MEDIDAS

Se sabe que el recinto de un altavoz puede contribuir 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 la caja acústica asentada sobre picos de acero en un suelo de hormigón.

Altavoz de prueba

Para realizar las pruebas de vibración, primero construimos una caja acústica 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. Los woofers se conectaron en paralelo a un amplificador de clase AB. 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

Este experimento se limitó a medir la disipación de las vibraciones, que es diferente del aislamiento de las vibraciones. Para medir el aislamiento de las vibraciones, la fuente de vibración y el lugar donde se realizan las mediciones suelen estar en lados opuestos del dispositivo de aislamiento que se está probando. Cuanto menor sea la transmisión de energía de vibración a través del dispositivo hacia el otro lado, mayor será el aislamiento. Es posible que un dispositivo logre un alto nivel de aislamiento de las vibraciones y, sin embargo, tenga un bajo nivel de disipación de las mismas. Un aislante con poca amortiguación hará poco por eliminar la energía de las vibraciones del sistema. Se permite que las oscilaciones persistan mucho tiempo después de la fuerza de excitación.

 

En nuestro experimento de disipación de vibraciones, la fuente de vibración y el lugar de las mediciones estaban situados en el mismo lado del dispositivo de aislamiento. Las mediciones se realizaron en los paneles exteriores de la caja acústica. La fuente de vibración era el par de woofers montados en el mismo recinto. 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. De nuevo, se tomó la misma medida con la caja asentada 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 alimentaba su salida analógica a una interfaz USB Tascam US-366 que se utilizaba para grabar la señal digitalmente en un PC. Una señal sinusoidal de barrido logarítmico de 35 Hz a 200 Hz se introdujo en el amplificador de clase AB que alimentó los woofers con una tensión de conducción de 3,8 V.

 

Los gráficos de cascada se generaron con una ventana de 500 ms y un tiempo de subida de 100 ms sobre una duración de 400 ms con una resolución de intervalo de corte de 4,72 ms. Se utilizó un gráfico de cascada para mostrar la disminución de la amplitud de la vibración 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.