[TUTORIAL] SOFTWARE para calcular @ CAJAS ACUSTICAS

[5h1n0b1_ClioSport]

Para los aventureros que tienen ganas de ver sus dotes de carpinteros e ingenieros y experimentar, les dejo unos programitas para poder jugar!!!

AVI Loudspeaker Design Program
Blaubox
Box Plot 3.0
DosBox
LSPCAD Lite
Mobile Design 1.2
Perfect Box 4.5
Thiele
WinISD
Speaker Box Design CAD

Recomiendo: "WinISD"
(Dejo tutorial abajo : "calculo de cajas y comparaciones")

Y aca el LINK para bajarlos :

http://diyaudiocorner.tripod.com/software.htm

[5h1n0b1_ClioSport]

TUTORIAL SOBRE EL Win ISD

INTRODUCCIÃ"N
La simulación por software del comportamiento de los drivers, y demás simulaciones de las cajas acústicas ha traído grandes avances en este aspecto. Las respuesta se puede predecir, lo que ahorra grandes cantidades de dinero y de tiempo, al no requerir la construcción de ninguna caja.
Muchos programas se han desarrollado con éste fin, pero entre todos ellos uno destaca por su versatilidad, facilidad de manejo, por la base de datos que ahorra dificultad y esfuerzo al usuario, y por un motivo muy importante: es gratis.
Se puede descargar una versión gratis en http://www.linearteam.org/

PRIMEROS PASOS.
El hecho de que el programa sea sencillo no quiere decir que sea obvio e inmediato, aparte de que requiere algunos conocimientos previos sobre las cajas acústicas, como la respuesta en frecuencia, para qué sirve una caja, qué es la frecuencia de resonancia.... Puede ser útil leer el siguiente documento:
Cajas acústicas.
Para empezar: ¿qué se puede hacer con el WIN ISD?
• Se puede predecir la respuesta de un woofer una vez ensamblado en una caja.
• Se pueden simular varios tipos de caja, los más usuales:
• Caja cerrada.
• Caja bass-reflex.
• Caja paso-banda 4º orden.
• Caja paso banda 6º orden.
• Se pueden calcular filtros pasivos de 1er y 2º orden.
• Se pueden calcualr filtros activos de 1er y 2º orden.
• Se pueden generar sonidos (barridos de frecuencias y ruido blanco)

Para ello contamos con una base de datos de gran tamaño con la gran mayoría de los drivers que se pueden encontrar en el mercado. De esta manera no tenemos que introducir nosotros los datos, aunque es posible crear una base de datos propia.
El método a seguir para simular una caja se presenta a parte. En el caso de la caja bass-reflex se muestra detalladamente todo el proceso de elección del altavoz, tipo de caja, y se explica en detalle para qué sirve cada gráfica, cómo se interpreta y qué es lo mejor. La lectura de este apartado es obligad para comprender el funcionamiento y sacar el máximo partido.

Aspecto del Win ISD


CREACIÃ"N DE UN NUEVO DRIVER.
Es posible que dispongamos de un driver que no esté en la amplia base de datos del Win ISD, o que difieran de los que proporciona el fabricante, o simplemente que no existan y nosostros mismos los hallamos medido.
En este caso deberemos introducir los datos a mano. Esto no es un problema, se tarda poco y podemos almacenar ese driver en una base datos propia y nuestra.
Para eso seleccionamos el botón "new" en la barra de botones. Aparecerá la ventana que se muestra a la derecha.


Entonces debemos pulsar el botón llamado "new" que hay a la derecha del combo que contiene los drivers, y aparecerá ua ventana como la de la derecha.
Rellenamos todas las casilas con cuidado de no confundir ninguna casilla ni ningún valor, pero con algo más importante: no confundir las unidades. No es lo mismo mm que m, ni pulgadas..
Conviene dar un nombre al driver antes de nada. Cuando terminemos pulsamos Ok, y queda almacenado en nuestra base de datos. Si se comete algún error es posible editar estos datos posteriormente.




