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Instituto Superior Tecnológico Privado “Orson Welles” Ingeniería de Sonido

Setiembre 2015, Perú Unidad didáctica: Parlantes y amplificadores I

HISTORIA DEL ALTAVOZ CARLOS CLOOW RODRIGUEZ MEDINA Estudiante de Tecnicas en Ingenieria de Sonido, Instituto Superior Orson Welles, Av. Salaverry 3641 - San Isidro. Lima, Perú. [email protected] Resumen – Altavoz es un dispositivo que esta desde su invencion esta presente en nuestra vida diaria, cuando subimos a un micro este dispositivo se encargara de mostrarnos la musica que se envia por las emisoras de radio. Tambien nos encontramos con el altavoz en una discoteca, en un bar, en muchos otros lugares que normalmente frecuentamos y es un elemento necesario para la comunicación humana, ya que sin el no podriamos escuchar lo que se emite o se registro en un concierto. El altavoz es un dispositivo transductor que nos permite escuchar lo que emitimos de manera inmediata o registramos, ya sea en un sistema analogico o en digital, es parte de la cadena electroacustica siendo el ultimo elemento de esta cadena, este transductor convierte energia electrica (audio) en energia acustica. Es capaz de reproducir la totalidad del registro auditivo, esto es, de 20 Hz a 20 KHz, lo cual se traduce en una gama de longitudes de onda que van desde 17 metros hasta 1.7 centímetros. Adicionalmente debe integrarse convenientemente con el ambiente acústico donde se encuentre, y esto puede ser desde un pequeño cuarto de 3 x 3 metros hasta una sala de conciertos.

1. INTRODUCCIÓN En el presente trabajo hablaremos acerca del altavoz, su historia, su funcionamiento y los tipos de altavoz que existen. El presente documento de investigacion tiene como objetivo la apreciacion de la historia del altavoz, conociendo asi a los ersonajes importantes para el desarrollo de este dispositivo de transduccion. El altavoz es un transductor electroacustico, es decir convierte energia electrica, que en este caso vendia a ser el audio; a energia acustica. Todo este proceso se lleva a cabo gracias a circuitos que defeinen el tipo de altavoz, existen muchos tipos de altavoz. Se podria decir que el altavoz es parecido a un microfono solo que invierte el proceso de transduccion. 2. DESARROLLO TEMATICO Es un transductor electro acústico, es la última etapa de la cadena electroacústica, su función es reemplazar a la fuente de emisión original. 2.1. Historia del Altavoz Los altavoces son los elementos más variables de cualquier sistema audio, y son responsables de las diferencias audibles marcadas entre los sistemas de otra manera idénticos de los sonidos. El funcionamiento o la exactitud del altavoz en la

reproducción de una señal sin la adición de la distorsión es perceptiblemente más pobre que el de otros equipos audio. Algunos hombres importantes que hicieron historia son los siguientes: Ernst W. Siemens era el primer para describir el transductor dinámico o móvil de la bobina, con una bobina circular del alambre en un campo magnético y apoyado de modo que pudiera moverse axialmente. Él archivó su uso de patente de los E.E.U.U. para un magneto que el aparato eléctrico para obtener el movimiento mecánico de una bobina eléctrica por las corrientes eléctricas transmitidas con él fue concedido la patente ninguna el 14 de abril de 1874. La casa de campo de Oliver archivó para la patente británica ninguna el 27 Abr de 1898, para un altavoz mejorado con los espaciadores no magnéticos para guardar el boquete de aire entre los postes internos y externos de un transductor móvil de la bobina. Éste era el mismo año que él solicitó una patente en su sintonizador de radio famoso. Publicaron Thomas Edison una patente británica durante 1881, para usar del sistema de aire comprimido como mecanismo que amplificaba para sus fonógrafos tempranos del cilindro, pero él colocó

en última instancia para el cuerno familiar del metal conducido por una membrana unida a la aguja. Harold Arnold alrededor de 1925 comenzó programa en los laboratorios de Bell para mejorar la grabación fonográfica de sonidos. La primera prioridad era el amplificador electrónico usando el tubo de vacío nuevo, era en segundo lugar el micrófono, y tercero era el altavoz que mejoraría las unidades equilibradas de la armadura desarrolladas para la dirección pública. Los laboratorios de Bell en 1931 desarrollaron los altavoces de dos vías, llamados gama dividida para la demostración por H.A. Frederick verticalmente de los expedientes del corte. Los de alta frecuencia fueron substituidos por un cuerno pequeño por una respuesta en frecuencia de 3000 a 13.000 hertzios, y las frecuencias bajas por un cono dinámico de 12 pulgadas dirigen la unidad del radiador con una respuesta en frecuencia dentro de 5db a partir del 50 a 10.000 hertzios.

