UNIDAD DE TRABAJO N2. INSTALACIONES DE MEGAFONA

UNIDAD DE TRABAJO N2.1. Descripcin de Componentes. Simbologa

FILTROS

Introduccin.

En el tema de ALTAVOCES, el apartado 2.4 hacia referencia a los tipos de altavoces segn su utilidad para obtener un sonido de alta calidad.

Pues bien, mediante la asociacin de varios componentes (bobinas y condensadores) y aprovechando las caractersticas de respuesta a la corriente alterna, se obtienen unos circuitos denominados Filtros de frecuencia. Filtro Paso Bajo.

TIPOS DE FILTROS Filtro Paso Alto. Filtro Paso Banda.

Filtro Elimina Banda. Filtro Paso Bajo.

Permite el paso de las frecuencias inferiores a una frecuencia crtica, denominada frecuencia de corte (fc).

Filtro Paso Alto.

Permite el paso de las frecuencias superiores a una frecuencia crtica, denominada frecuencia de corte (fc).

Filtro Paso Banda.

Dispone de dos frecuencias de corte, una inferior (fci) y otra superior (fcs), que definen el margen que se transferir desde la entrada a la salida.

A menudo dispone de una frecuencia de resonancia (fo).

1

Filtro Elimina Banda.Dispone de dos frecuencias de corte, una inferior (fci) y otra superior

(fcs), que definen el margen que sern bloqueadas. A menudo dispone de una frecuencia de resonancia (fo).

2. Filtros divisores de frecuencia. Con ellos, se consiguen separar la gama de frecuencias (

de los altavocesgraves,

medios, agudos) que deben reproducir cada uno y adems igualar las curvas de respuesta y de impedancia, trabajar las rotaciones de fase y conseguir un mayor rendimiento en la calidad d ie la reproduccin del son do.

an teniendo en cuenta la frecuencia de corteEstos filtros se realiz (fc) e el altavoz disminuye su presin acsticadel altavoz, que es aqulla en la qu .

Tambin se tendr en cuenta la frecuencia de resonancia (fr) del altavoz, ya que llegado ha este punto, se produce tambin una atenuacin debido a la falta de flexibilidad de la suspensin del altavoz.

Deben evitarse frecuencias de corte inferiores (fci) de los altavoces a las recomendadas por el fabricante del filtro, ya que la potencia que debe soportar el altavoz en ese caso ser mayor.

En general, se utilizan como filtros divisores de frecuencia los filtros pasivos y los filtros activos. Nosotros slo estudiaremos los filtros pasivos.

Filtros Pasivos.

Estn constituidos por componentes inductivos y capacitivos (bobinas y condensadores) que consiguen discriminar las seales que deben reproducir los altavoces en funcin de su frecuencia. Consiguen un mayor rendimiento en la calidad de la reproduccin del sonido. Se intercalan entre la salida del amplificador y los altavoces. Normalmente estn alojados en el interior de las cajas acsticas. Funcionan a baja impedancia y alta potencia.

Figura 2. Diagrama de bloques de un filtro pasivo.

2

2.1. Caractersticas de los Filtros Pasivos. 2.1.1. Nmero de vas.

-. Filtros de dos vas. -. Filtros de tres vas.

2.1.1.1. Filtros de dos vas.

Lo os de s filtr dos vas son de resistencia constante, donde la

impedancia Ro es constante e igual a L/C para todo el espectro de audio.

Ro = L/C = CONSTANTE La frecuencia de cruce (crossover) se produce cuando Xl = Xc = Ro. Utilizan dos altavoces (dos vas) graves y agudos.

una pendiente de atenuacin Los hay con de 6 dB/octava.

Figura 2.1.1.1. (6dB).

a) b)

rcuito de un filtro divisor de frecuencias paralelo de dos vas para las frecuencias de graves y de agudos con una pendiente de 6 dB/octava. b) Circuito de un filtro de dos vas conectando a los altavoces en serie.

Existen otros con una pendiente de atenuacin

Figura 2.1.1.1. (6dB) a) Ci

de 12 dB/octava. Figura 2.1.1.1. (12dB).

