Filtro: Frecuencia Corte a partir de valores de componentes

[fjvr]

Hola de nuevo a todos,
he estado realizando varias pruebas sobre el comportamiento de un filtro para unas minicajitas-monitor que he construido yo mismo.
Los drivers son: Tw: SS 2905/990000 Wf: VIFA P13MH00-08

Os cuento la historia:
- En principio, basándome en los cálculos de una página web, me decidí por un filtro paralelo de 2º orden Linkwitz/Riley en ambos drivers, corte en +/- 3500 hz, con una red zobel en el Wf y una L-pad de unos 3 db's en el Tw. El resultado: desastroso, no me gustó en absoluto, parecía que había un vacío en la zona media, e incluso ni se oían los graves. jugué con la polaridad de los altavoces, pero nada.

- Decidí cambiar el filtro en la zona de graves, quitando el condensador para dejarlo en un primer orden. La cosa cambió y ya se denotaba otra sensación, pero sabía que todavía no estaba todo hecho, los agudos preponderaban claramente en la zona media, ya que la bobina de 0,7 mH que tenía cortaba demasiado abajo.

- Cambié la bobina del Wf por una más pequeña (0,33 mH - corte en 3800 hz), para equilibrar la zona media, pero me encontré con otro problema. Sonaban bien cuando había pocos instrumentos, pero el sonido se embarullaba bastante cuando hay muchos, las guitarras sonaban muy emborronadas en la música rock e incluso las voces predominaban sobre la demás música.

- Aprovechando los condensadores que había quitado del Wf, cambié los que había en el Tw (3,9 uF) por estos de 2,5 uF. El cambio ha mejorado bastante, y aunque el Tw se ha quedado un poco bajo de sonido, puedo rebajar la atenuación de la L-pad, pero me dá la sensación que el Tw se ha quedado cortado demasiado arriba.

Todavía intuyo que lo puedo mejorar, y por eso mi pregunta. Debido a los cambios realizados ya no sé en que frecuencia estoy cortando realmente. ¿hay alguna forma/formula de obtener la frecuencia de corte a partir de los componentes utilizados?. La configuración actual es:
Wf: bobina serie=0,33 mH ; Zobel cond.= 4,2 uF, R=8 ohm
Tw: Cond serie=2,5 uF; bobina paral.=0,55 mH; L-pad= 1,4 ohm serie + 15 ohm paralelo.

Bueno, espero no haberos aburrido con todo el rollo, yo me lo he pasado en grande, aunque con sesiones largas de escucha, pero ya va siendo hora de ir acabando con las cajitas, que hay que empezar otras.
Muchas gracias de antemano.

[avf111]

¿Has probado con la "medicina alternativa"?
http://matrixhifi.com/foro/viewtopic.php?t=2468

un saludo
Avf

[pepo]

lo tuyo, más bien, es magia.

[fjvr]

¿Has probado con la "medicina alternativa"?
http://matrixhifi.com/foro/viewtopic.php?t=2468

Gracias avf111, la verdad es que lo estuve pensando antes de empezar, pero ahora ya es demasiado tarde, quiero terminar. Además pensé que el doble filtro de 2º orden L/R funcionaría a la primera, o a lo sumo con alguna pequeña variación.

Acabo de cambiar el condensador del Tw por uno de 3,3 y voy a bajar a 1 ohm la resistencia de la L-pad, a ver que tal, ya os contaré.

¿En serio que nadie se conoce la fórmula? ¿Me vais a dejar que me vaya a buscar por ahí como una rata de biblioteca?

Saludos,

[tramador]

Hola fjvr:

¿En serio que nadie se conoce la fórmula? ¿Me vais a dejar que me vaya a buscar por ahí como una rata de biblioteca?

Saludos,

No hay formula definitiva para diseñar el filtro de unos altavoces, y menos si te fías de los calculadores teóricos de alguna web. Ni siquiera el mejor simulador va a asegurarte que el resultado sea el óptimo (aunque pueden ayudarte mucho si logras dominarlo ).
Son muchos los parámetros que influyen en el diseño del filtro, no sólo los parámetros de los drivers, sino también el recinto, la sala, tus gustos personales....

Si te ves muy perdido, prueba con el filtro serie que Avf te ha indicado. El resultado no decepciona nunca, tan sólo es cuestión de ir ajustándolo a tu oído-sala. Con los valores de bobinas que tienes puedes jugar a ponerlas en serie o paralelo para lograr otros valores, compra alguna resistencia más ( 3R3, 3R9, 4r7, 5R6 cerámicas de 8-10 watios que son baratas), algún condensador electrolítico más gordo (12, 15, 22 mF) y unas bobinas de 0,10 milihenrios y a experimentar...


Leete toda la información que hay en el foro sobre este tipo de filtros


Saludos.
Rafa.

[fjvr]

Hola fjvr:

No hay formula definitiva para diseñar el filtro de unos altavoces, y menos si te fías de los calculadores teóricos de alguna web. Ni siquiera el mejor simulador va a asegurarte que el resultado sea el óptimo (aunque pueden ayudarte mucho si logras dominarlo ).
.

