Por favor, ¡mantenga las distancias!
Cómo se colorean entre sí las bobinas de los crossovers
¿Qué era eso de las bobinas de choque?
Están formadas por hilo de cobre esmaltado y bobinado, y reducen la corriente alterna que circula por ellas al aumentar el tono o la frecuencia. Deben su capacidad de bloquear más o menos los sobretonos al magnetismo. Todo conductor eléctrico, incluido el hilo de cobre, genera un campo magnético a su alrededor cuando circula por él una corriente eléctrica. Y es precisamente este campo magnético el que induce tensiones contrarias en el conductor, que aumentan constantemente a medida que aumenta la frecuencia de la corriente alterna.
Pero ahora viene la "letra pequeña": el campo magnético generado por una bobina también llega a los inductores vecinos, en los que induce tensiones alternas. Por tanto, durante la reproducción musical, cada bobina del crossover transmite señales a otras bobinas próximas, lo que puede afectar al sonido de los altavoces. Se diseñó un montaje experimental para tener una primera impresión de si esta inducción externa es audible o despreciable.
Un generador de tonos
fue la fuente de señal y un amplificador envió sus tonos sinusoidales con uno a dos vatios a través de una bobina con una resistencia de carga aguas arriba. La bobina servía de transmisor, por así decirlo, y una segunda se colocaba cerca como receptor. Los extremos de los cables se conectaban a los terminales positivo y negativo de un altavoz. Resulta difícil creer la claridad con la que se oían los tonos sinusoidales a través del altavoz hasta la gama de agudos, y eso sin ninguna conexión eléctrica entre el amplificador y el receptor.
Este experimento demostró que la influencia mutua de las bobinas en un crossover no es en absoluto insignificante. Pero, ¿qué hacer?
Ensayo y error
Los cambios en la posición de las bobinas revelaron que el alcance de las interferencias depende principalmente de dos factores que se pueden controlar: la distancia entre las bobinas y su alineación geométrica. Y para ser apenas audible, resultó adecuada una tensión de inducción de una milésima parte de la tensión original del amplificador, lo que corresponde a una relación señal/ruido de 60 decibelios. En otras palabras: si el amplificador envía 10 voltios a la bobina del transmisor, en la bobina del receptor no deberían medirse más de 10 milivoltios. El siguiente paso fue probar cómo colocar las bobinas para que se dejaran en paz. Para ello, un milivoltímetro sustituyó al altavoz de la figura anterior, e inicialmente dos inductancias diferentes sirvieron como sujetos de prueba: los distintos tipos de bobina disponibles en Intertechnik con 4,7 mH como transmisor y una bobina con núcleo de aire con 0,47 miliHenrios como receptor. Ambas son inductancias típicas para altavoces con impedancia de 8 Ohm: la grande para woofers, la pequeña para medios y tweeters.
En principio, también es concebible la distribución inversa de papeles, es decir, una inductancia pequeña como emisor y una grande como receptor. En la práctica, sin embargo, este caso es bastante raro, ya que las corrientes más altas suelen fluir por las bobinas grandes situadas delante de los woofers. El siguiente diagrama ilustra cuánta energía eléctrica llega a cada una de las ramas de un altavoz de tres vías.
Si se separa un crossover a 400 Hz y 3,5 kHz, el woofer recibirá de media alrededor del 56 % de la potencia de salida del amplificador al reproducir música, el controlador de medios alrededor del 34 % y el tweeter el 10 %. La curva roja subyacente en el diagrama se basa en análisis espectrales de varias grabaciones de pop, rock, jazz y música clásica.
La distribución de potencia del ruido rosa o del ruido IEC y DIN sólo debe servir aquí como comparación, ya que estos tipos de ruido pueden resultar familiares para algunos.
Campo de dispersión e inductancia
Los experimentos mostraron que la sensibilidad de una bobina (receptora) a las tensiones de interferencia inducidas externamente aumenta con su inductancia. Incluso con una colocación o alineación óptimas, a menudo es necesaria una distancia de 20 mm o más entre bobinas vecinas para reducir las señales de interferencia a -60 dB. Esto es especialmente importante para las inductancias en el rango medio en términos de sonido, sobre todo porque las bobinas del woofer también dispersan las señales de frecuencias medias y altas, que impiden en gran medida que lleguen al propio woofer debido a su inductancia.
Las pruebas revelaron las siguientes correlaciones: con el doble de inductancia de la bobina emisora (10 mH en lugar de 4,7 mH), la distancia mínima especificada en las tablas siguientes se redujo en torno a un 30 %. Por el contrario, con sólo la mitad de la inductancia de la bobina transmisora, la distancia mínima aumentaba en torno a un 50 % con respecto a los valores de la tabla.
Lo contrario ocurría con las bobinas receptoras: si se duplicaba su inductancia de 0,47 mH a 1,0 mH, se requería una distancia de alrededor del 50 % superior a la de la bobina transmisora. En cambio, si la inductancia de la bobina receptora sólo se reducía a la mitad, su distancia a la bobina transmisora podía ser en torno a un 30% menor que la indicada en las tablas siguientes.