Fv aves y agudos con una pendiente de 12 dB/octava. b) ircuito de un filtro de dos vas conectando a los altavoces en serie.

igura 2.1.1.1. (12dB) a) Circuito de un filtro divisor de frecuencia paralelo de dos as para las frecuencias de gr C

3

2.1.1.2. Filtros de tres vas.

Utilizan tres altavoces (tres vas) graves, medios y agudos. Los filtros de tres vas se utilizan generalmente para HI-FI. Tienen dos frecuencia de cruce ( ). crossover Los hay con una pendiente de atenuacin de 6 dB/octava. Figura 2.1.1.2.(6dB).

Figu to de un filtro divisor de frecuencias paralelo de tres vas para las frecuencias de graves, medios y agudos con una pendiente de 6 dB/octava. b) Circuito de un filtro de tres vas conectando a los altavoces en serie.

Existen otros con una pendiente de atenuacin

ra 2.1.1.2. (6dB) a) Circui

de 12 dB/octava. Figura 2.1.1.2. (12dB).

Fi ura 2.1.1.2. (12dB) a) Circuito de un filtro divisor de frecuencia paralelo de tres vas para las frecuencias de graves, medios y agudos con una pendiente de 12 dB/octava. b) Circuito de un filtro de tres vas conectando a los altavoces en serie.

g

4

2.1.2. La frecuencia de cruce o transicin (crossover).

Se considera como la frecuencia cuya amplitud es un 70,7 por 100 del

valor de la amplitud mxima Vmx de la seal tratada, o lo que es lo mismo, 0,707. Vmx.

En este punto, la potencia de la seal se reduce un 50% y esto corresponde a una cada de -3dB en la ganancia de la seal.

En la figura 2.1.2. los puntos donde la seal disminuye -3dB son la frecuencia de corte inferior fi y la frecuencia de corte superior fs.

de corte inferior fi y frecuencia de corte

Figura 2.1.2. Curva de respuesta de un circuito de filtro pasivo donde se representan las frecuencias

superior fs que tienen una amplitud igual al 70,7% de la amplitud mxima.

Los filtros de dos vas tienen una frecuencia de cruce. En la figura 2.1.2.a. siguiente tiene el valor de 2 KHz.

Figura 2.1.2.a.

Curvas de respuesta complementarde un filtro de

ias dos vas para graves y agudos; que

dispone de una frecuencia de cruce.

5

Los filtros de tres vas tienen dos frecuencia de cruce la

correspondiente entre la banda de graves y medios (500 a 800 Hz) y la correspondiente que hay entre la banda de medios y agudos (4 a 5 KHz) segn se aprecia en la figura 2.1.2.b. siguiente.

Figura 2.1.2.b. Curva de respuesta de un filtro de tres vas para graves, medios y agudos; que dispone de dos frecuencias de cruce.

Hay que indicar, que cuando

las vas del filtro son dos, los altavoces utilizados para graves y agudos debern cubrir una banda ms amplia en su respuesta de frecuencias que cuando se trate de filtros de tres vas; como se aprecia en las figuras anteriores.

2.1.3. La pendiente del filtro.

No hay que confundir la atenuacin de un filtro a la frecuencia de

cruce, que est normalizada en 3 dB, con el concepto de pendiente de un filtro, el cual se expresa en decibelios por octava (dB/octava).

Figura 2.1.3. Curvas de respuesta de varios tipos de filtros paso-bajo y paso-alto con diferentes grados de atenuacin.

6

En la figura 2.1.3, en el filtro paso-alto la frecuencia de cruce es

de 1 KHz atenundose el filtro en 3 dB, pero la pendiente del filtro toma valores de 6, 12,18 hasta 48 dB/octava.

El filtro cuanta mayor pendiente tiene, atena ms rpidamente, por tanto, ser ms selectivo, al poseer un ancho de banda ms estrecho.

2.1.4. La impedancia de carga.

Como los valores de las inductancias (bobinas) y de las capacidades

(condensadores) del filtro estn calculados para conseguir una frecuencia de cruce concreta para un valor exacto de impedancia del altavoz. Si se modifica la impedancia del altavoz, el filtro no desarrolla como es debido la funcin para la que ha sido previsto.

7