Baffles, filtros y recintos: cómo afectan al rendimiento y a las bajas frecuencias

¿Qué fenómeno atenúa el nivel del sonido y provoca un rendimiento pobre en las bajas frecuencias?

Respuesta: Los altavoces emiten una onda acústica por cada una de las caras de su membrana o diafragma. Estas ondas están en oposición de fase; por tanto, cuando la longitud de onda acústica que se va a reproducir es grande respecto a las dimensiones del altavoz, se produce un cortocircuito acústico debido a la difracción alrededor del cono. Ese fenómeno atenúa el nivel del sonido y provoca un rendimiento pobre en las bajas frecuencias.

¿Qué es un baffle?

Definición: Un baffle es un dispositivo o elemento de montaje que impide la interacción perjudicial entre las ondas generadas en las caras anterior y posterior del altavoz. Su objetivo es evitar el cortocircuito acústico y mejorar la respuesta en bajas frecuencias.

¿Cuál es la finalidad de los filtros divisores de frecuencias o separadores?

Finalidad: Los filtros divisores o separadores de frecuencias separan las bandas del espectro de audio para entregar cada gama de frecuencias al altavoz apropiado, de modo que cada transductor saque el mayor rendimiento de la gama que le corresponde.

Diferencias entre filtros activos y pasivos

Filtros pasivos: Se utilizan habitualmente en divisores de frecuencia integrados en pantallas acústicas. Las redes pasivas que constituyen estos filtros se intercalan entre la salida del amplificador y los altavoces (normalmente alojadas en el interior de las cajas). Funcionan a baja impedancia y alta potencia.

Filtros activos: Se emplean en sistemas con multiamplificación. En estos casos, los filtros se sitúan entre el preamplificador y los amplificadores de potencia. Funcionan a alta impedancia y baja potencia.

Características principales de los filtros pasivos utilizados en las cajas acústicas

• El número de vías.
• La frecuencia de cruce o transición (crossover).
• La pendiente del filtro.
• La impedancia de carga.

¿A qué llamamos frecuencia de cruce o transición?

La frecuencia de cruce o transición se considera aquella frecuencia cuya amplitud es el 70,7 % del valor de la amplitud máxima de la señal tratada (equivalente al punto −3 dB, 1/√2 de la amplitud máxima).

Explicación de la pendiente de un filtro

La pendiente de un filtro representa la atenuación o ganancia en dB/octava del filtro. Indica con qué rapidez se atenúan las frecuencias fuera de la banda de paso.

Efecto de la impedancia de carga de un altavoz

La impedancia de carga de un filtro indica la resistencia que éste debe presentar a su entrada y a su salida para adaptar la impedancia del amplificador a la de los altavoces que va a alimentar. Dado que los valores de inductancias y capacidades están calculados para conseguir una frecuencia de cruce concreta con un valor exacto de impedancia, si se modifica esa impedancia el filtro no desempeñará correctamente la función para la que fue previsto.

Explica el recinto o baffle cerrado

Consiste en montar el altavoz o los altavoces en una caja completamente cerrada, de forma que la propagación de la onda posterior no pueda salir del interior de la caja y se consiga una separación completa entre las dos ondas generadas por el altavoz. Esto evita la cancelación de baja frecuencia debida al cortocircuito acústico.

Explica el recinto de reflexión de graves o bass-reflex

Es una variante del recinto cerrado a la que se le ha practicado un orificio en su parte anterior por el que sale la señal producida por la parte posterior del cono. Su objetivo es aprovechar la radiación posterior del altavoz para recuperar las ondas perdidas en baja frecuencia por efecto de la caja, mejorando la respuesta en graves dentro de un rango concreto.

Funcionamiento de una bocina o trompeta. Ventajas e inconvenientes

Funcionamiento: El funcionamiento de una bocina puede asimilarse al de un transformador acústico: el altavoz entrega energía acústica a una pequeña masa de aire, pero a gran presión (lado estrecho de la bocina, formado por la garganta), y la bocina la transforma en variaciones de presión más pequeñas que afectan a una gran masa de aire (boca de la bocina).

Ventajas: La ventaja fundamental de la bocina sobre los sistemas directos es que proporciona un rendimiento mucho mayor debido a la mejor adaptación acústica con el medio. Esto implica que se obtiene el mismo nivel sonoro aplicando al altavoz señales de menor potencia.

Inconvenientes: Uno de los principales inconvenientes es la mala respuesta en bajas frecuencias, donde las bocinas son prácticamente ineficaces debido a las limitaciones constructivas impuestas por las dimensiones necesarias de su boca.

Observaciones finales

La correcta elección del baffle, del tipo de recinto y de la red de filtros (activo o pasivo) es determinante para optimizar el rendimiento del sistema en las bajas frecuencias. Además, la adaptación de impedancias y el diseño del crossover son clave para que cada transductor trabaje en su rango óptimo.