El Altavoz, funcionamiento y características

1. Mantenimiento
Equipos Electrónicos
2º D.P.E.

3. Existe una amplia variedad de
altavoces que pueden ser
clasificados según el
principio físico por el que se
produce la generación del
movimiento.
Los principales sistemas de
transducción son tres: altavoces
dinámicos, electrostáticos y
piezoeléctricos.
Estos tres tipos que acaparan
más del 95% de los sistemas
comerciales.

4. ALTAVOCES (clasificación)ALTAVOCES (clasificación)
ALTAVOZ
TIPOS
TIPOS
Electrodinámico
Dinámico o
de bobina
móvil
Electrostático
Piezoeléctrico
De cinta
Bocinas
MATERIAL
DEL CONO
Cartón fibroso
Cartón fibroso con
película de resina
Aluminio
Plástico
POR EL NUMERO Y
DISPOSICIÓN DE
LOS CONOS
Simple cono
Cono
dividido
Doble
Triple
Axiales
Biaxiales
(Doble cono)
Triaxiales (Triple
cono)
SEGÚN LA
FRECUENCIA DE
REPRODUCCIÓN
Wooffer
Squawker
Tweeter
SEGÚN SU
IMPEDANCIA
2, 4, 8, 16, 25,
50, 100, 400 Y
800 (o)
SEGÚN SU
DIÁMETRO
1, 2, .......
(pulgadas)
SEGÚN LA
POTENCIA A
DESARROLLAR (W)
Baja potencia
(sin aletas
refrigeradoras)
Alta potencia
(con aletas
refrigeradoras)

5. DISTINTOS ALTAVOCESDISTINTOS ALTAVOCES
1.- DIVERSOS TIPOS DE ALTAVOCES.
2.- DINÁMICO CON CONO DE CARTÓN.
3.- BOCINA.
4.- ALTAVOZ CON ALETA REFRIGERADORA.
5.- TRIAXIAL .
6.- CONO DIVIDIDO (DOBLE).
7.- ELECTROSTÁTICO.
8.-TWEETER CON CONO DE PLÁSTICO,
SQUAWKER,WOOFFER.
1
2
3
4
5
6
7
8
TWEETER
SQUAWKER
WOOFFER

6. El altavoz es el elemento que transforma la señal eléctrica en
señal acústica.
La pantalla acústica el conjunto del recinto acústico formado
por el altavoz o altavoces y filtro divisor de frecuencias,
El Altavoz

7. Centrador
o Araña
Cono o
diafragma
Campana
Yugo
Imán
permanente
Bobina
móvil
Tapa de
retención
de polvo
Cables de
conexión a
la bobina
Bornes de
conexión

8. Partes del Altavoz

9. •El cono o diafragma está fabricado de material fibroso y liviano con
la finalidad de que sea lo más inerte posible.
•La forma del cono depende de la banda de frecuencias que
reproduce, las características de directividad y la potencia
admisible del altavoz.
El Cono

11. •Está fabricada con chapa muy delgada, cuya rigidez mecánica se
ha aumentado mediante las nervaduras de refuerzo.
•La campana debe estar cubierta de una capa galvanoplástica que
evite su oxidación.
La Campana
La campana debe
servir como
soporte a todas las
piezas del altavoz
y sujetar el altavoz
a la caja acústica o
baffle.

12. El devanado de la bobina debe realizarse con gran
exactitud, tanto eléctrica como mecánica. El grueso del
hilo depende de la carga que deba aceptar el altavoz y su
aislamiento debe ser de gran calidad para evitar
cortocircuitos entre espiras.
La Bobina móvil
La bobina móvil está
constituida por un
devanado montado
sobre un tubo cilíndrico.
Este tubo debe soportar
los esfuerzos que hace
la araña durante el
movimiento vibratorio de
la bobina.

13. El imán se coloca dentro del yugo. Consiste en un imán
cilíndrico de alta conducción. Los yugos se fabrican,
generalmente, con óxidos ferromagnéticos, que permiten
inducciones magnéticas superiores y un peso reducido.
El Imán
permanente
El imán permanente
es el sistema de
excitación del
altavoz.

14. La araña debe centrar la bobina móvil en el entrehierro, con
el fin de que no se produzcan roces entre la bobina y el imán
o el yugo. La araña se coloca en el cuello del cono, sirviendo
para unir a este con la bobina móvil.
Araña

15. Tapa de retención de polvo
Cuando se acumula polvo con el
tiempo en el entrehierro, este
provoca la inmovilización de la
bobina móvil.
Para evitar esto, se coloca una tapa de retención de polvo,
que tape el agujero del soporte de la bobina móvil en el
interior del cono. Estas tapas pueden ser planas o
semiesféricas.

