Disipación de las vibraciones mediante pies de Carbide Base

Disipación de las vibraciones mediante pies de Carbide Base

Se sabe que el recinto de un altavoz contribuye significativamente al sonido total radiado en sus frecuencias de resonancia más bajas[1]. Aunque la velocidad de la superficie de los paneles de un altavoz es pequeña, los paneles irradian con una eficiencia muchas veces mayor que la de los transductores. Esto se debe a la gran superficie radiante de los paneles en relación con la superficie radiante de los transductores. El sonido que se irradia desde los paneles de la caja puede provocar una distorsión audible y debe ser mitigado. La amortiguación de los paneles del recinto es una forma eficaz de reducir la amplitud de las resonancias[2].

 

El objetivo de este experimento era determinar si la colocación de Carbide Base debajo de un altavoz podía reducir las resonancias de baja frecuencia dentro de los paneles del recinto del altavoz. La reducción de las resonancias de los paneles ayudaría a cuantificar la mejora en la disipación de las vibraciones proporcionada por los pies de página. Esta mejora se compararía con el caso base de una caja acústica asentada sobre picos de acero en un suelo de hormigón.

Altavoz de prueba

Para realizar las pruebas de vibración, primero construimos un recinto de altavoces de prueba. Hemos creado nuestro propio recinto para minimizar las variables desconocidas que podrían influir en las mediciones. La carcasa se fabricó con láminas de polietileno de alta densidad (HDPE), con paneles de 25 mm de grosor en el exterior y paneles de 50 mm de grosor en el interior. Se montaron dos woofers Accuton AS250-6-552 de 250 mm (10 pulgadas) en lados opuestos del recinto. El recinto fue sellado con un volumen interno de 129 litros, lo que arroja un Qtc de aproximadamente 0,64. No había relleno en el interior del recinto. La masa total del recinto con los woofers montados era de 83 kg (183 libras).

Medidas

En nuestro experimento de disipación de vibraciones, las mediciones se realizaron en los paneles exteriores del recinto del altavoz. La primera serie de mediciones se realizó en el centro inferior del recinto. La segunda serie de mediciones se realizó en la parte superior del panel lateral izquierdo a una altura de 76 cm (30 pulgadas) por encima de la parte inferior del recinto. Las mediciones se realizaron en primer lugar con la carcasa asentada sobre picos de acero en contacto directo con un suelo de hormigón. A continuación, se volvió a tomar la misma medida con el cerramiento asentado sobre los pies de Carbide Base.

 

Para medir las vibraciones utilizamos un sensor acelerómetro piezoeléctrico Measurement Specialties ACH-01. El sensor se fijó a la carcasa con cinta adhesiva de doble cara. Se utilizó un amplificador con un procesador de señales analógicas integrado para amplificar la salida analógica del sensor ACH-01. El amplificador se calibró para la sensibilidad de este sensor ACH-01 en particular, lo que permite realizar mediciones de aceleración absolutas. A su vez, el amplificador del sensor alimentó su salida analógica a una interfaz USB Tascam US-366 que se utilizó para grabar la señal digitalmente en un PC. Una señal sinusoidal de barrido logarítmico de 35 Hz a 200 Hz se introdujo en un amplificador de clase AB que alimentó los woofers con una tensión de conducción de 3,8 V.

 

Se generaron gráficos en cascada para mostrar el decaimiento de la amplitud de las vibraciones en el tiempo. El eje y representa los dB por debajo de la escala completa de la señal registrada en relación con el nivel de pico máximo antes de la saturación. El eje y se limitó a un mínimo de -60 dBFS para evitar los artefactos del piso de ruido.

 

Las cascadas azules representan las mediciones con el cerramiento sobre zapatas de Carbide Base y las rojas representan con el cerramiento sobre espigas de acero en contacto directo con el suelo de hormigón.

Panel inferior

En los picos del suelo
En pies de Carbide Base

Panel lateral superior

En los picos del suelo
En pies de Carbide Base

Resultados

Las mediciones confirmaron que las resonancias de baja frecuencia dentro de los paneles de nuestra caja acústica de prueba se atenuaron cuando el altavoz se colocó sobre pies de Carbide Base en lugar de picos de suelo. Este efecto de amortiguación no sólo se produjo localmente cerca del contacto con los pies de página, sino también en un lugar cercano al extremo opuesto del recinto. La amplitud y el tiempo de decaimiento de la mayoría de las resonancias presentes en ambos paneles se redujeron cuando el altavoz estaba sobre los pies de Carbide Base. Una excepción notable fue la resonancia en torno a 150 Hz, en la que se produjo una disminución de la amplitud y un decaimiento inicialmente más rápido, seguido de un pequeño aumento del tiempo de decaimiento por debajo de -40 dBFS. En la región de frecuencias más bajas, donde las resonancias del recinto son más audibles, la amplitud de las vibraciones se redujo en algunos casos en más del 80%.

Referencias

[1] Bastyr, K. J., y Capone, D. E. (2003). Sobre la radiación acústica de la caja acústica de un altavoz. AES: Journal of the Audio Engineering Society, 51(4), 234-243.

[2] Juha Backman, Effect of panel damping on loudspeaker enclosure vibration, 1996, Nokia Mobile Phones, Finlandia.