INTRODUCCIÓN
Un altavoz de doble bobina es un altavoz normal que lleva dos secciones independientes en la bobina de voz, que forman dos bobinas independientes.
Estas dos bobinas se pueden conectar en serie o paralelo. O también se puede conectar sólo una de ellas, o incluso se pueden conectar las dos bobians a amplificadores diferentes. Como se vé se ofrecen múltiples opciones, lo que hace que sean muy flexibles en su uso.
Pero sus ventajas no acaban aquí.
Surgieron en el car audio, por la necesidad de aprovechar al máximo los recursos de espacio, peso, etc. Se pretendía reproducir dos señales diferentes con el mismo altavoz.
Esto es posible sin ningún tipo de riesgo para el altavoz.
En el momento que se introduce una señal en una bobina, ésta crea un campo magnético que reacciona con el campo magnético permanente del imán. (ver el funcionamiento de los altavoces magnéticos). Si en la otra bobina se introduce la misma señal, el campo magnético de las dos bobinas se suma, la reacción será mayor y se producirá un mayor SPL.
En cambio, si se introduce una señal en fase opuesta en las dos bobinas, se tiende a la cancelación del campo magnético. Es fácil pensar que cada bobina tirará hacia su lado y que esto puede ser perjudicial para el woofer, en definitiva esta sufriendo estrés mecánico y algún día se romperá el chasis de las dos bobinas en dos, de tanto tirar. Esto no es así. La "lucha" tiene lugar entre los campos magnéticos. No hay estrés mecánico para ninguna de las partes, ni las bobinas, ni el chasis, ni nada. El único resultados es que hay menos SPL, o incluso silencio.
Ahora ya tenemos un altavoz que reproduce la suma eléctrica de dos señales, sin riesgo.
Hay que destacar un tema importatne para el amplificador. La componente reactiva de la impedancia es muy baja al conectar las dos bobinas en fase opuesta. De esta manera, la impedancia se reduce a Re, la resistencia de la bobina de voz, que puede llegar a niveles muy bajos para algunos altavoces (Re=5.4Ohm para Z=8Ohm).Dependiendo del acoplamiento magnético entre las dos bobinas, puede bajar del valor nominal de Re.
En graves no es posible distinguir la dirección de la que proviene el sonido, las longitudes de onda son demasiado grandes, las frecuencias demasiado bajas y los retrasos temporales entre las ondas directas son demasiado poco significativos para nuetro oído. Esto no quiere decir que no seamos sensibles a los tiempos de llegada y a su fase, a eso somos extremadamente sensibles, es a la direccionalidad a lo que no somos sensibles. Esto permite tener una buena imagen estéreo con un sólo woofer, si está situado correctamente. Esto dentro de un coche es muy normal.
inicio
PARÁMETROS ELÉCTRICOS
Los parámetros mecánicos no cambian en absoluto al conectar las dos bobinas en serie o paralelo. Sólo los parámetros eléctricos cambian. Y la cuestión es deducir cómo.
Le, Re y Z
Lo más fácil e inmediato es Le, Re y Z.
En la siguiente tabla se muestra lo que pasa al conectarlos de diferentes maneras.
Z Re Le
Cada bobina individualmente 8 Ohm 6.2 Ohm 1 mH
Las 2 en serie 16 Ohm 12.4 Ohm 2 mH
Las 2 en paralelo 4 Ohm 3.1 Ohm 0.5 mH
Al conectar las dos bobinas en serie, Le, Z y Re se multiplican por dos. Al conectarlas en paralelo, se dividen por dos. Esto se deduce fácilmente de la física elemental.
BL
Otro parámetro muy importante es BL, el factor de fuerza, que depende de varios factores. B, el campo magnético en el entrehierro pemanece inalterado.
SERIE
Al conectar las dos bobinas en serie, la corriente que atraviesa la bobina para un mismo voltaje es la mitad, pero el campo magnético creado por la bobina es aproximadamente dos veces mayor. Esto último se deduce de las fórmulas elementales de las bobinas, donde B es directamente proporcional al número de espiras.
Bl'=2Bl
PARALELO
Al conectar las dos bobinas en paralelo, la corriente que atraviesa cada bobina es la mitad, por lo que el campo magnético creado por cada una de ellas será la mitad, pero hay dos contribuciones al campo magnético, cuya suma es el doble, el resultado es que por un lado se divide y por otro se dobla, y permanece inalterado.
Bl''=Bl
no
La eficiencia teórica del altavoz, no depende inversamente de Re y es diréctamente proporcional al cuadrado de Bl. No depende de más factores eléctricos alterables.
SERIE
En serie, tenemos que Bl es el doble, y Re es el doble, por lo que el rendimiento del driver con las bobinas conectadas en serie es:
PARALELO
En paralelo, Bl es igual y Re es la mitad:
http://www.pcpaudio.com/pcpfiles/doc_altavoces/DVC/noparalelo.gif
Hemos deducido que tanto en serie como en paralelo, el rendimiento teórico del altavoz se dobla respescto del caso en el que sólo una de las bobinas está conectada.
