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Diseño y fabricacion de un Divisor 100% Valvular


nettimar

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Si nos imaginamos por un momento el movimiento de la membrana de un altavoz y todo lo que “físicamente” debe suceder en esa membrana para que pueda reproducir toda la gama audible, podemos deducir dos cosas básicas:

1) El movimiento de la membrana debe ser harto complejo para reproducir TODAS las frecuencias que el espectro audible contiene.

2) Sería mucho más sencillo dividir estas “frecuencias” y repartirlas en diversas membranas.

Técnicamente hablando, el usar diversos altavoces, solo así, es decir directamente conectando dos altavoces a la salida del amplificador “teniendo en cuenta las respectivas impedancias” mejor la respuesta a baja frecuencia y también aumenta la sensibilidad del sistema, pero no representa una solución al problema más grande, que es la reproducción de tantas frecuencias en el mismo tipo de altavoz, es decir, no estamos dividiendo las frecuencias, solo la potencia.

La mayoría de sistemas de Alta Fidelidad usan un crossover “divisor de señal” pasivo, luego de haber amplificado la señal de la fuente que estemos usando, precisamente para aplicar altavoces especializados en cada uno de los segmentos de rango audible…

Si nos fijamos en las personas que llevan mucho tiempo en este mundo de la Alta Fidelidad y han experimentado muchas combinaciones, modelos y sistemas, llegaremos inevitablemente a la Tri-Amplificacion, que se trata de usar tres amplificadores dedicados a 3 segmentos del rango audible, que llamamos Bajos Medios y Altos o bien, Graves, Medios y Agudos.

Esto nos pone a decidir entre dos mundos completamente diferentes.
Aquí una grafica que lo muestra de forma simple:

[IMG]http://i249.photobucket.com/albums/gg221/nettimar/Tri-Amplificacion.png[/IMG]

Si la señal se va separar, nos quedan dos opciones, separarla antes o después de amplificar, así como en el altavoz, la señal al ser procesada en conjunto sufre una serie de alteraciones, por ello el sistema de la división antes de amplificar es considerado “mejor” aunque mucho más costoso…
Lo que en un principio pudiera parecer complicar un sistema, es todo lo contrario, desde el punto de vista de cada amplificador es simplificar el ancho de banda que va a trabajar para que tenga un mejor desempeño.

Aquí un fragmento de un librito de los anales del Hi-Fi que lo explica:

http://www.mediafire.com/?vu2toaxwxmc0w4z

Conociendo la “superioridad” de la Tri-amplificacion llegamos a una duda más grande que la anterior, donde terminan los Bajos y empiezan los medios? Donde terminan los medios y empiezan los altos? Y más importante, hasta que frecuencia reproducen mis woofers? Alcanzan a cubrir todo lo que se considera Bajos? Y mis medios? Llegan a reproducir con naturalidad frecuencias tan bajas como lo que ya no se considera Bajos? O en el extremo opuesto…

El contexto de todo esto es la aplicación a un sistema de Alta Fidelidad, entonces, debemos partir de las frecuencias de corte que determinan en qué punto pasas de estar en los bajos y empiezas los medios y en la que terminas los medios y comienzas los altos.

Cuando mi amigo MartinV56 me planteo la construcción de un divisor Valvular activo para implementarlo en su sistema de Tri-amplificacion lo primero que le pregunte fue “ok, y… a que frecuencias quieres los cortes?” luego de charlar un rato del tema, llegamos a la conclusión de que no hay un solo juego de frecuencias de corte que ofrezca TODO lo que estábamos buscando, asi que me dijo “y si lo hacemos con frecuencias seleccionables?”

Bueno, está bien, entonces pasamos a definir las frecuencias de corte, a esta altura se sumo a la iniciativa nuestro amigo y forero Jazzyclave, a este punto nos dedicamos a sumar experiencias con nuestros equipos y a hacer lagunas mediciones como se puede ver en esta foto:

[IMG]http://i249.photobucket.com/albums/gg221/nettimar/MartinNettBoris.jpg[/IMG]

Luego de mucho probar de forma activa con un divisor de estado sólido que tiene MartinV56 y de sumar las experiencias de Jazzyclave llegamos a los puntos de corte de nuestro divisor:

Medios/Bajos: 300Hz, 500Hz, 800Hz, 1KHz, 1.2KHz
Medios/Altos: 3KHz, 4KHz, 5KHz, 8KHz, 10KHz

Buff, el reto que me planteaba Técnica y Electrónicamente era abrumador, pero yo tenia muchas ganas de desarrollarlo, hace casi un año de esto, así que de eso se trata este post, de documentar el desarrollo de un divisor de señal 100%Valvular para Tri-amplificacion con frecuencias seleccionables

Dicho esto, quisiera agradecer públicamente la paciencia de MartinV56 y de Jazzyclave en todo este proceso, espero culminar la documentación de este aparato con la entrega de los mismos a sus respectivos dueños y continuar con la Review!!

