Casos y cosas del AR-SXO

[Witold Brzozowski]

Hola a todos:

La red de cruce en serie publicada por Acoustic-Reality (http://www.acoustic-reality.com/ar-sxo.htm) personalmente me parece de gran interes por su simplicidad y sus muy buenos resultados auditivos. Las razones y por ques de esta aberración personal los dejo de lado (de gustibus non est disputandum) para concentrarme en el lado practico, que es lo mas interesante. No se esperen conclusiones definitivas ni recetas sino algunas observaciones sobre su funcionamiento y particularidades en casos determinados y concretos. Tal vez de algo le sirvan a alguien.

Caso no 1 - AURUM CANTUS:

AR-SXO con un par de Aurum Cantus, el ART-1 (G2) y el medio-grave ACF1. Pareja ideal para AR-SXO debido a la diferencia de SPL entre los drivers en favor del tweeter de cinta. Para atenuarlo se usó un resistor de 10 Ohmios que de paso asegura una impedancia minima aceptable.
Para comenzar, el circuito basico de Acoustic Reality con condensador, con una modificación insignificante en la rama del tweeter que include un condensador de 10 uF adicional (aumento de orden de corte y caida del tweeter mas vertical). Una curva de suma plana con un una caida deliberada entre 1000 y 10000 Hz de unos 2 dB (BBC dip). Los drivers tienen sus centros acusticos alineados, unos 30 mm para el ACF1.

El condensador "principal" usado es de un valor de 22 uF. El conjunto nos da un corte a 3800 Hz y una impedancia minima de 7.3 Ohmios.

[Witold Brzozowski]

Efectos de cambio del valor del condensador:
- con 16 uF aumento de impedancia a 8.1 Ohmios. El corte se mantiene y la curva del medio sin alteración perceptible.
- con 33 uF un cambio muy sutil en el angulo de caida del ACF1 y caida de la impedancia minima a 6.5 Ohmios. Graficas practicamente iguales.
- con 50 uF la impedancia cae a 5.8 Ohmios.

Ahora la variante sin condensador:
Curva de suma practicamente invariable. El corte se mantiene en 3800 Hz.
La diferencia ocurre en la impedancia, baja a un minimo de 4.6 Ohmios y de paso sin el condensador ocurre una linearización de la impedancia del medio-grave.

Conclusiones personales:
1. si la impedancia del conjunto no cae demasiado sin el condensador (esto depende del amplificador por supuesto), resulta mejor no usarlo
2 - con usar un valor adecuado se puede en alguna medida regular la impedancia minima.

Si estas notas despiertan algun interes, continuara con otros drivers y tal vez otras observaciones.

[Amadeo]

Hola Witold me parece muy interesante el planteamiento de la incorporación a este tipo de filtros del condensador serie al tweeter. Esto le puede ofrecer mucha mas flexibilidad cara al ajuste fino de un sistema.
En mi poca experiencia he observado la imposibilidad de hacer una curva BBC con este tipo de filtro. En ocasiones observo demasiada señal en la banda de 1/3 Khz Si atenuas por ejemplo vía aumento de valor de la resistencia se obtiene una caida en curva pero irremediablemente se incrementa a medida que aumenta la frecuencia obteniendose unas pérdidas muy significativas de señal a partir de 8/10 KHz.
Precisamente en este momento estoy realizando pruebas elimando el condesador de la rama del woofer. El problema es la dificultad en encontrar resistencia capaces de disipar 50 W. y en mi configuración con una resistencia de 4.2 ohmios me quedo corto y con una estandar de 4,7 me paso en atenuación.

¿puedes comentar algo sobre sobre pendiente de caida o modificación de punto de corte en función del valor de este condensador en la rama del tweeter?

