Hola amigos, el día de hoy les quiero comentar acerca de algo que he escuchado durante todo el tiempo que llevo dedicándome al audio. Se trata de personas que supuestamente son expertas en el diseño de cajas acústicas, y ofrecen a sus clientes cajas acústicas “especiales, personalizadas”, de acuerdo al tipo de música que se planea escuchar en ellas. Cuando uno se acerca a ellos para solicitar sus servicios, nos hacen una cierto interrogatorio, preguntándonos, entre otras cosas, el tipo de música que preferimos escuchar, para así desarrollar nuestra “caja acústica perfecta”. A cualquiera que lo agarren distraído podría al principio parecerle una situación ideal, un trabajo muy profesional y enfocado, hasta que quizá momentos después nos hagamos la pregunta: “¿…y qué pasaría si después de un rato deseara yo escuchar algún otro género musical como rock progresivo o balada en español… ya no funcionaría mi caja acústica…?
El diseño de la caja nos permite manipular el sonido…
Tratando de entender qué es lo que pretenden estas personas, me imagino que la idea es diseñar una caja acústica con una cierta curva de respuesta en frecuencia, la cual acentuaría algún rango específico de frecuencias según el género musical predilecto del cliente. Esto dista mucho de lograr los efectos deseados, por varias razones. La primera es que si bien alguna canción de cualquier género musical, digamos el Pop, presenta una marcada incidencia en cierto rango de notas graves, las cuales probablemente luzcan más y llamen mucho más nuestra atención si la caja las refuerza, muy probablemente otra canción del mismo género y probablemente hasta del mismo álbum no las comparta, por lo que toda la magia desaparecerá de manera instantánea y muy probablemente se escuche peor. El segundo punto es que si bien el diseño de la caja nos permite manipular el sonido, qué tanto podemos realmente hacerlo depende de las características del subwoofer en cuestión, de sus parámetros Thiele-Small.
En algunos casos tenemos muchas opciones y en otros no se puede hacer prácticamente nada, por lo que la promesa del diseño de acuerdo al estilo musical en muchísimos casos simplemente no va a ser posible. La tercera y más importante, es que la promesa de un equipo de alta fidelidad es intentar producir una réplica fiel del material original, no acentuar ni eliminar nada. Por ello es que se suele buscar la respuesta en frecuencia más plana posible, para que los instrumentos suenen de la forma y en las proporciones que el artista los concibió. Cuando se hace de esta manera, la experiencia musical suele ser la mejor posible y es absolutamente indistinto el género musical que reproduzcamos, desde música ranchera, rock progresivo o Mozart.
¡Meter 3 subwoofers!
Lo segundo que deseo platicar el día de hoy es acerca de la siempre latente inquietud de ponerle a un auto tres subwoofers. La experiencia nos dice que dos subwoofers suenan más fuerte que uno solo, y por ende tres deben sonar más que dos. Tres es un número mágico, ya que cuatro normalmente ya no caben en ningún auto, al menos no uno al lado del otro, mientras que tres en muchos casos sí suele ser posible. El problema de usar tres subwoofers son las impedancias, ¡no concuerdan con lo que quieren ver los amplificadores! Hace muchos años, antes de que los amplificadores Clase D fueran comunes, la impedancia mínima y óptima de un amplificador en modo puente era de 4 Ohms. Le podías poner un bajo de bobina sencilla de 4 Ohms, dos bajos de doble bobina de 4 Ohms en serie-paralelo para regresar a esos 4 Ohms, o cuatro bajos de 4 Ohms, también en serie-paralelo para llegar a esos mismos 4 Ohms, ¡pero no tres bajos! Ante esta situación al que se le prendió el foco fue a la marca JL Audio, que en su momento sacó la primera generación de sus subwoofers modelo W6.
Lo que distinguía a estos subwoofers era su doble bobina de 6 Ohms. Conectas las bobinas de cada subwoofer en serie para subirlos a 12 Ohms y luego conectas tres de estos subwoofers en paralelo para bajar a los 4 Ohms que necesitas, y ahí lo tienes: tres subwoofers que presentan los 4 Ohms que quieren ver los amplificadores del momento. De hecho trabajaban bastante bien y fueron muy populares.
Pero las cosas cambiaron, los amplificadores Clase D estables a 1 Ohm llegaron, sin embargo el deseo de usar tres subwoofers sigue presente. ¿Cómo le hacemos? Considerando que la gran mayoría de los subwoofers hoy día son de doble bobina de 4 Ohms, ¿cómo debemos conectarlos?
Vamos a ponerle números: Supongamos que tenemos subwoofers de doble bobina de 4 Ohms, cada uno de ellos con una sensibilidad de 88 dB SPL @ 1 watt / 1 metro, y contamos con un amplificador Clase D como el SUONO modelo D990.1, el cual promete 1,000 Watts RMS x 1 @ 1 Ohm.