A continuación se indican las distancias mínimas que se determinaron utilizando el montaje de prueba descrito anteriormente, comenzando con bobinas redondas o en forma de rodillo.
Bobina en forma de rodillo en pos. X A1 a A3: Alineación de la bobina receptora con la bobina emisora .
A1 A2A3
| Pos.X | Bobina del transmisor | A1 Alineación LU32/26 | A2 Orientación LU32/26 | A3 Orientación LU32/26 |
| 1 | HQS 32/26 | 37 | 10 | 0 |
| 2 | COT 92/39 | 50 | 15 | 0 |
| 3 | DR 56/35 | 63 | 15 | 0 |
| 4 | HQP 56/35 | 55 | 20 | 0 |
| 5 | HQP 62/47 | 63 | 28 | 0 |
| 6 | HQ 58/46 | 67 | 36 | 0 |
| 7 | CUARTEL GENERAL 43/45 | 65 | 37 | 0 |
| 8 | DR 56/61 | 75 | 58 | 0 |
| 9 | TO 10 | 5 | 38 | 5 |
| 10 | LU 92/39 | 41 | 6 | 0 |
| 11 | LU 120/55 | 43 | 18 | 0 |
Distancia mínima entre las bobinas en milímetros para una tensión de interferencia de -60dB.
Pos. X : Posición u orientación de la bobina emisora con 4,7 mH
A1, A2, A3 : Alineación de la bobina receptora (0,47 mH, LU32/26) con la bobina emisora vecina
Las bobinas cuya designación empieza por HQ, DR o P tienen núcleos de ferrita de diferentes tipos, COT significa una bobina con núcleo de polvo Corrobar, TO para una con núcleo toroidal y LU para bobinas de aire. Las bobinas de aire sin materiales magnetizables en las proximidades de sus arrollamientos (véanse los puntos 10 y 11 de la tabla) generan a su alrededor un campo de dispersión magnético igual de intenso que las bobinas con núcleo, y ambas variantes requieren distancias comparables respecto a sus colegas en la cruceta. La dirección de devanado del hilo de cobre de las bobinas vecinas tiene aquí la mayor influencia: si es la misma para ambas, como en el caso A1, las bobinas deben guardar una gran distancia, mientras que si los devanados son perpendiculares entre sí, como en A3, las bobinas pueden incluso estar en estrecho contacto sin interferirse mutuamente. La bobina de núcleo toroidal TO 10 (véase el punto 9 de la tabla) parece estar aquí un poco desalineada, lo que se debe a su bobinado especial alrededor del núcleo toroidal.
¿Cuáles son las distancias mínimas cuando se cambia la posición de la bobina transmisora?
Bobina enrollada en pos. Y A1 a A3: Alineación de la bobina receptora con la bobina emisora.
A1A2A3
| Pos.Y | Bobina del transmisor | A1 Alineación LU32/26 | A2 Orientación LU32/26 |
A3 Orientación LU32/26 |
|
1 |
HQS 32/26 | 16 | 64 | 0 |
| 2 | COT 92/39 | 55 | 95 | 3 |
| 3 | DR 56/35 | 45 | 105 | 0 |
| 4 | HQP 56/35 | 40 | 90 | 0 |
| 5 | HQP 62/47 | 43 | 97 | 7 |
| 6 | HQ 58/46 | 48 | 107 | 0 |
| 7 | CUARTEL GENERAL 43/45 | 36 | 100 | 0 |
| 8 | DR 56/61 | 50 | 105 | 0 |
| 9 | TO 10 | 13 | 13 | 10 |
| 10 | LU 92/39 | 56 | 90 | 0 |
| 11 | LU 120/55 | 60 | 100 | 0 |
Distancia mínima entre las bobinas en milímetros para una tensión de interferencia de -60dB.
Pos. X: Posición u orientación de la bobina emisora con 4,7 mH
A1, A2, A3: Alineación de la bobina receptora (0,47 mH, LU32/26) con la bobina emisora vecina
Si se cambia la posición de la bobina emisora, también se aplica lo siguiente: Si el sentido de devanado de las bobinas emisora y receptora es el mismo, como es el caso de A2 en esta ocasión, se requiere una distancia muy grande para que no se afecten audiblemente entre sí. Sólo si sus bobinados son perpendiculares entre sí, como en el caso de A3, las bobinas pueden acercarse bastante. La bobina de núcleo toroidal Torobar TO 10 (punto 9 de la tabla) es de nuevo una excepción debido a su bobinado especial de alambre alrededor del núcleo toroidal.
No todas las bobinas de reactancia son redondas o con forma de rollo. Y especialmente las que tienen un núcleo magnetizable de transformador o de chapa de hierro resultaron ser algo peculiares en cuanto a su dispersión, como muestran los siguientes datos de medición.