[Witold Brzozowski]

Hola Amadeo:

Resulta que en numerosos casos este condensador adicional en la rama del tweeter resulta indispensable para obtener una mejor curva de suma. Pero no es regla general por supuesto, hay tweeters que no lo requieren (tanto mejor, menos = mejor). Depende de como se sumen en la región de cruce los drivers.
En el caso discutido de Aurum Cantus, fue necesario para obtener la curva BBC. Este medio-grave de por si tiene tendencia a bajar algo la respuesta a partir de 1000 Hz y no fue nada dificil obtenerla, el unico obstaculo era el tweeter que se forzo a dar la respuesta adecuada por medio del condensador.
Adjunto una simulación de estos mismos Aurum Cantus con curva de suma plana (excepto una pequeńa subida de unos 1.5 dB en 1700 Hz que es caracteristica de este driver). Es un circuito diferente al anterior con pendientes de mayor orden para ambos drivers (corte a 5000 Hz y una impedancia minima de 4.1 Ohmios).
Este ejemplo de Aurum Cantus tal vez no sea propicio para analizar en detalle los cambios que introduce el condensador del tweeter, buscare otro par de drivers.
Las resistencias de alto poder, por lo menos 50 W son mas dificiles de conseguir y una vez encontradas suelen resultar de un valor cercano pero no exactamente el adecuado, lo que puede resultar un verdadero problema si no se quiere atenuar la respuesta del tweeter por medio de un L-pad adicional (posible, pero poco elegante). En la practica muchas veces resulta necesario unir por ejemplo 10 resistencias de 5W, lo que nos da la decima parte de su valor nominal de ohmios y los 50W de poder.

[Witold Brzozowski]

El condensador del tweeter de por si no tiene mayor influencia en el punto de cruce. A esto le influye en 99% la bobina del tweeter. En general cualquier cabio de valor de algun elemento de la red requiere algun ajuste en valor/valores de otro/otros de los componentes. La relación del valor del condensador con el punto de cruce es muy escasa, con el aumento de valor el punto de cruce baja (practicamente nada) y con la disminución de su valor sube (imperceptiblemente). Lo que si varia es la pendiente del tweeter. Con menor valor la pendiente se hace algo mas vertical y con mayor se hace mas horizontal: no mucho, pero suele tener impacto en la zona de cruce, a veces permitiendo obtener un ajuste mejor.

Drivers del ejemplo: Usher 9950-20 y 8935A medidos en su caja final.

[Witold Brzozowski]

Para darte una idea de la diferencia general del funcionamiento del circuito con y sin el condensador (otros valores sin modificar).

[Amadeo]

Muchas gracias por tus gráficas. Las diferencias parecen pequeñas y afectan más a bandas de alta de frecuencia. Creo que para conseguir una BBC clásica sería más adecuado aumentar el orden de corte en el woofer.¿que piensas de ello?

Algo que considero limitante en este diseño es el punto de corte que considero alto. Si el sonido resultante no es el debido, a pesar de tener una maravillosa respuesta en frecuencia, supongo será culpa del woofer. Y es que encontrar woofers que trabajen bien a alta frecuencia es un poco complicado. Yo tengo un audiotecnology 4H 52, que teoricamente debe trabajar bien a 4KHz, estoy muy contento con él y creo que es una maravilla de mid-woofer, pero a veces noto que esas bandas deberian ser trabajo exclusivo del tweeter.

¡Coño! eres tú el del avatar??

[Witold Brzozowski]

Cierto, asi es, por lo general para darle a la zona 1000-10000 Hz una caida suave hasta un maximo de 2 dB suele ser necesario aumentar el orden del grave. Claro esta, no siempre , depende del driver...

El punto de corte que ves en las graficas se debe a que en general no uso woofers de gran diametro, los considero completamente superfluos para mis propositos y condiciones de escucha. Es que soy adicto a las lineas de transmisión y no necesito que bajen mucho mas de 30 Hz , en cambio un bajo-medio de 13-16 cm de calidad por lo menos media por lo general llega plano a 6-8 kHz, lo que me permite ubicar el corte donde resulte mas efectivo y sin forzar innecesariamente al tweeter.

Si, el cabezón del avatar soy yo... Ya me he acostumbrado y no me sobresalta ver esa bestia en el espejo .

Para completar el asunto del BBC dip y las manipulaciones que en este caso requirió para el conjunto Usher, adjunto el esquema final de la red usada. Es la que mejor sonó y en este momento las estoy escuchando (lamentablemente ya no me pertenecen y pronto tendre que darles el beso de despedida).