SIMULACIÃ"N DE UNA CAJA ACÚSTICA:

BASS-REFLEX, paso a paso.
Vamos por fin a lo interesante, a simular una caja.
A la derecha se ve la pantalla de inicio del win ISD. Sale una ventana llamada "plot window" que contiene 4 pestañas con 4 posibles gráficos. No hay gráficas porque todavía no se ha simulado nada.
También hay una barra con botones debajo del menú.


El primer paso para simular una caja es seleccionar "new" en la barra de botones. Tras pinchar sale una pantalla como esta. Es la base de datos donde se encuentran los drivers.
Se pueden ver dos opciones llamadas "program database" y "own drivers". La primera es la base de datos que adjunta el Win ISD, la otra es una base de datos propia que podemos ir haciendo nosotros.

Si desplegamos el combo veremos la gran cantidad de drivers disponibles. Es posible desplazarse entre ellos tecleando rápido el nombre, aunque normalmente con pulsar la primera letra de la marca es suficiente para encontrar el modelo deseado rápidamente.
En este caso elegimos el scan Speak 18W8545 Una vez seleccionado pulsamos "next" y pasamos a la siguiente ventana.


Aquí se selecciona el tipo de configuración que vamos a usar. Se puede usar más de un woofer por caja, este programa permite hasta 100, que en un caso real no es posible.
Se puede usar de modo normal o en configuración isobárica. Ésta última configuración consiste en usar dos drivers, uno en cada extemo de una cámara, los dos se mueven en la misma dirección y cada driver hace la mitad del trabajo. De esta manera la caja necesaria requiere la mitad del volumen de un sólo driver.
Sólo se emplea en casos donde el volumen es crítico (car audio, etc...)
En nuestro caso utilizaremos un sólo driver en configuración normal


Ahora estamos en el último paso. Seleccionar el tipo de caja.
El programa nos muestra una barra con un indicador llamado EBP. Este indicador muestra cómo alcanzar el óptimo entre la extensión en graves y el volumen de la caja, ya que muchos altavoces en caja sellada pierden los graves y otros requerirían una caja bass-reflex de dimensiones exageradas.
Cuanto mayor sea EBP más adecuada será una caja bass-reflex, y cuanto menor sea, más adecuada será la caja sellada.


Tras haber pulsado "finish" vemos que la última ventana desaparece y ha aparecido una como la de la derecha. Detrás de ella, en la ventana "plot window" ha aparecido una gráfica.
Si pinchamos sobre ella pasa a primer plano.


Eso deja el aspecto como el de la derecha. A continuación pasamos a explicar qué significa cada pestaña de la ventana "plot window".
La pestaña en la que nos encontramos por defecto, "gain" muestra la respuesta normalizada de la caja. Se puede estirar la ventana arrastrando la esquina inferior de la "plot window", así se observa con más detalle.
Esta gráfica tiene las frecuencias en el eje X y dBs en el eje Y. Es por tanto la respuesta en frecuencia.
Esta gráfica muestra varias cosas, las más destacables son:
• El punto de -3dB. Se suele tomar como referenca para indicar la caída de la caja. Es donde la gráfica verde qe nos ha salido corta con la ralla horizontal morada. Conviene que éste punto esté lo más bajo en frecuencia posible.
• El punto de -6dB. En algunos subwoofer se usa este punto en vez del de -3dB.Conviene también que éste punto esté lo más bajo en frecuencia posible.
• La pendiente de caída. Unas cajas decaen más rápido que otras, es mejor que decaiga de manera suave y poco pronunciada, pero la realidad es que las cajas que decaen así (las cerradas) tienen menos respuesta en graves


Ahora seleccionamos la pestaña "phase". Veremos una pantalla como esta.
En el eje X sigue estando la frecuencia, pero en el Y está la fase.
La fase es la fase con la que reproduce el altavoz. Depende en gran medida de la caja. Lo ideal es que la fase se separe lo menos posible de 0, y como no se puede evitar, que se separe de 0 lo más bajo en frecuencia en posible.
Las cajas cerradas sólo llegan a reproducir con un desfase de 180º, las bass-reflex con 360º. Una vez más hay que elegir entre un parámetro (extensión en graves) u otro (fase)


Siguiente pestaña, SPL (Sound Pressure Level).
Muestra el nivel de presión sonora ante una entrada determinada (luego se vé dónde se puede modificar). Ésto no es modificable de manera inmediata, sin modificar la respuesta normalizada. Sirve más bien para comparar entre varios drivers.