Editado por nettimar
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Cuando estaba en el tema DIY , el corte de 500hz me pareció optimo para woofers y bocinas.
El de 300 me parece aún mejor pero es impracticable, siempre hablando de bocinas por :
-. Las únicas mebranas que me dan confianza para hacer eso son de Durocoton , pero llegan hasta 4khz . la WE 713lb y algunas versiones JBL tienen ese diafragma , el cual es tremendamente dulce y seductor.
-. Se pueden experimentar bocinas tipo WE 17 o similares , que entregan hasta 180Hz por la carga de la bocina .
Son tan grandes y caras , que es un proyecto impracticable para la mayoría.

Ahora el corte por arriba , tengo hartos experimentos y me di cuenta , muy tarde , que es mejor no cortar el driver de medios y si poner condesador y un l-pad al TW a un valor cercano a 15 kilos.

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Gracias a usted amigo Nett por medirsele a tremendo reto y al master MartinV56 por la iniciativa. :excl:

Solo para irme haciendo una minima idea de cuando Nettimar termine el proyecto, vengo bi y triamplificando desde hace unos meses, pero en [u]forma Pasiva,,, si,,si,, si, ya se,,es un error hacerlo asi...[/u] <_<<_<

...pero con todo y semejante error, me parece que suena muy bien y a otras gentes que han venido a escuchar también.

Por ahora la configuración que tengo es asi:

- amp SET 71 A ARXVINTAGE(0.8 WATTS X 2) + altec 811b, driver 808a con condensador de un µF (ALTOS)
- amp SEP EL 84 ARXVINTAGE(4 WATTS X 2) woofer altec 416-8b + Tractrix Horn 250 HZ Arx Vintage con midrange BozaK B-209 de membrana en aluminio con crossover altec N808 (GRAVES Y MEDIOS)

-EN OCASIONES: amp SCOTT 299-C + subwoofer pasivo sin crossover. La caja band pass hace de crossover mecanico el cual creo que esta de los 30 a los 100 hz.

Una foto del monstruo impresentable y con cero WAF; pues es solo a nivel de pruebas.

[img]http://img401.imageshack.us/img401/289/altec1.jpg[/img]

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Gracias Nett, excelente introducción al mundo de la triamplificación y sobra decir gracias por la construcción de un divisor valvular, cortes en mi sistema, woofer SE KT-77 o KT-66, 500HZ, medios Tractrix horn 250hz, 300B 500-5K, altos eminence apt-50 2A3 >5k. Creo que la opción es la triamplificación y quienes deseen iniciar este camino si lo hacen con single Ended clase A tratar que toda la cadena de amps sean clase A y SE no mezclar topologías trema que debatimos con Nett y el me decía es para obtener el mismo timbre en la cadena, exacto. Crossover electrónico.

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[quote name='pacifyer' date='20 October 2010 - 06:52 PM' timestamp='1287618755' post='19450']
Y la parrilla... se ve impresionante...
[/quote]

Ahí hacemos los choripanes audiofilos

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En la actualidad, bajos Tru-sonic 150W: SE 6L6GC o KT-77, frecuencia de corte 720HZ, crossover activo, medios tractrix horn 250HZ hecho por Nett con JBL LE5-2, set 300B frecuencia corte 720HZ-6K, altos selenium 220ti set 2A3 frecuencia corte >6K.

[img]http://img580.imageshack.us/img580/9710/s4010094.jpg[/img]

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Vamos a hablar un poco de los dichosos cortes…

Cuando hablamos de señal de audio, su magnitud se expresa en dBu que son una forma de expresar la amplitud de la onda con respecto a una magnitud de referencia, esto se usa, porque cuando hablamos de dBu implícitamente tomamos en cuenta la respuesta logarítmica de nuestro oído, asi simplificamos MUCHO los cálculos y las variables a tener en cuenta, bastara indicar que cada 3dBu escuchamos el doble de presión sonora.

El punto aceptado como “corte” de una señal, se encuentra a -3dB de la media, por eso es que cuando se habla de linealidad se usa el famoso +/-3dB que indica que todo el espectro audible se reproduce dentro de ese parámetro,

Asi que un corte que es? Asi mas o menos claro es el punto donde se corta la respuesta frecuencia del sistema con los -3dBu/Octava.
Pero, no podemos simplemente eliminar las frecuencias por encima o por debajo “según interese” del punto de corte, lo que se hace es difuminar las frecuencias indeseadas en una proporción determinada por el tipo de corte que queramos hacer.

Hay varios tipos de corte, que varían en lo abrupto del corte en dBu/Octava que viene siendo “después del corte que tantos decibelios varia la señal a cada octava”, los más usados y mejor reputados son: Butterworth, Chebyshev y Bessel.

