arreglo lineales 2

ABC de los Arreglos Lineales 2Entendiendo los Line Array segunda parteDIFUSORES ISOFASICOSApertura o difusión Isofasica es mi término favorito de alta tecnología. Esto describe la característica de fase del difusor o trompeta que carga los componentes la sección de agudos de un arreglo lineal. El perfecto transductor de arreglo lineal, en particular para longitudes de onda muy cortas, es un transductor de cinta (liston - ribbon) como aquellos usados por los sistemas SLS. Los motores de compresión (drivers) son más "duros" en cuanto a características mecánicas y capaces de niveles de salida más altos que un transductor de listón, pero ellos no tienen una señal de fase tan lineal en la boca de un difusor, por lo cual deben ser montados en difusores que logren enfasar todas las frecuencias en la salida de la trompeta.', 'Idealmente, la señal en ambos puntos (superior e inferior) del difusor o trompeta que tuviera montado un motor de compresión, llegaría en fase en relación a la señal que tenemos en el centro de la salida del difusor para imitar la característica del transductor de cinta.Ya que el centro del difusor es más cercano al diafragma del transductor que la parte de arriba y la de abajo, el canal central del difusor debe retrasar la señal para llegar en la fase con los recorridos más largos de la parte de arriba y de abajo de la trompeta. Hay dos modos de lograr esto: El primer modo es hacer la longitud del camino por el que viaja el sonido dentro de la trompeta cada vez más largo hacia el centro del difusor vía un tipo de dispositivo de corrección de fase (Phasing Plug). Esta técnica fue empleada en los viejos agudos (tweeters) JBL de “ranura” y fue adaptada por Heil en el sistema de V-DOSC para longitudes de onda de 1000 Hz y superiores. Otros fabricantes de arreglos lineales han empleado dispositivos similares, pero por cuestiones de patentes de fabricación cada quien ha buscado cumplir este mismo objetivo de una manera diferente, y por lo general nos lo presentan como un avance único en la “ingeniería” de sus productos.El otro método es usando foam de densidad variable, el cual logra “frenar” el sonido obligándolo a pasar por foam mas denso en el medio de las trompetas y mas delgado a los extremos. Electro Voice y Mc Cauley usan esta técnica en conjunción con los canales de enfasamiento de sus difusores para ofrecer una sección de agudos “isofasica”.(Todo esto se aplica con éxito, lo cual nos da un ajuste de fase, pero después de mi experiencia con Electro Voice, también una mayor impedancia acústica en la salida de la trompeta, que puede quemar fácilmente los drivers de los sistemas por vibraciones que fuerzan mecánicamente al diafragma. Solución… cortes y ecualización ajustados a las frecuencias de resonancia y sensibilidad del difusor contra el motor de compresión, esto es para “descomprimir” la salida de la trompeta, evitar variación de la impedancia acústica, lograr buen nivel de agudos y no quemar los componentes!)Quizás la técnica más interesante para un dispositivo isofasico es el de medios-agudos patentado por Adamson. Este emplea el método de longitud de camino más largo físicamente en el difusor, y utiliza paneles direccionales para prevenir el exceso de la dispersión vertical. Este diseño es usado para ambas secciones de frecuencias medias y agudas de sus sistemas de arreglo lineal. La energía de las frecuencias medias sale vía dos ranuras verticales a los lados de las ranuras de salida de alta frecuencia. Los caminos de las frecuencias medias recorren el camino alrededor del difusor de agudos. Todas las ranuras son isofasicas y se integran en fase, trabajando casi como un elemento coaxial, montados en el mismo eje y compartiendo el difusor.Con las ranuras de la sección de los medios en cada lado de las ranuras de altas frecuencias, los problemas de cada ranura sobre la otra podría ser muy problemático en cuanto a la difracción del sonido de cada vía. Sin embargo, Brock Adamson vino solucionando esto con una buena idea: la superposición del punto de corte entre los medios y los agudos. Esto proporciona frentes de presión enfasados de de unas a otras ranuras para prevenir la interferencia por difracción en la gama de frecuencias donde esto sería un problema. (Relativo a la resonancia interna, longitud de onda y medidas físicas del difusor).TAPERING o SHADINGTapering en su concepto básico se entiende como diferencia de nivel por pasos (la traducción mas lógica es direccionar) y se aplica en combinaciones de bocinas, usado normalmente para variar la cobertura de un arreglo dado al generar mas o menos presión en diferentes combinaciones y cambiar el patrón polar.También comúnmente el término "shading" es igual al “tapering”, el cual puede ser aplicado a frecuencia, ganancia