Transformador y bobina con núcleo en I como transmisor A1 a A3: Alineación de la bobina receptora
con respecto a la bobina transmisora
Pos. X
Pos. Y
A1A2A3
Partida Z
| Pos.X | Bobina del transmisor | A1 Alineación | A2 Alineación | A3 Alineación |
| 1 | I 78 | 5 | 85 | 3 |
| 2 | I 96 | 16 | 90 | 3 |
| 3 | I 130 | 34 | 105 | 0 |
| 4 | I 150 | 40 | 110 | 5 |
| 5 | FE 96 | 20 | 20 | 0 |
| 6 | FE 130 28 | 19 | 0 | 0 |
| Pos.Y | Bobina transmisor | A1 Alineación | A2 Alineación | A3 Alineación |
| 1 | I 78 | 5 | 63 | 63 |
| 2 | I 96 | 7 | 77 | 5 |
| 3 | I 130 | 20 | 90 | 5 |
| 4 | I 150 | 29 | 98 | 5 |
| 5 | FE 96 | 0 | 33 | 25 |
| 6 | FE 130 | 0 | 0 | 35 |
| Pos.Z | Bobina del transmisor | A1 Alineación | A2 Alineación | A3 Alineación |
| 1 | I 78 | 0 | 0 | 72 |
| 2 | I 96 | 0 | 0 | 81 |
| 3 | I 130 | 0 | 8 | 90 |
| 4 | I 150 | 0 | 3 | 92 |
| 5 | FE 96 | 10 | 50 | 5 |
| 6 | FE 130 | 18 | 60 | 0 |
Distancia mínima entre las bobinas en milímetros para una tensión de interferencia de - 60 dB.
Pos. X a Z : Posición de la bobina emisora con 4,7 mH
A1, A2, A3 : Alineación de la bobina receptora (0,47 mH, LU 32/26) con la bobina emisora
La "I" en las designaciones de las bobinas corresponde a un núcleo en forma de barra de chapa de transformador, la "FE" a núcleos de transformador estándar en forma de letra E
Así es:
Las ilustraciones siguientes muestran la mejor forma de colocar las bobinas en las líneas de cruce para minimizar las interferencias mutuas. Visto desde arriba.
Bobina en forma de rodillo Bobina en forma de rodillo
Dirección de bobinado
Las bobinas vecinas se influyen lo menos posible entre sí si sus devanados son perpendiculares entre sí. Las flechas azules ilustran la dirección del devanado.
Transformador y bobina Núcleo I y bobina
El sentido de arrollamiento de las bobinas con transformador o núcleo en I también debe ser perpendicular al de la bobina vecina.
A ser posible, ¡no así!
Emisor DR56/61 Receptor HQ40/30
con 4,7mHcon 2,7mH
268mm
La influencia resultó ser asombrosamente grande cuando la bobina receptora (HQ 40/30 en este caso) también tenía una inductancia alta y ambas bobinas estaban colocadas prácticamente cabeza con cabeza. Se necesitaba una distancia de unos 27 cm para obtener una tensión de interferencia de -60 dB.
Conclusión
Cuando circula corriente alterna, las bobinas de choque necesarias para los altavoces envían energía magnética a las demás bobinas del crossover e inducen tensiones alternas en ellas, lo que puede perjudicar el sonido del altavoz. Esta molesta propiedad es más o menos inherente a todos los tipos de bobinas, tengan o no un núcleo magnetizable.
Sin embargo, el impacto negativo de este efecto puede reducirse significativamente colocando y alineando las bobinas individuales de forma que sus direcciones de devanado sean perpendiculares entre sí y espaciando los inductores unos centímetros en caso de duda.
Pero, ¿a qué tipo de casos dudosos nos referimos?
Si, por ejemplo, se utilizan varios inductores grandes en la gama de baja frecuencia, que dificultan la colocación y alineación óptimas en la placa de cruce debido únicamente a sus dimensiones, éste es un caso de duda. Los fuertes campos magnéticos de las bobinas de graves cercanas pueden incluso modularse entre sí, lo que da lugar a ruidos de interferencia muy peculiares.
Y es probable que las inductancias más grandes (1,0 mH y más) en la rama de medios sean especialmente sensibles a las interferencias de las bobinas de woofer, ya que la sensibilidad de las bobinas receptoras aumenta con su inductancia. Además, la dispersión de inductancias incluso grandes no sólo contiene bajas frecuencias, como podría pensarse, sino casi todo el espectro audible.
Por otra parte, las bobinas de la rama de tweeter reaccionarán de forma más sensible a las bobinas en serie situadas delante de los transductores de medios que a las grandes inductancias para la gama de graves. Al menos si están alineados con los grandes colegas como se recomienda más arriba. Esto se debe a que cuanto mayor sea la inductancia de la bobina emisora y menor la de la bobina receptora, menor será el efecto de dispersión electromagnética.
Si las dimensiones de la placa de cruce no permiten una distancia suficiente entre las bobinas, se recomiendan placas separadas, por ejemplo una para los graves y una segunda para la gama de medios y agudos.
Berndt Stark