...y la última pestaña, group delay.
El retardo de grupo (group delay) es una medida de cómo cambia la fase respecto a la frecuencia La fase es una medida del retraso temporal que lleva una onda. Por esto, el retardo de grupo debe ser lo más constante posible, para que se emitan todas las frecuencias en el instante temporal que les toca, sin retrasarse o adelantarse a otras.
Esto es una cosa que otra vez más es mejor en las cajas cerradas, y también hay que elegir.
Cuando se está exprimiendo la respuesta del driver el group delay suele descontrolarse a una frecuencia y ésta gráfica muestra un pico. Esto debe evitarse, esta gráfica debe ser lo más plana posible, aunque no a costa de la respuesta.


MODIFICAR LA CAJA
Ahora que a sabemos qué es la información que dan las custro gráficas, podemos pasar a explicar las características de la ventana (1)Vented...
Normalmente el Win ISD presenta un caso óptimo para extender lo máximo posible la respuesta en frecuencia, y un tamaño razonable.
Pero nosotrso podemos modificar esto a nuestro antojo, si queremos una caja con unos graves más profundos y laxos debemos aumentar el volumen y reducir la frecuencia de sintonía ("tuning frec"), en cambio si queremos un grave "pegón", a costa de reducir la extensión en graves debeos hacer una caja más pequeña, y aumentar "tuning frec"

Por cada driver que usamos (se pueden usar varios para comprar cuál es más adecuaod a nuestro proyecto) se mostrará una ventana como esta. Vemos que también tiene varias pestañas. La primera que aparece por defecto es esta, "driver", en la que podemos modificar el número de drivers y su configuración, pero no el modelo.


La sigiente pestaña, "box". Es aqui donde podemos modificar las caracaterísticas de la caja para adecuarlas a nuestras necesidades. A veces, reducir un 10-20% el volumen de la caja no tiene consecuencias apreciables, pero puede servir para que quepa en un determinado espacio.
Los efectos de aumentar el volumen son que se produce un pico en la respuesta. Eso es la contribución al sonido que tiene el port del bass-reflex.
Si se disminuye, se sigue creando el pico, pero se reduce de manera notable la extensión en frecuencia.
Si se aumenta la frecuencia de sintonía, se ve que se produce el pico, y que se pierde respuesta en graves.
Si se reduce esta frecuencia, vemos que la caída es más gradual, la pendiente es menos abrupta, pero no se puede mantener la respuesta plana.

Hay una opción de optimizar la respuesta en función de las necesidades, se puede pinchar en el esquema de la caja con el botón izquierdo, y entonces sin levantarlo se arrastra el ratón.
• Los movimientos horizontales controlan el tamaño de la caja. A la derecha más volumen.
• Los movimientos verticales controlan la frecuencia de sintonía. Arriba más frecuencia
Se puede observar que la gráfica cambia en tiempo real, y que los text box de la frecuencia de sintonía y el volumen se ponen en verde y también cambian de valor.


La siguiente pestaña es la del conducto, llamada "vent". Aquí si hay cosas que se pueden modificar al antojo y en función de las necesidades.
Hay varias opciones como el número de conductos, el diámetro de éstos, y la forma. Cuando se pincha encima del circulo se convierte en un cuadrilátero, y se puede elegir el alto y el ancho.
En función de estos parámetros se indica la longitud que debe tener el conducto.
Existe otro indicador, el vent match, que indica si el conducto se comportará correctamente a toda potencia. Cuanto más bajo mejor. Esto se consigue haciendo más ancho el conducto, pero cuanto más ancho, más largo debe ser, y esto reduce el espacio de la caja. Así que hay que tener cuidado.