en dBu o presión SPL. Obviamente el Shading es un término aplicado por el lado del marketing más que otra cosa, podría entenderse como desvanecimiento o combinación solapada de los sistemas.TAPERING DE FRECUENCIAUno de los primeros trucos que solía aprovechar el efecto del arreglo lineal era la acción de tapering de frecuencia. Mi exposición más temprana a esta técnica fue el altavoz de columna Electro Voice LR-4B. Para bajos/medios, se usaron componentes de 6 x 9 pulgadas que tenían filtros de pasa bajos, que filtraban sucesivamente frecuencias mas bajas para altavoces colocados más lejos del centro, en los finales (arriba y abajo) de la columna. Esto causó una columna más larga en longitudes de onda más largas y una columna más corta en longitudes de onda más cortas, produciendo un patrón de dispersión y distancia crítica similar para todas las frecuencias, que proporciona una respuesta de frecuencia más balanceada a todas las distancias de escucha aprovechando el efecto acústico de la suma de componentes.AJUSTES DE AMPLITUDEl tapering o shading de amplitud usa la técnica de amplitud (volumen). Esto es usado en muchos arreglos lineales para lograr "llenar" la cobertura de los puntos mas cercanos, normalmente en la parte baja del arreglo en J. Esta técnica simplemente baja el volumen de las bocinas que cubren el campo cercano en relación a los de tiro largo en la parte mas alta del arreglo y modifican el patrón de cobertura vertical general.SHADING DIVERGENTEAlgunos sistemas lineales ofrecen más que una opción de cobertura con diferentes bocinas para la dispersión vertical de acuerdo al área a cubrir. Hacen esto como una solución de cubrir el campo medio o cercano de cobertura de sistema. EAW ha ido un paso más lejos ofreciendo dos modelos diferentes desde el principio, acoplando la dispersión vertical para las distintas distancias y el nivel de salida de modo que los transductores logren el mismo SPL a lo largo del arreglo.Electro Voice también, ofreció dos modelos de bocinas, una de 120 grados de dispersión vertical para tiro medio o corto y una de 90 grados para tiro largo. Meyer Sound, ahora también se suma a la oferta de varios modelos, para tiro largo (60 grados) , tiro medio (90 grados) y tiro corto (120 grados), aumentando la familia del MILO a 3 modelos.Lo cual confirma una simple teoría, las bocinas normalmente, combinando modelos de diferentes grados (90 y 120 por ejemplo), al acercarse a la audiencia en un arreglo de J logran cubrir con coherencia todo el recorrido en cobertura del arreglo, cuando antes con un solo modelo (como aun utilizan muchas marcas) al curvar el arreglo y acercar las bocinas al publico la proximidad del arreglo “cerraba” la cobertura (por ejemplo, una bocina de 90 grados inclinada hacia el tiro corto o downfill, solo cubría unos 40 o 50 grados porque estaba mas cerca y no alcanzaba a “abrir” su cobertura) , por lo cual no se escuchaba igual cobertura de cerca que de lejos ya que las de arriba desarrollaban toda su cobertura al no estar limitadas en distancia… Esto se evita en arreglos rectos o con poca inclinación hacia el publico, como por ejemplo un anfiteatro con pendiente de 4 o 5 grados, donde la gente solo este de frente al sistema de sonido, pero en la vida real, las arenas, teatros, o lugares de concierto ocupan curvar los sistemas para lograr una optima cobertura de atrás hacia delante.No solo es combinar, las diferentes coberturas de cada modelo, obligan a realizar una re-ingeniería de las trompetas y los componentes para que cada sistema se pueda integrar con los otros modelos, por lo cuales, cada uno manejara una ecualización, cortes de frecuencia y respuesta de fase que les permita seguir sumándose como si fueran una misma bocina con condiciones idénticas, sin interferirse unas a otras.De acuerdo a David Gunnes, el director de investigación y desarrollo de EAW, cuando dos frentes de ondas con diferentes presiones son combinadas habrá una discontinuidad en la suma de los dos. Esta discontinuidad será audible como si esto fuera una fuente separada, no coherente (como si uno de los altavoces estuviera retrasado). Por eso estamos hablando hace un buen rato de que las sumas de diferentes sistemas tienen que tener la misma respuesta de frecuencia y de fase, más la misma presión sonora, para no “romper” la linealidad de la cobertura del arreglo.El resultado es la y la respuesta de frecuencia desigual al no sumarse correctamente. El shading divergente proporciona un frente de onda cuya curvatura varía, pero cuya magnitud de presión no lo hace. Por lo tanto no hay diferencias de tiempo a la señal y todo el sonido proviene de un solo lugar aunque las bocinas del arreglo no estén en la misma posición recta.DISEÑOS HORIZONTALMENTE SIMÉTRICOSLa mayoría de los diseños de