16. El Elemento motor del altavoz
Está formado por la bobina móvil y el imán permanente.
Este último se encuentra alojado en el interior del yugo y
evita, junto con otros elementos (placas de campo y
anillos de tope), la dispersión del campo magnético
producido por el imán permanente.
La bobina móvil va unida solidariamente al vértice del cono
o diafragma y está situada dentro del campo magnético
producido por el imán permanente, donde aparecen las
acciones que determinan el movimiento y arrastre del cono,
haciéndolo oscilar.

17. El Elemento motor
Está formado por la bobina móvil y el imán permanente.
Este último se encuentra alojado en el interior del
yugo y evita, junto con otros elementos (placas de
campo y anillos de tope), la dispersión del campo
magnético producido por el imán permanente.
La bobina móvil va unida solidariamente al vértice del cono o
diafragma y está situada dentro del campo magnético
producido por el imán permanente, donde aparecen las
acciones que determinan el movimiento y arrastre del cono,
haciéndolo oscilar.

18. Elemento mecánico
Está constituido por el cono, la tapa de retención del polvo y su
suspensión.
Para que el cono no pueda desplazarse lateralmente, está sujeto por
la parte de su vértice por medio del centrador o araña, que es una
pieza de tela rígida en forma de acordeón que le proporciona
elasticidad en el sentido vertical, pero le impide moverse
lateralmente.
Por la parte exterior, el cono está sujeto a la armadura metálica
o campana por un elemento de Suspensión elástico que puede
ser una prolongación del mismo cono o bien de otro material,
generalmente de goma.
La goma se emplea cuando al altavoz se le exien grandes
desplazamientos y tiene que poseer una gran elasticidad,
sobre todo en los altavoces de graves.

19. Elementos de soporte y
conexionado.
Están constituidos por la campana, elemento
fabricado con chapa muy delgada, cuya rigidez
mecánica se ve aumentada mediante nervaduras de
refuerzo.
La finalidad de la campana es la de servir de soporte a
todas las piezas que constituyen el altavoz y en la cual
se colocan los bornes de conexión, al igual que los
orificios que servirán de soporte de éste a la caja
acústica.

20. Elemento acústico
Es el elemento que transmite al recinto de audición
la energía desarrollada por los elementos
mecánicos, excitando así al aire que lo rodea.
Suelen ser elementos que adaptan las
vibraciones sonoras al medio (aire), por
ejemplo, las trompetas de los altavoces de
agudos que están unidas mecánicamente a la
excitación del altavoz y actúan de gabinetes
acústicos para el conjunto reproductor.

21. FUNCIONAMIENTO
El imán crea un campo magnético.
La corriente de BF, al circular por la bobina,
crea otro campo, en oposición o fase con el
del imán.
Si están en oposición se atraen, si están en fase se
oponen.
El grado de oposición o atracción depende de la
amplitud de la señal.
Al desplazarse la bobina por los efectos
anteriores se mueve el cono del altavoz.

22. CARACTERÍSTICAS DE LOS ALTAVOCES
•Impedancia
•Frecuencia de resonancia
•Respuesta de frecuencia
•Sensibilidad
•Potencia Nominal
•Rendimiento
•Directividad
•Distorsión

23. Impedancia
Los factores que determinan la impedancia de un altavoz son:
2) La resistencia óhmica del hilo de la bobina móvil
3) La reactancia inductiva de la bobina móvil, dependiente de la
frecuencia
1) Las corrientes inducidas en la bobina móvil
Es prácticamente imposible que,
dentro de la gama de baja frecuencia
de audio (20 Hz - 20 kHz) la
impedancia del altavoz se mantenga
constante…
- Las impedancias más utilizadas
son 4 y 8 ohmios, pero también
están normalizados 2, 16, 25, 50,
100, 400 y 800 ohmios.
Es la oposición que pone el altavoz a
que por el pase corriente.

