
  • Las ondas de ambos subwoofers llegan en fase, sumándose constructivamente.
• Hacia atrás:
  • Las ondas llegan fuera de fase, reduciendo la energía sonora.

1.5. Atenuación Hacia Atrás

La atenuación hacia atrás puede calcularse, pero en el arreglo end-fire es menos predecible que en el cardioide. Sin embargo, se logra una reducción significativa de energía hacia atrás.

¡Hola a todos! En esta sesión, profundizaremos en el montaje y configuración de un sistema de amplificación pasivo utilizando el equipo **d&b audiotechnik** disponible en la EAS. Este material estará a tu disposición para consultarlo cuando lo necesites.

Equipos Utilizados

Altavoces d&b T10 (6 unidades)

• Cantidad en uso: 4 (2 por lado)
• Respuesta de frecuencia (-5 dB): 68 Hz – 18 kHz
• Máximo SPL (1 m): 132 dB SPL (con amplificador D80)
• Dispersión nominal:
  • Modo línea: 90° x 35°
  • Modo punto fuente: 105° x 35°
• Potencia nominal (RMS): 200 W
• Impedancia nominal: 16 Ω

Subwoofers d&b B6 (2 unidades)

• Cantidad en uso: 2 (1 por lado)
• Respuesta de frecuencia (-5 dB): 37 Hz – 140 Hz
• Máximo SPL (1 m): 134 dB SPL (con amplificador D80)
• Potencia nominal (RMS): 400 W
• Impedancia nominal: 8 Ω
• Transductor: Altavoz de 18" con imán de neodimio

Amplificador d&b D80

• Potencia de salida por canal:
  • 4 x 4000 W a 4 Ω
• Respuesta de frecuencia (-1 dB): 35 Hz – 20 kHz
• Relación señal/ruido (sin ponderación, RMS):
  • Entrada analógica: > 114 dBr
  • Entrada digital: > 114 dBr
• Frecuencia de muestreo: 96 kHz / 27 bits ADC / 24 bits DAC
• Generador de frecuencia:
  • Ruido rosa u onda sinusoidal
• Ecualizador:
  • 2 x PEQ de 16 bandas / Notch / Shelving / Asimétrico

1. Configuración del Sistema en Estéreo

1.1. Arreglo de Altavoces

• Dos T10 y un B6 por lado conectados mediante un único cable Speakon de 4 hilos.
• Uso de los cuatro canales del amplificador D80: Canales A, B, C y D.

1.2. Configuración del Amplificador D80 en Modo "Mix TOP/SUB"

¿Por Qué Usamos el Modo "Mix TOP/SUB"?

• Optimización del Procesamiento:
  • Permite que los sistemas de rango completo (T10) y los subwoofers (B6) se vinculen y conecten al amplificador mediante un único cable.
• Facilidad de Ruteo:
  • Ambos canales del par correspondiente (A/B y C/D) están conectados a las salidas respectivas, y las entradas de audio pueden asignarse mediante el ruteo de entrada.
• Simplificación del Cableado:
  • Reduce la cantidad de cables y conexiones, facilitando el montaje y minimizando errores.

2. Montaje Paso a Paso

2.1. Preparación del Espacio

• Seguridad primero: Asegura que el área esté libre de obstáculos y que el suelo sea estable.
• Distribución del equipo: Coloca los subwoofers B6 en el suelo y los T10 sobre los B6 utilizando los accesorios de montaje adecuados.

2.2. Montaje de los Altavoces T10 y Subwoofers B6

• Apilado: Forma una columna con los dos T10 sobre el B6 en cada lado.
• Conexiones:
  • Utiliza cables NL4 Speakon de 4 conductores para cada lado.

3. Conexiones y Ruteo

3.1. Cableado

Conexión de los Altavoces al Amplificador

• Canal A/B (Lado Izquierdo):
  • Canal A: T10 (TOP)
  • Canal B: B6 (SUB)
• Canal C/D (Lado Derecho):
  • Canal C: T10 (TOP)
  • Canal D: B6 (SUB)

Configuración de los Conectores Speakon NL4

Los conectores de salida del amplificador están cableados de la siguiente manera en el modo "Mix TOP/SUB":

• NL4 SPEAKER OUTPUTS A/B (C/D):
  • 1+ = Amp A (C) positivo (TOP)
  • 1– = Amp A (C) negativo (TOP)
  • 2+ = Amp B (D) positivo (SUB)
  • 2– = Amp B (D) negativo (SUB)

3.2. Configuración en el D80

Selección de Presets

• Canal A (TOP Izquierdo): Selecciona el preset "T10".
• Canal B (SUB Izquierdo): Selecciona el preset "B6-SUB".
• Canal C (TOP Derecho): Selecciona el preset "T10".
• Canal D (SUB Derecho): Selecciona el preset "B6-SUB".

Configuración del Modo "Mix TOP/SUB"

• Activa el modo "Mix TOP/SUB (A/B MIX, C/D MIX)" en el D80.
• Asegura que el ruteo de entrada esté configurado correctamente para asignar las señales de audio a los canales correspondientes.