La ondulación de la CA(corriente alterna) en la corriente fue atenuada por la acción de pasar a través de la bobina de la estrangulación. Sin embargo, la línea frecuencias de la CA tendió para modular la señal de audio que era enviada a la bobina de la voz y agregada al ronquido audible del accionado encima del dispositivo de la reproducción de los sonidos. La calidad de los sistemas del altavoz hasta los años 50 estaba, por los estándares modernos, pobres. Los progresos continuos en recinto diseñan y los materiales han conducido a las mejoras audibles significativas. Las mejoras más notables de altavoces modernos son mejoras en los materiales del cono, la introducción de pegamentos más altos de la temperatura, los materiales permanentes mejorados del imán, las técnicas mejoradas de la medida, diseño automatizado y análisis finito del elemento. 3. CLASIFICACIÓN Los altavoces se pueden clasificar por

2.2. Partes de un altavoz

3.1. Tipo de propagación

Si hacemos un corte transversal o hacemos una explosión grafica podemos encontrar las partes de un altavoz que son las siguientes:

3.1.1. Radiación Directa

2.2.1. Parte electromagnética Constituida por el imán y la bobina móvil. En esta parte, la energía eléctrica llega a la bobina móvil situada dentro del campo magnético y por eso se produce el movimiento de la bobina móvil. 2.2.2. Parte mecánica Formada por el cono y su suspensión. Sobre el cono está montada la bobina móvil, la que al moverse arrastra al cono y lo hace vibrar. 2.2.3. Parte acústica

En esta categoría se agrupan todos los transductores que tienen una membrana vibrante que emite el sonido directamente en el aire. Son dispositivos de bajo costo, reducido tamaño y con una buena respuesta en frecuencia en casi todo el espectro, aunque tienen algunas limitaciones asociadas al reducido rango direccional que pueden alcanzar en altas frecuencias. Los altavoces están integrados por un sistema electro mecánico acústico que se encarga de transformar a partir del movimiento de una bobina móvil y las vibraciones generadas en una membrana adherida a la misma, las señales eléctricas en mecánicas y éstas a su vez en sonidos. El modelo básico del sistema de radiación

Es la que transmite al recinto de audición la energía sonora desarrollada por el cono.

3.1.2 Radiación Indirecta

2.3. Funcionamiento de un altavoz

Una bocina adapta la alta impedancia del diafragma a la baja impedancia del aire. De este modo se mejora el rendimiento del altavoz. Es decir, se transforma más energía eléctrica en acústica, si no se usase la bocina, se emplearía la misma energía eléctrica obteniendo menos energía acústica. Son más aparatosos y se usan en ámbitos profesionales de sonorización de grandes recintos o montadas en grandes cajas acústicas.

Los primeros altavoces utilizaron los electroimanes porque los imanes permanentes grandes, de gran alcance no estaban disponibles por un precio razonable. La bobina de un electroimán, llamada una bobina de campo, fue energizada por la corriente con un segundo par de conexiones al conductor. Esta bobina sirvió generalmente un papel dual, actuando también pues una bobina de la estrangulación que filtraba la fuente de alimentación del amplificador con el cual el altavoz fue conectado.

Los altavoces de radiación indirecta está compuestos de dos partes, la bocina y el motor de compresión. El motor de compresión es en realidad un altavoz electrodinámico de bobina móvil, aunque tiene algunas peculiaridades, como una cámara de

compresión, un diafragma pequeño y ligero y la estructura para ser anclado a la bocina.

Dentro de este tipo de altavoces podemos encontrar a los:

3.2. Banda de trabajo

3.3.2.1. Bobina móvil

Los altavoces tambien se pueden clasificar por la banda de frecuencias a la que reproduce:

En esta categoría se encuentran los Woofers y SubWoofers. El rango de frecuencias para los primeros se encuentra entre los 400Hz y 700Hz, mientras que los segundos son capaces de reproducir frecuencias por debajo de los 80 Hz.

La señal eléctrica de entrada actúa sobre la bobina móvil, que crea un campo magnético que varia de sentido de acuerdo con dicha señal. Este flujo magnético interactúa con el generador por un imán permanente que forma parte del altavoz y se produce una atracción o repulsión magnética que desplaza la bobina móvil, con ello el diafragma adosado a ella. Al vibrar, el diafragma mueve el aire situado delante de el y genera variaciones de presión o lo que es lo mismo ondas sonoras.