24. Frecuencia de resonancia
Es la frecuencia característica de vibración de los elementos
mecánicos formados por el diafragma, la bobina móvil y los
elementos de suspensión.
A la frecuencia de resonancia un altavoz presenta su maxíma
impedancia.
Por debajo de la frecuencia de Resonancia el altavoz es inoperante

25. Cuanto mayor es el diámetro del diafragma menor
será la frecuencia de resonancia del altavoz.
Cuanto menor es el diámetro del diafragma mayor
será la frecuencia de resonancia del altavoz.
Agudos (tweeter)
Medios (squawker)
Graves (woofer)
Este tipo de altavoces los utilizaremos
para reproducir frecuencias mas altas.
este tipo de altavoces los utilizaremos para
reproducir frecuencias mas altas.
Frecuencias medias.

26. Curvas características de la impedancia en función
de la frecuencia, para altavoces de 5”, 8” y 15” de
diámetro del diafragma.
Podemos ver que cuanto menor es el diámetro del
altavoz mayor es su impedancia

27. La rigidez del diafragma influye sobre el valor de la
frecuencia de resonancia. Así, un diafragma muy
rígido tiene una frecuencia de resonancia más
elevada que uno de material ligero.
También el sistema de suspensión del diafragma
influye sobre la frecuencia de resonancia. Cuanto
más fuerte sea la suspensión del diafragma, mayor
será la frecuencia de resonancia.

28. e informa de la intensidad sonora proporcionada por el altavoz para
cada una de las frecuencias que componen el espectro de audio.
La curva de respuesta interesa que sea lo más plana posible para
todo el espectro de audio, lo que es imposible de obtener con un solo
altavoz.
La curva de respuesta en frecuencia de un altavoz es uno de los
datos de mayor importancia que facilita el fabricante
Respuesta de frecuencia

29. Se recurre a la utilización de dos o tres altavoces
cuyas respuestas de frecuencias abarquen zonas
distintas del espectro de audio y cuya
combinación comprenda toda la zona de audio.

30. Sensibilidad
Se define como el nivel de presión sonora (NPS) medido a 1 m de
distancia en la dirección del eje de mayor radiación del altavoz,
cuando es excitado con un 1 W de potencia eléctrica, medida esta
sobre su impedancia nominal.
El ángulo de cobertura de un altavoz queda definido por una
caída de su presión sonora SPL de 6 dB con relación a su eje
principal.

31. El valor de la sensibilidad puede medirse para una o
varias frecuencias.
Si lo medimos para una sola frecuencia, el valor medido
puede tener un gran error, dadas las irregularidades de la
respuesta de frecuencia del altavoz.
Por este motivo, cuando se realizan las medidas de sensibilidad, se
utiliza como señal patrón de entrada ruido rosa, que consiste en
una banda de ruido que mantiene constante el nivel de energía
sonora por octava.
Un altavoz de uso normal puede tener una sensibilidad de 80
dB/W, lo cual nos indica que 1 W de entrada producirá a 1 m del
eje del altavoz un nivel sonoro de 80 dB.
85 - 90 dB 95 – 100 dB
Pocas
prestaciones
Altas
prestaciones
90 - 95 dB > 100 dB
Medias
prestaciones
Prestaciones
específicas.

32. Consideraciones sobre la potencia
El nivel de presión acústica de un altavoz es función directa del
movimiento del cono que, a su vez, depende de la potencia
nominal que se aplica a la bobina móvil del altavoz.
Potencia eléctrica nominal o RMS
La duración de la prueba
es de un minuto y se repite
10 veces a intervalos de
dos minutos.
Es la potencia eléctrica que el altavoz es capaz de disipar con una
señal de prueba de ruido rosa (que simula un programa musical) sin
sufrir daños permanentes

33. Potencia eléctrica de pico o musical.
Es la potencia eléctrica que el altavoz es capaz de disipar con una
señal de prueba de ruido rosa filtrado (simulando a señal musical)
sin sufrir daños permanentes.
La duración de la prueba es de un segundo y se repite 60 veces a
intervalos de un minuto. El valor de la potencia se calcula sobre el
valor nominal de la impedancia.
potencia mínima
Es la potencia mínima que ha de entregar el amplificador al
altavoz para obtener un nivel de audición que sea capaz de
excitar el altavoz.
Esta potencia determina la sensibilidad del altavoz.