Otra pestaña: plot.
Desde aquí se puede modificar el color y el grosor de la gráfica. Pero hay otra opción más interesante, es la de cambiar la potenica de la entrada, y la distancai a la que se percibe.
Las consecuencias de esto se pueden ver en la pestaña SPL de "plot window", y son.
• Cada vez que se dola la potencia, se suman 3dB.
• Cada vez que se dobla la distancia, se restan 3dB.
Esto puede servir para comparar dos drivers con diferentes eficiencias, para saber con cuántos W iguala uno al otro.


Y la última pestaña: project.
Aquí se pueden introducir datos del proyecto como el autor, una descripción y luego, pulsando en el botón "show as text" se pueden obtener informes detallados


Como este de la derecha, donde vemos que se pueden sacar los datos numéricos de las gráficas, y se pueden exportar al portapapeles, a un archivo de texo o a un archivo propio de Win ISD..


Por último, si estamos conformes con el resultado obtenido en la simulación, existe una utilidad para sacar las medidas de la caja de manera automática.
Se encuentra en la pestaña "box", en el botón llamado "box shape".
Cuando se le presiona emerge una ventana con un esquema de una caja, y varios combos de texto. Entre ellos, el primero, "box shape" define si la caja será un paralelepípedo o tendrá un lado oblicuo. Lo normal (aunque no mejor) y más fácil de contruir es el paralelepípedo recto.
La siguiente muestra la anchura de las paredes, y acto seguido las dimesiones exteriores. Es ovbio que cuando el espesor de la pared es cero, es como las dimensiones interiores.
Y lo más interesante, el botón "Optimun", calcula las dimensiones óptimas siguiendo la proporción Áurea. (0.618:1:1.618)


SIMULACIÃ"N DE UNA CAJA ACÚSTICA SELLADA
Ahora simularemos una caja cerrada.
Volvemos a estar en la pantalla de inicio del win ISD. Selecionamos "new" como en el caso anterior


Tras pinchar sale una pantalla como esta. Es la base de datos donde se encuentran los drivers.
Como antes, podemos elegir entre los de la base de datos del Win ISD o los nuestros propios.


En este caso elegimos de nuevo el Scan Speak 18W8545 Una vez seleccionado pulsamos "next" y pasamos a la siguiente ventana.


Aquí se selecciona el tipo de configuración que vamos a usar.
En nuestro caso utilizaremos un sólo driver en configuración normal


Ahora estamos en el último paso. Seleccionar el tipo de caja.
Y aquí está la única diferencia en todo el proceso, que en vez de seleccionar "vented" selecionaremos "closed"
Y pulsamos "finish"


Ahora vemos que la ventana es ligeramente diferente, lo único que cambia es que no tiene la pestaña "vents" (lógico, una caja cerrada no lleva conductos), y el aspecto de la pestaña "box" ha cambiado ligeramente.
Vemos que no hay casilla con "tuning frecuency", sólo hay una que marca el volumen. Variando éste volumen se varía l arespuesta de la caja. Más volumen hace que la respuesta decaiga muy suavemente, pero que se pierda la respuesta plana. Un volumen menor del óptimo hace se produzca un pico en la respuesta , y que el punto de -3dB esté a una frecuencia más alta.
Temenos un indicador llamado Qtc que no se puede modificar. Marca la Q de la respuesta. Esto se explica porque la respuesta de la caja cerrada es similar a la respuesta de un filtro activo de paso alto, y la Q también recibe los nombres de Buttewoth, Bessel, Tchevychev...
Un inciso en esta explicación, sobre el comportamiento del driver, para Q<0.5 (Bessel) el comportamiento está subamortiguado, es decir, el driver resuena libremente a la frecuencia de resonancia. Esto no es conveniente ya que ofrece una pobre respuesta temporal a Fb. Aunque posiblemente esté enmascarado por la sala. Pero aún así el desplazamiento del driver no está contenido y puede ser peligroso.
Fb se puede calcular en la pestaña "phase" en el punto que la fase es 90º. O también en el punto que el "group delay" es máximo.