Una imagen que representa la respuesta de cada uno:

[IMG]http://i249.photobucket.com/albums/gg221/nettimar/curvaderespuesta.jpg[/IMG]

Aquí tres documentos que tratan en profundidad cada uno de ellos:

http://www.mediafire.com/?ezeksfem8sbapdt

He decidido usar el Butterworth porque es el que presenta el mejor compromiso entre atenuación y respuesta de fase, es decir el que puede atenuar más sin correr la fase de la señal…

El máximo rango de atenuación de un Butterworth son 18dBu/Octava, si tenemos en cuenta que 3dBu/Octava, son suficientes para notar la mitad de la presión sonora, 18dBu/Octava representa un corte muy bueno.

Ahora bien, luego de un largo proceso de investigación, simulación e implementación de prototipos, llegue a un diseño con 12AU7 que por obvias razones no voy a mostrar en su totalidad
Pero si podemos ver cómo se comporta en la medición luego de la inyección de un “sweep” de señal, en principio es sencillo hacer un divisor de señal con puntos de corte fijos, pero que el usuario pueda seleccionar el punto en que la señar corta los -3dBu/octava es otra historia….

Gracias por los comentarios.

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  • 2 weeks later...

La cuestión es que tenemos que lograr con un solo movimiento del usuario cambiar 10 puntos diferentes en el circuito…

Con el prototipo funcionando faltaba la realización práctica del divisor seleccionable para esto necesitaría un Switch rotativo de 10 circuitos y 5 posiciones de alta calidad, esto me supuso un par de meses de búsqueda, hasta llegar a uno con aleacion de plata de cerámica “muy costoso por cierto” pero con la calidad que se buscaba

Mediciones sobre prototipo en modo Sweep
“una por cada punto de corte para que no se vuelva eterno”

Bajos Medios: 1K2Hz
Medios Altos:10Khz

Este par de puntos de corte se compone de tres Filtros independientes

Filtro Pasa Bajos (de 0Hz a 1K2Hz):

[IMG]http://i249.photobucket.com/albums/gg221/nettimar/PasaBajos1K2Hz.png[/IMG]

Filtro Pasa Banda (de 1K2Hz a 10KHz):

[IMG]http://i249.photobucket.com/albums/gg221/nettimar/PasaBanda1K2Hz--10KHz.png[/IMG]

Filtro Pasa Altos (de 10KHz a 24KHz)

[IMG]http://i249.photobucket.com/albums/gg221/nettimar/PasaAltos10KHz.png[/IMG]


Fotos de los divisores en su etapa más cruda:

[IMG]http://i249.photobucket.com/albums/gg221/nettimar/000_0417.jpg[/IMG]

[IMG]http://i249.photobucket.com/albums/gg221/nettimar/000_0418.jpg[/IMG]

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Hola Nett, la ansiedad me está matando, quedé impresionado con la respuesta del divisor, corrimiento es mínimo, Felicitaciones.

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Gracias Martin, espera solo un poco mas ;)

si la respuesta es muy buena, la precision se debe a los componentes
para este diseño fue necesario usar componetes de muy baja tolerancia
resistencias 1% film metalico, condensadores MKT 2%, en consecuencia
el diseño "teorico" es MUY similar a la respuesta del prototipo

ademas los selectores son una maravilla

[IMG]http://i249.photobucket.com/albums/gg221/nettimar/Selector.jpg[/IMG]

aqui una foto de cuando llego el paquete con el material

[IMG]http://i249.photobucket.com/albums/gg221/nettimar/Componentes.jpg[/IMG]



Saludos

Nett

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  • 2 months later...

Hola a todos,me estoy cambiando a valvular y necesito me aconsejen
con algun equipo valvular para comenzar, agradecere en lo que me puedan
asesorar.Gracias.

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[quote name='fco' date='12 January 2011 - 09:26 PM' timestamp='1294881999' post='41313']
Hola a todos,me estoy cambiando a valvular y necesito me aconsejen
con algun equipo valvular para comenzar, agradecere en lo que me puedan
asesorar.Gracias.
[/quote]


fco, bienvenido!!!

y que parlantes tienes?
que fuente tienes?
cuanto estas disuesto a gastar como máximo?

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[quote name='Vortex' date='12 January 2011 - 10:42 PM' timestamp='1294882951' post='41315']
[quote name='fco' date='12 January 2011 - 09:26 PM' timestamp='1294881999' post='41313']
Hola a todos,me estoy cambiando a valvular y necesito me aconsejen
con algun equipo valvular para comenzar, agradecere en lo que me puedan
asesorar.Gracias.
[/quote]


fco, bienvenido!!!

y que parlantes tienes?
que fuente tienes?
cuanto estas disuesto a gastar como máximo?
[/quote]

infinitty primus 360,500.000 aprox

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[quote name='Marcelochile' date='12 January 2011 - 09:07 PM' timestamp='1294880836' post='41311']
y murió el post ?
[/quote]

Parece que si, si quiere profundizar sobre el tema aca le dejo un link de un divisor de frecuencia a tubos HUM, esta el aleman creo....

[img]http://www.lebong.de/x-over/model3-neu.jpg[/img]

http://www.lebong.de/x-over/index.htm

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