SPL
Sound Pressure Level, el sonido que el driver crea con una entrada determinada. Normalmente se elijen 2.83V, lo que con 8 Ohm da 1W de potencia. Así lo vamos a hacer, ya que la impedancia depende de si las bobinas se conectan en serie o paralelo, y no daría una idea clara de cómo se comporta el SPL cuando el altavoz es atacado desde un amplificador, que proporciona voltaje.
SERIE
La eficiencia es el doble, pero la impedancia es también doble. Esto hace que la potencia consumida sea la mitad, pero por ser el doble de eficiente, crea el mismo SPL que con una sola conectada. Reproducirá el mismo SPL que una sola bobina, pero consumirá la mitad de potencia.
PARALELO
Ahora tenemos que la impedancia nominal es la mitad de cuando está conectada una sola bobina de voz, por lo que circulará el doble de corriente. El rendimiento es el doble de caso de una bobina, por lo que con el doble de corriente (y potencia) y el doble de eficiencia, el SPL con las bobinas en paralelo será 4 veces mayor que al conectar una sola bobina.
Reproducirá 6dB más que al conectar una sola bobina, y consumirá el doble de potencia.
DUAL VOICE COIL WOOFERS
Introducción. Un altavoz con dos bobinas.
Parámetros eléctricos en serie o paralelo.
Z, Le y Re
Bl
no
SPL
Parámetros Q en serie o paralelo.
Qms.
Qes.
Qts.
Notas sobre el amortiguamiento.
Cómo entender qué es Qes, Qms y Qts.
Variar Qes para modificar el comportamiento de un woofer.
Variar Qms para modificar el comportamiento de un woofer.
Parámetros Q en casos especiales.
Bobinas conectadas a amplificadores distintos
Una bobina conectada a un amplificador y otra a una resistencia.
INTRODUCCIÓN
Un altavoz de doble bobina es un altavoz normal que lleva dos secciones independientes en la bobina de voz, que forman dos bobinas independientes.
Estas dos bobinas se pueden conectar en serie o paralelo. O también se puede conectar sólo una de ellas, o incluso se pueden conectar las dos bobians a amplificadores diferentes. Como se vé se ofrecen múltiples opciones, lo que hace que sean muy flexibles en su uso.
Pero sus ventajas no acaban aquí.
Surgieron en el car audio, por la necesidad de aprovechar al máximo los recursos de espacio, peso, etc. Se pretendía reproducir dos señales diferentes con el mismo altavoz.
Esto es posible sin ningún tipo de riesgo para el altavoz.
En el momento que se introduce una señal en una bobina, ésta crea un campo magnético que reacciona con el campo magnético permanente del imán. (ver el funcionamiento de los altavoces magnéticos). Si en la otra bobina se introduce la misma señal, el campo magnético de las dos bobinas se suma, la reacción será mayor y se producirá un mayor SPL.
En cambio, si se introduce una señal en fase opuesta en las dos bobinas, se tiende a la cancelación del campo magnético. Es fácil pensar que cada bobina tirará hacia su lado y que esto puede ser perjudicial para el woofer, en definitiva esta sufriendo estrés mecánico y algún día se romperá el chasis de las dos bobinas en dos, de tanto tirar. Esto no es así. La "lucha" tiene lugar entre los campos magnéticos. No hay estrés mecánico para ninguna de las partes, ni las bobinas, ni el chasis, ni nada. El único resultados es que hay menos SPL, o incluso silencio.
Ahora ya tenemos un altavoz que reproduce la suma eléctrica de dos señales, sin riesgo.
Hay que destacar un tema importatne para el amplificador. La componente reactiva de la impedancia es muy baja al conectar las dos bobinas en fase opuesta. De esta manera, la impedancia se reduce a Re, la resistencia de la bobina de voz, que puede llegar a niveles muy bajos para algunos altavoces (Re=5.4Ohm para Z=8Ohm).Dependiendo del acoplamiento magnético entre las dos bobinas, puede bajar del valor nominal de Re.
En graves no es posible distinguir la dirección de la que proviene el sonido, las longitudes de onda son demasiado grandes, las frecuencias demasiado bajas y los retrasos temporales entre las ondas directas son demasiado poco significativos para nuetro oído. Esto no quiere decir que no seamos sensibles a los tiempos de llegada y a su fase, a eso somos extremadamente sensibles, es a la direccionalidad a lo que no somos sensibles. Esto permite tener una buena imagen estéreo con un sólo woofer, si está situado correctamente. Esto dentro de un coche es muy normal.
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PARÁMETROS ELÉCTRICOS
Los parámetros mecánicos no cambian en absoluto al conectar las dos bobinas en serie o paralelo. Sólo los parámetros eléctricos cambian. Y la cuestión es deducir cómo.
Le, Re y Z
Lo más fácil e inmediato es Le, Re y Z.
En la siguiente tabla se muestra lo que pasa al conectarlos de diferentes maneras.
Z
Re
Le
Cada bobina individualmente
8 Ohm
6.2 Ohm
1 mH
Las 2 en serie
16 Ohm
12.4 Ohm
2 mH
Las 2 en paralelo
4 Ohm
3.1 Ohm
0.5 mH
Al conectar las dos bobinas en serie, Le, Z y Re se multiplican por dos. Al conectarlas en paralelo, se dividen por dos. Esto se deduce fácilmente de la física elemental.