 


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FUENTE: PCPAUDIO.COM

EDICION Y ADAPTACION: CLUBDELAUDIO.COM.AR
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[5h1n0b1_ClioSport]

COMPARACIÃ"N ENTRE UNA CAJA BASS-REFLEX Y UNA SELLADA CON MISMO DRIVER, usando la simulación,
En este apartado se comprueba una de las grandes ventajas de la simulación, que es comparar la respuesta entre dos tipos de caja.
Para empezar, debemos abrir dos proyectos con el mismo driver, pero con diferente tipo de caja. Esto se hace siguiendo los pasos de los dos apartados anteriores, es decir:
• Pulsar "new".
• Elegir un driver (el 18W8545).
• Elegir configuración normal con un sólo driver.
• Elegir caja bass-reflex (vented), y pulsar "Finish".

Ahora que ya tenemos la ventana del gráfico y la ventana (1)Vented ..., sin cerrar nada seguimos los pasos del apartado "caja cerrada", que son:
• Pulsar "new".
• Elegir un driver (el 18W8545).
• Elegir configuración normal con un sólo driver.
• Elegir caja cerrada (closed), y pulsar "Finish".
Y veremos la patalla como se muestra a la derecha.


Ahora pasamos a examinar los gráficos resultantes, y analizarlos en detalle. Pinchamos sobre la ventana "plot window" y vemos lo que hay a la derecha.
La gráfica amarilla, la de la caja cerrada empieza a decaer excesivamente pronto, el punto de -3dB (donde corta con la línea morada) está entre 60 y 70 Hz, mientras que en la bass-reflex corta a 40Hz, una diferencia sustancial.
En este aspecto es mejor la caja bass-reflex, y es un aspecto de mucho peso.


Si pasamos a la pestaña phase en "plot window", veremos que la fase de la caja bass-reflex se separa demasiado de 0, concretamente hasta 3001 a 10Hz, a pesar de que hasta 60 son prácticamente coincidentes.
En este aspecto es mejor la caja cerrada


En la pestaña SPL, como se trara del mismo driver, vemos que dan el mismo resultado que la pestaña "gain", ya que "gain" es la gráfica normalizada del SPL.


En la última pestaña, "grupo delay", vemos que la gráfica de la bass-reflex es la menos constante, cuando se trata de que sea lo más constante posible. En la bass-reflex llega a 13ms (casi audible) y en la cerrada no llega a 4ms. Esto es un indicador de la "rapidez" en la respuesta.
En este aspecto es muy superior la caja cerrada.


Pero ahora vamos a dejar la ventana "plot window" y nos centraremos en las ventana (1)vented.. y (2)closed...
En la pestaña "box" de ambas cajas se puede observar el volumen necesario para cada caja.
En la caja bass-reflex el de 47,4 litros y el de la cerrada es de 26.9 litros. El primero hace obligado el uso de una columna, el segundo permite utilizar una caja estilo monitor de estantería.
Y esta es la comparación, la caja cerrada tiene todas las ventajas menos la más importante y decisiva, la extensión en graves. Y la bass-reflex tiene todas las desventajas, excepto la extensión, su punto fuerte.

En este caso la eleción depende del diseñador, con ambos se pueden obtener buenos resultados, con sus pro y sus contras, ambas son realizables. Pero se puede dar el caso de que una caja bass-reflex requiera 400 litros frente a 100 de una cerrada, donde la elección está claro que va a la cerrada, simplemente por cuestiones de caber en el salón, etc...
Al igual que eso, se puede producir el caso contrario, que la extensión de graves de la caja cerrada sea tan pobre que no merezca la pena, aparte de tener un volumen ridículo de 2-3 litros. en ese caso la elección es la bass-reflex con los ojos cerrados.

Una forma de evitar esta última disquisición, que puede ser problemática para neófitos es dejarse guiar por EBP, un indicador que aparece en el momento de elegir el tipo de caja, y que marca esta decisión de manera muy acertada.



COMPARACIÃ"N ENTRE UNA CAJA BASS-REFLEX CON DOS WOOFER DIFERENTES, usando la simulación
En este apartado se comprueba otra de las grandes ventajas de la simulación, que es comparar la respuesta entre dos woofer distintos en un mismo tipo de caja.
Para empezar, debemos abrir dos proyectos con diferente driver, pero con el mismo tipo de caja. Esto se hace siguiendo los pasos de los apartados anteriores, es decir:
• Pulsar "new".
• Elegir un driver (el 18W8545).
• Elegir configuración normal con un sólo driver.
• Elegir caja bass-reflex (vented), y pulsar "Finish".