3.3. Ajustes de Niveles y Crossover

• Estructura de Ganancia:

  • Ajusta los niveles desde la mesa de mezclas hasta el amplificador, asegurando una buena relación señal/ruido.

• Crossover Interno:

  • División de Frecuencias Automática:

  • El D80 divide las frecuencias entre los T10 y los B6 según los presets seleccionados, asegurando que cada altavoz reciba el rango de frecuencia óptimo para su desempeño.

  • Punto de Crossover:

  • El punto de cruce entre los T10 y los B6 está predefinido en el procesamiento del D80, generalmente alrededor de 100 Hz. Las frecuencias por debajo de 100 Hz se envían al B6 (SUB) y las frecuencias por encima de 100 Hz se envían a los T10 (TOP).

  • Filtros de Crossover:

  • El D80 utiliza filtros de cruce de alta precisión, como Linkwitz-Riley de 24 dB/octava, para garantizar una transición suave y minimizar la superposición de frecuencias entre los altavoces.

  • Estos filtros ayudan a evitar cancelaciones o refuerzos no deseados en ciertas frecuencias, proporcionando una respuesta más uniforme.

  • Alineación de Fase y Tiempo:

  • El amplificador ajusta automáticamente la fase y el delay (retardo) entre los T10 y los B6 para asegurar que las ondas sonoras lleguen al público sincronizadas.

  • Esta alineación temporal es crucial para mantener la coherencia del sistema y garantizar una calidad de sonido óptima.

  • Personalización Avanzada:

  • A través del d&b R1 Remote o directamente en el D80, es posible ajustar manualmente el punto de crossover y otros parámetros si las condiciones del espacio o las necesidades del evento lo requieren.

  • La flexibilidad del D80 permite adaptarse a diferentes configuraciones acústicas y preferencias sonoras.

  • Protección de Componentes:

  • Al dirigir las frecuencias correctas a cada altavoz, el D80 ayuda a prevenir daños por sobreexigencia, ya que los T10 no recibirán frecuencias demasiado bajas que podrían afectar su rendimiento, y los B6 manejarán eficientemente las frecuencias bajas.

• Balance Estéreo:

  • Verifica que los niveles entre los canales izquierdo y derecho estén equilibrados para una imagen estéreo precisa.
  • Utiliza mediciones o escuchas críticas para asegurarte de que ambos lados del sistema suenan uniformes.

4. Cálculo de Impedancias y Potencia

4.1. Impedancia por Canal

• T10 (Canales A y C):
  • Dos T10 en paralelo:

\frac{1}{Z_{\text{T10 total}}} = \frac{1}{16\Omega} + \frac{1}{16\Omega} = \frac{1}{8\Omega}

• Impedancia total: 8 Ω
  • B6 (Canales B y D):
• Impedancia individual: 8 Ω

4.2. Potencia por Canal

• Potencia de salida a 4 Ω: 4000 W.
• Distribución de Potencia:
  • Canales A y C (T10):
  • Potencia total: 2000 W
  • Potencia por T10:

P_{\text{nueva}} = \frac{P_{\text{original}} \times R_{\text{original}}}{R_{\text{nueva}}}

Entonces:

P_{\text{nueva}} = \frac{4000\,\text{W} \times 4\,\Omega}{8\,\Omega} = \frac{16000\,\text{W}\cdot\Omega}{8\,\Omega} = 2000\,\text{W}

• Canales B y D (B6):
  • Potencia total: 2000 W
  • Potencia por B6: 2000 W

4.3. Consideraciones sobre la Potencia

• Potencia Recibida vs. Potencia Nominal:
  • T10: Potencia nominal de 200 W, recibiendo hasta 750 W.
  • B6: Potencia nominal de 400 W, recibiendo hasta 1500 W.
• Protección mediante el D80:
  • El amplificador utiliza limitadores y procesamiento DSP para evitar daños por sobrecarga.
  • Es esencial no operar al máximo nivel constante y ajustar correctamente los limitadores.

5. Argumentación de la Configuración Elegida

5.1. Ventajas de la Configuración "Mix TOP/SUB"

• Optimización del Sistema:
  • Permite una integración eficiente entre los T10 y los B6.
• Simplificación del Cableado:
  • Un único cable Speakon de 4 hilos por lado reduce la complejidad y el tiempo de montaje.
• Procesamiento Avanzado:
  • El D80 gestiona de forma óptima la división de frecuencias y la protección de los altavoces.

5.2. Consideraciones Importantes

• Monitoreo de Niveles:
  • Vigilar constantemente los niveles para evitar sobrecargar los altavoces.
• Configuración Precisa del Amplificador:
  • Asegurar que el modo "Mix TOP/SUB" y los presets estén correctamente configurados.

Recursos Adicionales

• Manuales Técnicos:

  • Manual del T10
  • Manual del B6
  • Manual del D80

• Software:

  • d&b R1 Remote
  • d&b ArrayCalc

• Videos Tutoriales:

  • Tutorial de amplificadores D80, D20 3 Configuración del dispositivo: modos de salida