sistemas lineales disponibles son horizontalmente simétricos. Idealmente, cada pasa banda es de ½ longitud de onda en relación al ancho y altura del arreglo. La ventaja consiste en que esto evita el lobéo horizontal entre los componentes en el área de filtrado del crossover. Esto también requiere pares simétricos de medios interiores y bocinas externas de graves en los flancos de la sección de medios-agudos.La desventaja a este arreglo consiste en que para los medios puedan estar dentro del rango de ½ longitud de onda el uno del otro, deben estar incorporados en la trompeta o difusor de la sección de agudos. El ángulo normal de 90 grados (+/- 45 grados cada componente) causa reflexiones entre los transductores de medios y las paredes discontinuas del difusor lo cual también puede producir problemas de distorsión acústica y afectar también a los agudos.DISEÑOS HORIZONTALES ASIMETRICOSE.V, Meyer (en sus sistemas pequeños) y NEXO entre otros han optado por un diseño asimétrico.Esta forma de acomodo de bocinas evitó el problema de las frecuencias medias en los difusores de agudos pero conlleva un lobéo horizontal en los puntos de corte inherentes a los diseños asimétricos. Escoja usted su veneno favorito… como vera no hay soluciones teóricamente perfectas, pero si un par de opciones de acuerdo al tipo de sonido que usted prefiera.SECCION DE GRAVES CARDIOIDES O HIPERCARDIODESLo arreglos en línea tienen un gran control dirección en el eje vertical. Los Subwoofers por la naturaleza de las grandes longitudes de onda que utilizan no tienen ningún control direccional bajo el arreglo.Debido a la naturaleza omni-direccional de cada elemento en el arreglo, no hay direccionalidad de frente o atrás. Esto causa la en la fase y los problemas de la vicios o acoples de baja frecuencia en el escenario. Las secciones de baja frecuencia.
rnCardioides y sistemas de altavoz de hipercardioides son similares a los micrófonos pero al revés.En el caso de altavoces, dos transductores, separados por una distancia exacta de acuerdo a cierta frecuencia dentro del gabinete, con retraso en el transductor trasero, crea el patrón polar de radiación direccional. El tipo cardioide tiene la cancelación de nivel máxima a 180 grados detrás de ellos y los hipercardioides tienen la cancelación máxima de nivel en la parte trasera aproximadamente a 120 grados fuera de eje. Como ejemplos, Meyer emplea el sub cardioide en las secciones de baja frecuencia mientras NEXO emplea el hipercardioide para lograr mayor direccionalidad de los graves en relación a la suma que se genera en medios agudos. Los diferentes arreglos de modelos de sub con sistema de colgado, mas estas características direccionales logran tiros de campo lejano y un patrón de cobertura similar a los de los medios-agudos.SISTEMAS DE FILTRADO DE DSP BASADO EN FILTROS FIR E IIRLos filtros IIR (Infinite Impulse Response) en un procesador DSP (procesadores digitales) actúa justo como un crossover análogo, como también sus filtros de ecualización, las características de amplitud y fase están interrelacionadas de una manera fija, por la cual una depende de la otra. Un aumento o un corte de los filtros producen en la respuesta de fase eléctrica un cambio exacto en relación a los dB sumados o restados. rn

rnLos filtros FIR (Finite Impulse Response) tienen la capacidad de manipular la fase de forma independientemente de la de amplitud. Tienen la principal función práctica en los arreglos lineales de corregir las cancelaciones por distancia entre los transductores que se procesen independientemente con distintos filtros.Algunos sistemas como el Intellivox emplean DSP separados para proceso y amplificación de cada transductor en el arreglo. Estos tipos de sistemas pueden definir el siguiente gran paso en la tecnología de los sistemas.Un ejemplo mas es el procesador Lake Contour que se posiciona rápidamente como la opción de control electrónico de sistemas como V-DOSC , Clair Brother y Adamson, ya que la combinación de electrónica con filtros FIR logran sumas acústicas excelentes entre las vías de los sistemas.TE SIENTES AFORTUNADO, YA QUE SABES LA TEORIA DE LOS LINE ARRAY?Entonces, la vez que tú quieras impresionar a alguna chica en el próximo concierto dile…“tuvimos que colgar un arreglo lineal espaciado logaritmicamente, con articulación espiral en una configuración asimétrica empleando un tapering de frecuencias y un shading divergente que incluye salidas de medios y agudos isofasicas con una sección de bajas frecuencias hipercardioides controladas por un sistema de señal digital de respuesta de impulso finita y todo funciona sin problemas ya que estas controlando la acústica del recinto…”Realmente tendrías que ser muy, muy afortunado si quisiera seguir conversando contigo… Atte. Ing. manuel novelo