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Subwoofers cardioide (gradiente)

En post anteriores (ver Subwoofers end fire) se habló de una formación de gabinetes para lograr una radiación direccional a bajas frecuencias. Existen otro tipo de configuraciones para lograrlo, este post se concentra en las formaciones llamadas ”gradiente”.

Al igual que en las formaciones ”end fire”, la configuración ”gradiente” se puede lograr con dos o más gabinetes y el procesamiento adecuado. Aunque el concepto es siempre el mismo, existen varias disposiciones posibles para lograr el objetivo.

gradiente

Fig 1: Configuración ”gradiente” a 80Hz.

En general lo que esta técnica busca es igualar en respuesta, nivel y fase de al menos dos elementos en la parte posterior del arreglo, para luego invertir la fase de uno de ellos y lograr la cancelación. Por ejemplo se puede colocar un gabinete delante de otro, ambos mirando hacia la audiencia, separados a 1/4 λ de la frecuencia que se quiera trabajar (1,1 metros para 80Hz aproximadamente) como se muestra en la figura 1. Luego se aplica al gabinete trasero 3,2 milisegundos de retraso para compensar la separación física y se invierte la fase. Para lograr una mejor cancelación, es conveniente medir en la parte trasera del arreglo (tomando una distancia prudente) la respuesta de ambos gabinetes, igualarla y agregar el retraso necesario para igualar las fases (previo a la inversión de polaridad). Debido a la separación, al retraso agregado y la inversión de polaridad, en la parte frontal los gabinetes van a sumar y en la parte trasera van a restar.

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Fig 2: Arreglo gradiente vertical.

La principal diferencia con la configuración ”end fire” es que se prioriza la cancelación en la parte trasera a la suma en la parte delantera. Esto se debe a que el subwoofer trasero llega al frente medio ciclo más tarde, si hablamos de ondas senoidales sólo con invertir la fase se logra una suma perfecta, pero la música no son ondas senoidales perfectas y por ende la suma no es ideal. Con el ”end fire” sucede a la inversa, se retrasa el gabinete delantero para darle prioridad a la suma en el frente, y por este mismo motivo llega con medio ciclo de diferencia a la parte trasera, por ende la suma es buena pero la cancelación no es la mejor.

Es común (y llamativo) ver arreglos ”gradiente” que usan gabinetes mirando para adelante y para atrás, armados en líneas verticales (figura 2) u horizontales. Determinar la cantidad de gabinetes delanteros y traseros necesarios depende del modelo y de cuanta energía se necesite cancelar en la parte trasera. Por otro lado, los retrasos necesarios están directamente relacionados a las dimensiones físicas del gabinete y van a variar dependiendo del modelo y el tipo de arreglo formado. En definitiva el principio es el mismo, salvo que ahora la separación física viene dada por la dimensión del gabinete.

gradientehor

Fig 3: Arreglo gradiente horizontal.

Si bien es relativamente fácil simular alguno de estos arreglos (figura 3) es recomendable realizar las mediciones acústicas necesarias para igualar al mayor grado posible la respuesta en frecuencia y la fase, y de esta manera asegurar la máxima cancelación.

Al igual que en el arreglo ”end fire”, se puede combinar la configuración ”gradiente” con el arreglo en línea o de arco para generar niveles altos de presión sólo donde se lo necesite.

 

Ing. Eduardo Sacerdoti

Investigación & Desarrollo – Equaphon

Eduardo Sacerdoti

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