Utilicemos la siguiente fórmula, la cual nos calcula la sonoridad en espacio abierto de un sistema de sonido en base a la sensibilidad y la potencia suministrada:
dB SPL = SENSIBILIDAD + 10 Log Potencia
Si le conectamos a este amplificador uno solo de estos subwoofers, tenemos:
Sensibilidad: 88 dB SPL @ 1 watt / 1 metro
Conectando las dos bobinas de 4 Ohms en paralelo la impedancia queda en 2 Ohms, y a esa impedancia el amplificador entrega la mitad de su potencia, es decir, 500 Watts RMS x 1 @ 2 Ohms:
88 + 10 Log 500 =
88 + 10 (2.69897) = 115 dB SPL
Si en lugar de un subwoofer ponemos dos:
Al duplicar el número de bajos, se ganan 6 decibeles de sensibilidad, es decir, nos quedarían en 94 dB SPL @ 1 watt / 1 metro.
Conectaremos las cuatro bobinas en paralelo, por lo que la impedancia caerá a 1 Ohm. El amplificador a 1 Ohm nos entrega 1,000 Watts RMS.
La potencia total que entrega el amplificador se divide entre el número de altavoces, en este caso 1000 Watts RMS / 2 subwoofers = 500 Watts RMS para cada uno.
Resolviendo…
94 + 10 Log 500 = 121 dB SPL, es decir, 6 decibeles adicionales, es decir, definitivamente mucho más poderoso que el sistema anterior.
¿Pero qué sucede si tenemos 3 subwoofers? No podemos conectar las 6 bobinas de 4 Ohms en paralelo, ya que la impedancia caería a 0.67 Ohms, es decir, fuera de la especificación del amplificador por lo que podríamos quemarlo. Siempre y en todos los casos hay que conectar todas las bobinas de un subwoofer, ya que no son “bobinas” sino un solo embobinado dividido en dos. Otro detalle es que siempre tiene que llegarle exactamente la misma cantidad de potencia a cada “bobina”, ya que de lo contrario el sistema definitivamente no trabajaría correctamente, no sumaría sus salidas, por lo que la opción de conectar de formas extrañas las seis bobinas entre sí para lograr una impedancia correcta, está descartada. La otra opción que se me ocurre, sin perder la garantía del amplificador, es conectar las bobinas de cada subwoofer en serie para subirlos a 8 Ohms, y luego los tres bajos en paralelo para bajar a 2.67 Ohms. ¿Qué sucedería? Calculemos…
De 1 a 2 subwoofers ganamos 6 decibeles de sensibilidad. De 2 a 3 subwoofers, como tenemos el 50% del doble de subwoofers adicionales, sólo ganamos el 50% de los decibeles posibles, es decir, 3 decibeles adicionales, por lo que la sensibilidad del trio de subwoofers quedaría en 97 dB SPL @ 1 watt / 1 metro.
El amplificador entrega 1000 Watts RMS x 1 @ 1 Ohm, pero a 2.67 Ohms entrega solamente 374.5 Watts, los cuales se repartirán entre tres altavoces, es decir, 124.8 Watts para cada uno.
Resolviendo:
97 + 10 Log 124.8 = 118 dB SPL
Analizando los datos, este sistema con tres subwoofers sonará menos fuerte que con dos, por lo que definitivamente no es el camino a seguir.
¿Cuál es la solución? Una solución óptima para alimentar tres de estos subwoofers es hacerlo con 2 amplificadores idénticos. Conectamos tres bobinas en paralelo a uno de ellos y las otras tres al segundo. ¿Cuáles serían los resultados?
Como ya habíamos expresado, tres subwoofers nos proporcionan una sensibilidad de 97 dB SPL @ 1 watt / 1 metro, eso no cambia.
Tres bobinas de 4 Ohms en paralelo nos presentan 1.33 Ohms. A esta impedancia nuestro amplificador capaz de entregar 1000 Watts RMS x 1 @ 1 Ohm, nos entregará 750 Watts RMS x 1 @ 1.33 Ohms. Como son 2 amplificadores, la potencia total entregada al trio de subwoofers será de 1500 Watts RMS. Tal potencia se divide entre el número de altavoces, es decir, 1500 watts RMS / 3 woofers = 500 Watts RMS por subwoofer.
Resolviendo:
97 + 10 Log 500 = 124 dB SPL
Como pueden ver amigos, la manera correcta de alimentar tres subwoofers de doble bobina de 4 Ohms es con la ayuda de dos amplificadores idénticos estables hasta 1 Ohm, un amplificador para cada tres bobinas. Para quienes les inquiete el que dos amplificadores compartan al mismo subwoofer, al ser cada “bobina” independiente, es decir, al no haber contacto eléctrico entre las dos “bobinas”, no hay manera en que los amplificadores entren en corto circuito, funcionarán perfectamente. El único detalle a cuidar es que el Voltaje de salida de los amplificadores debe ajustarse para que quede idéntico a dos decimales de precisión.
Interesante, ¿no lo creen? ¡Los invito a intentarlo en su próximo proyecto!
Artículo obra del Ing. Juan Castillo Ortiz, publicado en la Revista AudioCar #412
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