3.2.2. Frecuencias medias

3.3.2.2. Cinta

Aquí se encuentran los sistemas de mid-range capaces de reproducir frecuencias que se encuentran en el rango que va de los 400Hz y 700Hz hasta los 3KHz y 8 KHz.

El altavoz de cinta tiene un funcionamiento similar al altavoz dinámico, pero con diferencias notables. La más obvia, en lugar de bobina, el núcleo es una cinta corrugada.

3.2.3. Altas frecuencias

La membrana es una fina lámina corrugada de aluminio (cinta) colocada en vertical y situada entre dos potentes imanes permanentes. A la lámina le han adheridas unas tiras conductoras que cuando reciben señal eléctrica, generan un flujo magnético entre los imanes. El magnetismo generado hace vibrar la membrana.

3.2.1. Bajas frecuencias

En este grupo se acuñan los tweeters y los ultra-hightweeters. Los primeros reproducen las frecuencias que se encuentran por encimas de los 3KHz y 8 KHz y los segundos a aquéllas que están por delante de los 12KHz y 20KHz. 3.3. Principio de transducción Dentro de esta clasificación podemos encontrar los siguientes tipos de altavoces: 3.3.1. Piezoeléctricos El altavoz piezoeléctrico es un tipo de altavoz basado en la propiedades de los cristales piezoeléctricos (poliéster o cerámica), cuando a estos se les aplica una tensión se deforman, gracias a esta propiedad, podemos crear sonido si colocamos algo capaz de canalizar y hacer de pequeña caja de resonancia. Estos altavoces son simples y baratos además consumen muy poco. Su gran contra es que son incapades de reproducir frecuencias bajas, por lo que si necesitamos sonidos más graves necesitaremos utilizar otro tipo de altavoces. 3.3.2. Electromagnéticos Una bobina móvil inserta en un campo magnético creada por un imán permanente, se desplaza empujada por la fuerza electromotriz debida a los cambios de corriente en su interior. Esta corriente procede del amplificador o etapa de potencia. La bobina está pegada a la cúpula, que puede ser todo el diafragma o sólo la parte central. Son los más comunes en audio profesional.

3.3.2. Electrostáticos Los altavoces electrostáticos son clases especiales de altavoces. Utilizan un diafragma, que es fino, plano y consiste una hoja plástica. Esta hoja se satura en grafito como el material conductor. Este material existe entre dos rejillas, que son eléctricamente conductoras. Entre el diafragma y las rejillas, hay un boquete de aire pequeño. Si una operación de baja tensión es necesaria, después el diafragma satisface el trabajo cargando la superficie constantemente. Esta operación tiene dos técnicas. La primera técnica está eligiendo la capa conductora del diafragma y se está aplicando de una forma, para poderla dar una alta resistencia superficial. La segunda técnica está poniendo una serie de resistor grande del valor entre el diafragma y la fuente de alimentación de EHT. La fuente de alimentación de EHT significa la fuente de alimentación superior de la tensión o del voltaje. Una película de poliester se utiliza normalmente para hacer el diafragma. Estas películas de poliester tienen características mecánicas brillantes. Las películas del animal doméstico pueden ser un buen caso de esta clase de películas. El diafragma se sostiene en un potencial de la C.C. de los kilovoltios de una alta gama. Las audioseñales se utilizan para hacer el trabajo de las rejillas. Las rejillas delanteras y posteriores son antiphase conducido. Y consecuentemente a esto se está produciendo un campo electrostático, que es proporcionado a la

audioseñal. Y se está produciendo entre ambas rejillas. Y por esta razón una fuerza se ejerce en el diafragma cuando se carga. Y causa un movimiento que envíe el aire en su cualquier lado. 4. GRÁFICOS

Altavoces Electrostáticos

Altavoz electromagnético de bobina móvil

Los primeros altavoces en la historia

Altavoz electromagnético de cinta

Altavoz piezoeletrico

Tweeter

6. BIBLIOGRAFIA/REFERENCIAS 5. CONCLUSIONES En conclusión los altavoces son pieza clave de la cadena electroacústica ya que sin ellos no podríamos reemplazar ni amplificar a la señal de la fuente original. Es pieza clave para la comunicación humana y para los espectáculos en vivo. Esta informacion reunida nos ayuda a aclara algunas dudas antes de adquirir un dispositivo como en este caso son los altavoces.

http://www.articles3k.com/es/550/192378/Historiade-los-altavoces/ http://lawebdeldj.com/2015/02/a-fondo-los-altavocestipos-caracteristicas-historia/ http://www.labc.usb.ve/paginas/EC4514/AUDIO/Alt oparlantes/Altavoces.html