Hola Rafa,
realmente no me estoy refiriendo a la fórmula para el diseño de los altavoces. Eso lo tengo claro, teoricamente puede parecer de una forma, pero en la práctica, hay tantos factores que influyen, que es la propia percepción la que debe dar la clave del resultado final.

De hecho, a falta de decidirme sobre los ajustes finales, ya prácticamente lo tengo concluido.

Me refiero a la ecuación (fórmula matemática teórica) para despejar la frecuencia de corte en función de la bobina y el condensador en el filtro de 2º orden utilizado para el Tw.
Si a partir de una Frec de Corte se obtienen los valores de los componentes de un filtro (a partir de un valor -> se resuelven varias incógnitas), más fácil será despejar dicho valor a partir de los componentes ya dados (varios valores -> una incognita).

Sólamente es para tener registrado, y conocer con valores refrendados lo que realmente estoy haciendo. No me importa el valor en sí, este será el que sea: el que mejor me suene, más bien es sacar mis conclusiones en función de los valores producidos.
Tampoco necesito los valores exactos, pues como bien dice avf111, cualquier cambio en el valor de un componente, afecta al resultado general y así lo he podido comprobar en la realidad.

Saludos y gracias,

[juanma666]

Hola fjvr, no sé si ésta calculadora que aparece en el enlace que te pongo puede servirte, o más bien si es lo bastante precisa, para lo que buscas.

http://www.pcpaudio.com/pcpfiles/doc_al ... sivos.html

Espero que te valga.

Un abrazo.

Juanma.

[fjvr]

Hola fjvr, no sé si ésta calculadora que aparece en el enlace que te pongo puede servirte, o más bien si es lo bastante precisa, para lo que buscas.

http://www.pcpaudio.com/pcpfiles/doc_al ... sivos.html

Hola Juanma, precisamente de aquí obtuve los valores del filtro 2º orden Linkwitz/Riley que implementé en primer lugar.
Se obtienen los valores de los componentes en función de la Fc, pero no al revés.

Saludos,

[Rozalen]

Sacado del catálogo Monacor:

2 vías, 12dBs octava:

L = (225 * Z) / Fc
C = 112500 / (Fc * Z)

Unidades : mH, Hz, Ohm, microF. Z es la impedancia del cono para el que estás calculando el filtro, Fc es la frecuencia de corte.

Si quieres ampliar información: http://www.linkwitzlab.com/crossovers.htm

Saludos.

[wmaldito]

Otro más
http://ccs.exl.info/calc_cr.html

este permite variar la z para ajustar algo más, tambien lpad y zobel

[fjvr]

L = (225 * Z) / Fc
C = 112500 / (Fc * Z)

Negativ Rozalen,
con estas formulas, me sale para una L de 0,55 una Fc de 2500 y para un condensador de 2,5 una Fc de 7500.

¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿ ????????????

Se necesita otra ecuación que relacione la FcL con la FcC o una formula que contenga la L y la C a la vez.

Saludos,

[Rozalen]

L = (225 * Z) / Fc
C = 112500 / (Fc * Z)

Negativ Rozalen,
con estas formulas, me sale para una L de 0,55 una Fc de 2500 y para un condensador de 2,5 una Fc de 7500.

¿¿¿¿¿¿¿¿¿¿ ????????????

Se necesita otra ecuación que relacione la FcL con la FcC o una formula que contenga la L y la C a la vez.

Saludos,

Creo que estamos hablando de cosas distintas. Las fórmulas que he puesto son para un filtro de segundo orden, es decir L-C para W y C-L para tw(entendiendo "-" como paralelo). No puedes disociar ese binomio.

si calculas por un lado la L y por el otro el C te saldrá algo parecido a primer orden o ... ¡Vaya usté a sabé!

[JoanTeixi]

Hola fjvr,

la fórmula que buscas creo que es la siguiente:

f= 1000000/(2*pi*raiz(L*C))

L en microenrios y C en microfaradios

te va a dar la frecuencia de resonancia del filtro de segundo orden, pero nada mas.

[piratysex]

muchas gracias por la info . Saludos

[fjvr]

te va a dar la frecuencia de resonancia del filtro de segundo orden, pero nada mas.

Gracias JoanTeixi, por lo menos ya hay una referencia para comparar con otras configuraciones del filtro.

Tampoco quisiera entrar en una espiral de preguntas, pero
¿que es exactamente la frecuencia de resonancia del filtro?
¿Cuantos dB's han caido en ese punto?

Gracias
Saludos,

[JoanTeixi]

Utiliza un simulador; te resultará mucho mas fácil.

Pero si te empeñas...