[Amadeo]

Una preciosa curva, ¡si señor!. Y un filtro un tanto complejo para mí. Tienen que sonar realmente bien.
Cualquier día de estos paso por Cracovia para que ajustes mis cajas. a cambio te invito a comer en ALEF

Un saludo

[Witold Brzozowski]

Demos que lo antes escrito a Amadeo sea el caso no 2 (efectos del valor del condensador del tweeter) y veamos el caso no 3.

Caso no 3: los efectos del ESR (equivalent series resistance) del condensador.

Condensadores los hay de muy variada calidad y producente. Cual elegir? Que pasa si usamos un condensador del mismo valor (uF), pero ESR distinto?

[Witold Brzozowski]

El aumento del valor del ESR baja la curva de la respuesta del tweeter (siempre). Lo interesante es que en la curva de respuesta un ESR menor de 0,5 Ohm no introduce cambio alguno.

Conclusión: el ESR del condensador usado no debe ser mayor a 0,5 Ohm.

Amadeo:
Cuando quieras . Ya me siento invitado y espero que el ajuste resulte de tu agrado.

[Witold Brzozowski]

Caso no 4: efectos del DCR (resistencia) de la bobina

Tomemos como ejemplo una red de cruce Acoustic-Reality de mayores ordenes (2do y 3er grado respectivamente). con bobinas L1, L2 y L3 de 0,08 uH (una bobina de cinta por ejemplo de Jantzen Audio), de 2,2 mH y de 0,5 mH.

En la grafica vemos el efecto de diferentes DCR de las bobinas:
valores 1 - 0,16 Ohm, 1,6 Ohm. 1 Ohm
valores 2 - 0,08 Ohm, 0,8 ohm 0,5 Ohm
valores 3 - 0,04 Ohm, 0,04 Ohm, 0,25 Ohm

Aparentemente, el efecto en la respuesta de la red varia para cada caso alterando la curva y con el aumento del DCR reduciendo en algo la sensibilidad de los drivers. SIn embargo esta reducción no es muy grave.

Conclusiones:
1 - el DCR no tiene importancia crucial a condición de que se usen DCRes no exageradamente altos
2 - para obtener la misma curva suele ser necesario tomar el efecto de un DCR mayor en cuenta y variar adecuadamente el valor/valores (mH) de la bobina/bobinas y el valor de la resistencia (aumento) para bajar en algo el tweeter sufriendo una general perdida de SPL ligera (imperceptible en la practica)
3 - estos ajustes requieren un medidor de inductividad preciso y los valores de las bobinas deben ser exactos.

[Witold Brzozowski]

Ahora veamos, disponiendo de bobinas de dado (elevado) DCR, si hay alguna posibilidad de ingerir en su funcionamiento. O sea, conseguir una curva de suma similar a la obtenida con bobinas de mayor calidad y precio (menor DCR), claro esta, perdiendo por lo menos 1 dB de SPL general.
Pues no siendo un metodo ortodoxo, existe el remedio.
Para conseguir un efecto similar en la curva de la red, es necesario anadirles resistencias a las bobinas, variar en algo sus valores y aumentar el valor de la resistencia principal.

[Witold Brzozowski]

Caso no 5: el punto de corte

Tomemos como punto de partida y ejemplo dos drivers: el Aurum Cantus ACF1 y el Monacor DT25N combinados en una red de cruce canónica de AR-SXO.
Para una respuesta mas o menos plana obtenemos el punto de corte en unos 3000 Hz (esquema a lo rapido, no me he esmerado mucho, es tan solo ilustración). Intentando mover el punto de cruce encontramos que alterando el valor de la bobina del tweeter y el valor de la resistencia se logra cambiar el punto de cruce, pero poco y el efecto en la curva de la zona de cruce resulta cada vez mas asqueroso.

obrazek inicial-3000

Ahora el intento de imponer el punto de cruce a 2600, 2800, 3400 y 3600 Hz.

[Witold Brzozowski]

Graficas de los puntos de cruce a 2600 y 2800 Hz.