Ahora que ya tenemos la ventana del gráfico y la ventana (1)Vented ..., sin cerrar nada seguimos los pasos del apartado "caja cerrada", que son:
• Pulsar "new".
• Elegir driver (Scan Speak 21W8554).DERECHA->
• Elegir configuración normal con un sólo driver.
• Elegir caja bass-reflex (vented), y pulsar "Finish".


Las dos gráficas están en verde y no es posible distinguirlas. Para arreglar eso pinchamos en la barra verde del 21W8554 y veremos lo que hay a la derecha.
Seleccionamos el color rojo.


Y veremos la patalla como se muestra a la derecha, más familiar a esta alturas y perfertamente legible.


Ahora pasamos a examinar los gráficos resultantes, y analizarlos en detalle. Pinchamos sobre la ventana "plot window" y vemos lo que hay a la derecha.
La gráfica roja, la de la caja cerrada tiene el punto de -3dB (donde corta con la línea morada) a 50 Hz, mientras que en la verde del 18W8545 corta a 40Hz, una diferencia sutil.
En este aspecto es mejor el 18W8545.


Si pasamos a la pestaña phase en "plot window", veremos que la fase del 21W8554(rojo) es prácticamente coincidente con la del 18W8545 (verde), pero es mejor la del 18W8545 porque en la banda útil está más próxima a cero. De todas formas la diferencias son tan sutiles que no es crucial.


En la pestaña SPL si se ven diferencias. El 21W8554 es más eficiente, 2 preciosos dBs, y además con la contribución de esos dos dBs la respuesta en graves es casi coincidente. Eto es muy importante a la hora de elegir el resto de altavoces. Un altavoz potente de medios puede traer problemas para atenuarlo 2dB o más si requiere resistencias de gran potencia.


En la última pestaña, "group delay", vemos que la gráfica roja se separa menos de 0, y es menos irregular que la del 18W8545. Por lo tanto, es mejor la del 21W8554


Al igual que antes, dejamos atrás la ventana "plot window" y examinamos las pestañas "box" de las ventanas (1) y (2)
La caja del 18W8545 sigue requiriendo 47 litros y la del 21W8554 sólo 23. La mitad de volumen para dar casi el mismo resultado, con más eficiencia y con unos puntos no obvios a favor y en contra que inclinarán la balanza.
El 21W8554 mueve más aire que el 18W8545, por lo que dará más SPL a baja frecuencia.
El 21W8554 no puede funcionar en sistemas dos vías, por la gráfica de respuesta que tiene, con un pico a partir de 1200Hz no se puede enlazar con ningún tweeter, requiere un altavoz de medios.



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FUENTE: PCPAUDIO.COM

EDICION Y ADAPTACION: CLUBDELAUDIO.COM.AR
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[jorge clio mil dos]

wow ... igual tengo que confesarte que en la mitad del primer post me aburri de leer.... jaja pero es re completo...

[5h1n0b1_ClioSport]

wow ... igual tengo que confesarte que en la mitad del primer post me aburri de leer.... jaja pero es re completo...

La verdad que es para aventureros y con mucho tiempo........!

[Chermannn]

Gran aporte Shino.... 

Gracias!



Abrz...-

[5h1n0b1_ClioSport]

Gran aporte Shino.... 

Gracias!



Abrz...-

[lea466]

muy buen aporte!!! me gusto che!!

[5h1n0b1_ClioSport]

muy buen aporte!!! me gusto che!!

[clio504]

tenes razon son para aquellos que se quieren o son ingenieros, o q buscan la perfeccion , yo lo calculo a ojo y oido y q salga lo q dios quiera jajjjajajajjaj

[5h1n0b1_ClioSport]

tenes razon son para aquellos que se quieren o son ingenieros, o q buscan la perfeccion , yo lo calculo a ojo y oido y q salga lo q dios quiera jajjjajajajjaj

Calculalos litros y la sintonia con este programita... y vas a ver que diferencia logras!!!