¿Cómo produce un altavoz múltiples frecuencias?

Un altavoz produce múltiples frecuencias aprovechando las propiedades físicas de sus componentes, en particular el/los transductor/es (las partes que realmente crean el sonido) y el filtro divisor de frecuencias (que divide la señal de audio en bandas de frecuencia). A continuación, se explica paso a paso cómo funciona:

1. La señal de audio: una mezcla de frecuencias

• La señal de audio eléctrica que se envía a un altavoz es una forma de onda compleja que contiene todas las frecuencias de la música o el sonido (por ejemplo, graves, medios, agudos).

• Esta señal es una corriente alterna (CA) cuyo voltaje varía con el tiempo, reflejando las ondas de presión del sonido.

2. El transductor del altavoz: conversión de electricidad en sonido.

Un altavoz suele tener uno o más transductores, cada uno diseñado para manejar un rango de frecuencia específico:

• Woofer: se encarga de las bajas frecuencias (graves, por ejemplo, de 20 Hz a 500 Hz).

• Altavoz de rango medio: se encarga de las frecuencias medias (voces, instrumentos, por ejemplo, de 500 Hz a 5 kHz).

• Tweeter: se encarga de las altas frecuencias (agudos, por ejemplo, de 5 kHz a 20 kHz).

Cómo funciona un controlador:

1. Bobina móvil e imán: la señal eléctrica fluye a través de la bobina móvil, un alambre enrollado alrededor de un cilindro. La bobina se encuentra dentro de un campo magnético creado por un imán permanente.

2. Inducción electromagnética: a medida que la señal de corriente alterna cambia de dirección, crea un campo magnético fluctuante en la bobina móvil. Este campo interactúa con el campo del imán permanente, lo que provoca que la bobina (y el diafragma/cono conectado) se muevan hacia adelante y hacia atrás.

3. Ondas sonoras: el movimiento del diafragma empuja y tira del aire, creando ondas de presión (sonido) que corresponden a las frecuencias de la señal original.

3. La red de cruce: división de frecuencias

Dado que ningún transductor individual puede reproducir eficientemente todas las frecuencias, los altavoces utilizan un filtro divisor de frecuencias para dividir la señal de audio en bandas:

• Filtro de paso alto: envía las frecuencias altas al tweeter.

• Filtro de paso bajo: envía frecuencias bajas al altavoz de graves.

• Filtro de paso de banda (opcional): envía las frecuencias medias al controlador de rango medio (en altavoces de 3 vías).

Cómo funcionan los crossovers:

• Los filtros divisores de frecuencia utilizan condensadores, inductores y resistencias para bloquear o permitir ciertas frecuencias. Por ejemplo:

• Un condensador bloquea las frecuencias bajas pero deja pasar las frecuencias altas (se utiliza en los circuitos de los tweeters).

• Un inductor bloquea las altas frecuencias pero deja pasar las bajas (se utiliza en circuitos de altavoces de graves).

4. Varios conductores trabajando juntos

En un altavoz con múltiples transductores (por ejemplo, un sistema de 2 o 3 vías), el crossover garantiza que:

• Cada controlador recibe únicamente las frecuencias que mejor reproduce.

• Las señales de salida de los altavoces se combinan a la perfección, creando un sonido coherente y de rango completo.

ejemplo:

• Un altavoz de dos vías con woofer y tweeter:

• El woofer maneja frecuencias inferiores a ~2 kHz.

• El tweeter maneja frecuencias superiores a ~2 kHz.

• El filtro divisor de frecuencias divide la señal a unos 2 kHz, lo que garantiza una transición suave entre los altavoces.