34. Potencia continua sinusoidal
Es la potencia eléctrica que el altavoz es capaz de disipar con
una señal de prueba, que es un barrido continuo dentro del
margen de trabajo de señal senoidal, sin sufrir daños
mecánicos o térmicos.
La duración de la prueba es de un 100 horas consecutivas.
Este dato no suele ser facilitado, ya que los dos anteriores
aportan suficiente información.
El altavoz debe de tener una potencia admisible mucho mayor
que el valor de potencia entregado por el amplificador.
MODELO 15 B100/R
Diámetro: 380 mm.
Potencia: 150 W.
Sensibilidad: 97 dB.
Frecuencia: 20-2500 Hz.
Potencia 30W
Impedancia: 1000W / 1 KHz
Respuesta frecuencia: 3,5 KHz - 25 KHz
Dimensiones máx.: 2"

35. Directividad
Es la variación del nivel de presión sonora a una distancia fija, en
función del ángulo de giro del altavoz.
Para conocer la direccionalidad de un altavoz se recurre a las
curvas polares de directividad de un plano, que determinan las
características de cobertura de los sistemas de altavoces para
diferentes frecuencias.
El trazado polar, que consiste en una medida del nivel de
presión sonora en torno a los 360° alrededor del plano que
forma la fuente sonora.
El registro de estas gráficas se
hace situando el altavoz en un
banco giratorio, se reproduce
una banda concreta y se mide el
NPS a una distancia fija, se va
girando el altavoz en el plano
horizontal de 15 en 15 grados y
midiendo la caída de NPS con
respecto al valor de NPS a 0º.

36. Ejemplos de curvas polares, en donde se aprecia el
comportamiento de la directividad de un altavoz en función de la
frecuencia.
A medida que va creciendo la frecuencia para un mismo
diafragma, el altavoz se hace más directivo.
La energía radiada por un altavoz al espacio se
difunde en todas direcciones según las
características de direccionalidad que tenga.

37. Se comprueba que las curvas se hacen más directivas a
medida que aumenta la frecuencia.
Dicho índice nos informa de cómo un altavoz concentra la
potencia acústica en la dirección útil (dentro de su ángulo
de cobertura), evitando radiar potencia en otras direcciones
(hacia los lados o hacia atrás), evitándose así la
reverberación.

38. Índice de directividad (ID)
Es la relación, expresada en dB, entre la intensidad acústica
radiada por el altavoz medida en el eje, y la intensidad acústica
radiada por un altavoz omnidireccional (que radia igual en
todas direcciones), medido en las mismas condiciones.
Un altavoz omnidireccional (concepto sólo teórico), tiene
un índice de directividad de valor uno. Cuanto más
directivo sea un altavoz, mayor será su ID.
Es un valor que se expresa en grados sexagesimales (de 0º a
360º), e indica la porción del espacio situado frente al altavoz,
horizontal o vertical, en donde la caída del NPS respecto al
eje es menor de 6dB.
Se mide de lado a lado del haz.
Normalmente se suele dar el valor
de ancho de haz a -6dB, aunque a
veces se da para -3dB; siempre
se especifica.
El ancho de haz

39. Los altavoces son los elementos que mayor índices de distorsión
presentan, junto con los micrófonos, dentro del sistema de HI-FI.
Principalmente en bajas frecuencias, no es extraño que un buen
altavoz produzca un 5 por 100 de distorsión.
Afortunadamente, en frecuencias medias y altas, donde el oído es
más sensible a la distorsión. los valores típicos suelen estar entre
0,5 y 2%.
Un valor idóneo de distorsión se considera el 1 por 100, pero
esta magnitud es sobrepasada fácilmente cuando se
aumenta la potencia nominal del altavoz.
La limitación de potencia máxima que puede disipar un
altavoz se debe a dos causas distintas.
Distorsión

40. La Segunda: El nivel de corriente admisible por un
altavoz
y es función del desplazamiento máximo que puede realizar
el diafragma del altavoz.
Cuando se le aplica una señal eléctrica a la bobina, que se
encuentra pegada solidariamente al diafragma, el conjunto se
desplaza de la posición de equilibrio
Lógicamente el recorrido dispone de un punto máximo ya que la
suspensión se alarga junto con el diafragma en su viaje hacia el
exterior del sistema. Si este punto se supera, se romperá la
suspensión y con ella el altavoz.
La primera es la generación de calor en la bobina del
altavoz
Cuanto mayor es el desplazamiento del altavoz, mayor será
la corriente que atraviesa la bobina.

41. Si la señal procedente del amplificador es de mayor amplitud que la
aplicada con anterioridad, la bobina será impulsada parcialmente
fuera del entrehierro, con lo que el número de espiras dentro del
campo magnético producido por el imán será prácticamente
inexistente
producirá un recorte de la señal de salida, puesto que, una
vez se encuentra la bobina móvil fuera, ésta suspende su
desplazamiento al no existir campo magnético que influya
sobre ella