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BL
Otro parámetro muy importante es BL, el factor de fuerza, que depende de varios factores. B, el campo magnético en el entrehierro pemanece inalterado.
SERIE
Al conectar las dos bobinas en serie, la corriente que atraviesa la bobina para un mismo voltaje es la mitad, pero el campo magnético creado por la bobina es aproximadamente dos veces mayor. Esto último se deduce de las fórmulas elementales de las bobinas, donde B es directamente proporcional al número de espiras.
Bl'=2Bl
PARALELO
Al conectar las dos bobinas en paralelo, la corriente que atraviesa cada bobina es la mitad, por lo que el campo magnético creado por cada una de ellas será la mitad, pero hay dos contribuciones al campo magnético, cuya suma es el doble, el resultado es que por un lado se divide y por otro se dobla, y permanece inalterado.
Bl''=Bl
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no
La eficiencia teórica del altavoz, no depende inversamente de Re y es diréctamente proporcional al cuadrado de Bl. No depende de más factores eléctricos alterables.
SERIE
En serie, tenemos que Bl es el doble, y Re es el doble, por lo que el rendimiento del driver con las bobinas conectadas en serie es:
PARALELO
En paralelo, Bl es igual y Re es la mitad:
Hemos deducido que tanto en serie como en paralelo, el rendimiento teórico del altavoz se dobla respescto del caso en el que sólo una de las bobinas está conectada.
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SPL
Sound Pressure Level, el sonido que el driver crea con una entrada determinada. Normalmente se elijen 2.83V, lo que con 8 Ohm da 1W de potencia. Así lo vamos a hacer, ya que la impedancia depende de si las bobinas se conectan en serie o paralelo, y no daría una idea clara de cómo se comporta el SPL cuando el altavoz es atacado desde un amplificador, que proporciona voltaje.
SERIE
La eficiencia es el doble, pero la impedancia es también doble. Esto hace que la potencia consumida sea la mitad, pero por ser el doble de eficiente, crea el mismo SPL que con una sola conectada. Reproducirá el mismo SPL que una sola bobina, pero consumirá la mitad de potencia.
PARALELO
Ahora tenemos que la impedancia nominal es la mitad de cuando está conectada una sola bobina de voz, por lo que circulará el doble de corriente. El rendimiento es el doble de caso de una bobina, por lo que con el doble de corriente (y potencia) y el doble de eficiencia, el SPL con las bobinas en paralelo será 4 veces mayor que al conectar una sola bobina.
Reproducirá 6dB más que al conectar una sola bobina, y consumirá el doble de potencia.
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PARÁMETROS Q
Qms
Los parámetros Q mecánicos de un altavoz permanecen inalterados. La elasticidad de la suspensión es la misma, la masa móvil es la misma, las pérdidas en la suspensión también son iguales. Estos tres parámetros mecánico-acústicos se definen como:
MAS: Masa acústica. Formada por la masa del diafragma, la bobina y la carga del aire. Se modela como una bobina en serie con el circuito.
CAS: Elasticidad acústica de la suspensión. Se modela como un condensador en serie con el circuito
RAS: Resistencia acústica debida a las pérdidas de la suspensión. Se modela como un rozamiento viscoso, y en términos eléctricos, como una resisntencia en serie con el circuito.
Se puede obvservar que la respuesta acústica depende directamente de BL, que a diferencia de CAS, MAS y RAS, si cambia en algunos casos.
En la práctica, tenemos que Qms sólo depende de factores puramente mecánicos.
En los dos casos en los que la bobina está conectada en serie o en paralelo, se modifican los parámetros eléctricos, pero no los mecánicos, por lo que Qms permanece invariado.
QES
La fórmula que indica el parámetro Qes es la siguiente:
En el momento que la resistencia del generador de señal es 0, Rg=0, (está conectado a un amplificador), deducimos lo siguiente:
SERIE:
Re se dobla.
Bl se dobla.
Los demás factores son puramente mecánicos, por lo que sucede lo siguiente:
PARALELO
Re se divide por dos
Bl permanece inalterado.
Como en el caso anterior, los demás factores mecánicos no varían, y sucede lo siguiente:
Qts
Qts es la unión de ls dos parámetros Q anteriores. Los parámetros Q son una medida del amortiguamiento en la resonancia. Ésta se puede producir por fenómenos mecánicos o elétricos, pero el caso es que ambos tabajan juntos en su labor de amortiguar la resonancia.
la expresión de Qts es esta:
Se ve que es como poner los dos amortiguamientos "en paralelo"
En un woofer, normalmente Qms es mucho mayor que Qes, por lo que en Qts será dominante Qes, se puee hacer la siguiente aproximación, tanto para el caso en el que están en serie como en el que están en paralelo:
De todas formas, para cálculos más precisos o para cuando Qms sea bajo (Qms<10·Qes), se debe usar la fórmula exacta con los valores numéricos de Qms y Qes.
espero k les sirva