Zcondensador= 1/(2*pi*f*C) ; C en faradios

Zbobina=2*pi*f*L ; L en henrios


Como C y L van a variar de ubicación según el tipo de filtro, al componente en serie le llamaremos Z1 y al componente en paralelo Z2

Za será la impedancia del altavoz

Zp la impedancia equivalente al paralelo entre Z2 y Za

(te darás cuenta de que todos estos valores varían con la frecuencia)

Zp=Z2 // ZA = Z2*Za/(Z2+Za)

Ganancia del filtro= Gf = Zp/(Z1+Zp)


Ganancia en dB (en tension)= 20*log(Gf)


Consigue las curvas de los altavoces, los metes en un simulador como Speaker Workshop (por ejemplo), y te ahorrarás mucho trabajo.

[Luismax]

La configuración actual es:
Wf: bobina serie=0,33 mH ; Zobel cond.= 4,2 uF, R=8 ohm
Tw: Cond serie=2,5 uF; bobina paral.=0,55 mH; L-pad= 1,4 ohm serie + 15 ohm paralelo.

Hola.

Yo he filtrado el P13 varias veces y con esos valores te está pasando lo siguiente.

La bobina de 0,33 es muy pequeña y hace que la respuesta empiece a caer a la frecuencia calculada pero se mantenga o incluse remonte mucho más arriba interfiriendo con el agudo y o bien cancelándose en agujeros o bien sumandose en picos.

Ni la presencia del Zobel logra una pendiente constante. Si quieres aumentar el efecto del circuito debes poner más condensador (4,2 uF es muy poco.) Mínimo 8,2 uF. y la R puede bajar hasta 6,8 omhs.
Pero tampoco te servirá.

Es mucho más facil pasar a un segundo orden, y lo harás con solo dos componentes además.

Tienes que poner una bobina en serie de como mínimo 1mH
(Cualquier valor inferior implica que vas a tener los medios agudos varios decibelios por encima de los medios graves) y un condensador en paralelo de unos 5,6 microfaradios.
Con esto tendrás una pendiente de segundo orden perfecta para cruzar a unos 2500Khz. con el Tuiter.
Y tendrás que recalcular los valores para que el 9900 corte en esa zona.
Creo que necesitarás un condensador en serie de 6,8 uF y una bobina de 0,3 mH.
Y por último... el lpad: Calcula directamente una atenuación de unos 6dbs. Aunque el midwoofer declare una sensibilidad de 88dbs./1W y el agudo unos 91... la diferencia real una vez que filtras el midwoofer es muuuuucho mayor.
El dato del fabricante es al aire libre sobre un panel de gran tamaño.
Colocado el altavoz en una caja pequeña la diferencia de SPL entre el medio agudo dónde lo vas a cortar y el extremo grave puede ser de unos 6 dbs. Es el efecto del famoso "baffle step", el terror de los principiantes, que se produce cuando la radiación pasa de ser frontal 2pi a esférica 4 pi.

Yo por cierto yo lo tenía en tres vías, es posible que en un minimonitor de 2vs. para equilibrar completamente la respuesta la bobina del grave acabe siendo 1,5 mH o algo así.

Y por último independientemente de la correcta ejecución del filtro no esperes que ese Vifa te de algo similar a un grave decente. Simplemente no da graves, no da SPL por debajo de 100 Hz. y tiene muy poco xmax.

Saludos
Luismax

[fjvr]

Joder Luismax,
me has destrozado el chiringuito, voy a tener que empezar casi de nuevo. Bueno no importa, lo que más me frena es tener que ir a comprar componentes, desde Alcobendas a Palco, con los horarios que tiene esta gente es imposible pasarse al mediodia.

Hay una cosa que me choca y es porque eliges el corte Fc a 2500 Hz, cuando precisamente lo fuerte de los P13 es la zona media. ¿no sería mejor aprovecharlos un poco más en esa zona y cortar más arriba?

Sobre el tema de los graves ya me he dado cuenta, pero ahora
los quiero para campo cercano, para oirlos a un par de metros de distancia como mucho. En un futuro posiblemente los cambiaré para utilizarlos en 3 vias.

Muchas gracias por todo.

[fjvr]

Utiliza un simulador;

Si utilice lo que utilice, luego llega uno que sabe... y atomalpolculotoloquetenías.

En serio, están muy bien las formulitas, con un excel y una tabla de varias frecuencias en la zona de caida me apaño. Prefiero conocer este tipo de cosas ya que al menos te das cuenta de qué factores dependen ciertos eventos.

Todavía no sé lo que es 'Frecuencia de resonancia del filtro'.
He intentado buscar por el foro el concepto, pero no lo he encontrado.

Saludos

[Luismax]

Hay una cosa que me choca y es porque eliges el corte Fc a 2500 Hz, cuando precisamente lo fuerte de los P13 es la zona media. ¿no sería mejor aprovecharlos un poco más en esa zona y cortar más arriba?.

En mi opinión lo bueno de la zona media de cualquier midwoofer llega hasta poco más de 2 Khz.
A 2,5 Khz. y por encima siempre suena mejor y con menor distorsión un tuiter y si es el que tu tienes.... ni te cuento.