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Una unidad de control de altavoz de rango completo se define como un controlador que reproduce la mayor cantidad posible de la gama de frecuencias audibles, dentro de las limitaciones impuestas por las restricciones físicas de un diseño específico. El rango de frecuencia de estos controladores se maximiza mediante el uso de un cono silbador y otros medios. La mayoría de los sistemas de un solo controlador, como los de las radios o los diseños de altavoces de ordenador pequeños , no pueden reproducir todas las frecuencias audibles o todo el rango de audio audible (es decir, el sonido dentro del rango de audición humana).
Por lo general, una unidad de control de rango completo consta de un solo elemento de control, o bobina móvil , que se utiliza para mover y controlar un diafragma . A menudo, la estructura del cono incluye optimizaciones para mejorar el rendimiento de alta frecuencia. Por ejemplo, se puede montar un pequeño cono de bocina o silbador de baja masa donde se encuentran la bobina móvil y el diafragma, lo que aumenta la salida a altas frecuencias. La forma y los materiales utilizados en el cono y el silbador están altamente optimizados. Los fabricantes se esfuerzan por optimizar los materiales, el diseño y la construcción de cada componente para lograr un rendimiento óptimo y fidelidad de audio. Las tecnologías avanzadas, como los imanes de neodimio, los sistemas de enfriamiento de la bobina móvil y las guías de ondas, mejoran aún más las capacidades de los altavoces, lo que garantiza una reproducción precisa del sonido y minimiza la distorsión. [1]
Otro diseño utiliza una cúpula radiante en lugar de la tapa antipolvo habitual; es acústicamente activo. En la mayoría de los controladores de altavoces, estas tapas antipolvo están construidas de manera que sean relativamente inertes acústicamente. A veces, la tapa antipolvo adopta la forma de una pequeña forma cónica, que se afirma que mejora la dispersión a frecuencias más altas. Sin embargo, otros diseños simplemente modifican los materiales del diafragma y la cúpula/silbador en lugar de acoplar de manera flexible el diafragma para lograr un funcionamiento de rango completo. [ cita requerida ]
En algunos diseños, el diafragma principal puede estar acoplado a la bobina móvil mediante una unión flexible de modo que las vibraciones de alta frecuencia no se transmitan a él, sino que muevan el cono del silbador. La técnica de utilizar un diafragma acoplado de manera flexible (o modificado) para las frecuencias bajas y un silbador auxiliar o una tapa antipolvo modificada (cúpula) para la respuesta de alta frecuencia de un altavoz es una implementación mecánica de un crossover de audio .
Dado que los requisitos de un controlador de rango completo incluyen una buena respuesta tanto en frecuencias bajas como altas (que son contradictorias en términos de construcción física), un controlador de rango completo generalmente se limita a cubrir el espectro de audio por encima de quizás 100 Hz, dejando que las frecuencias más bajas sean manejadas o aumentadas por un subwoofer separado o por un diseño de gabinete especial para el refuerzo de baja frecuencia. Estos requisitos generalmente significan que el rango completo debe tener una buena sensibilidad (para frecuencias más bajas) con una bobina móvil ligera (para frecuencias altas): estos altavoces suelen utilizar un imán más grande o más potente de lo habitual, lo que mejora la sensibilidad y, por lo tanto, reduce el requisito de potencia en frecuencias bajas, además de permitir una bobina móvil más ligera. Además, muchos tienen excursiones máximas limitadas, lo que requiere gabinetes especiales que no requieren grandes excursiones a bajas frecuencias para una salida de gama baja razonable.
Hay raras excepciones que utilizan múltiples elementos para impulsar un diafragma común, pero estas no deben confundirse con los altavoces coaxiales que utilizan elementos separados y alineados concéntricamente para lograr el rango de reproducción deseado y no están, estrictamente, clasificados como controladores de rango completo.
Los parlantes de rango completo se utilizan en aplicaciones que van desde televisores y parlantes de computadora hasta sistemas de parlantes de alta fidelidad. El rendimiento del parlante se ve afectado sustancialmente por su carcasa, y las carcasas varían desde las mundanas cajas de plástico beige, en el extremo inferior de la escala, hasta las grandes cajas con bocinas con un rendimiento de audio espectacular.
Una empresa alemana, Manger, produce un altavoz de rango completo poco común en forma de un altavoz de diafragma plano con flexión diferencial, de aproximadamente veinte centímetros de diámetro. Manger afirma que su rendimiento, tanto en el nivel máximo como en la respuesta de baja frecuencia extendida, es bastante mejor que el de los altavoces de rango completo tradicionales.
Otro diseño inusual de controlador de rango completo es el controlador Walsh, popularizado en los sistemas de altavoces de alta fidelidad Ohm, donde reproducían casi todo el rango audible de frecuencias. Las primeras unidades Walsh eran grandes y caras. Estos controladores usaban un solo cono hecho con papel en la base, que reproducía frecuencias bajas, aluminio en el área media y titanio en la zona del mástil, para producir frecuencias altas. Las ranuras en el área de papel del cono, cubiertas con amortiguación de silicona, junto con almohadillas de espuma internas proporcionaban mecanismos para adaptar la respuesta de frecuencia para que fuera lo más plana posible. Los altavoces que usan el controlador Walsh todavía están en producción, aunque han adoptado un tweeter, por lo que ya no se califican como controladores de rango completo.
Una variante del controlador Walsh de la empresa German Physiks, con sede en Maintal, cerca de Frankfurt, está disponible en dos formas. Una utiliza un cono hecho de una lámina de titanio de 0,025 mm de espesor y una versión mejorada que utiliza fibra de carbono de 0,15 mm de espesor. Estos se utilizan en su gama de altavoces para audiófilos. [2]
Los altavoces electrostáticos de gran tamaño pueden considerarse altavoces de rango completo en el sentido de que son capaces de reproducir la mayor parte de la banda de frecuencia de audio.
Las unidades de control de rango completo se pueden encontrar en aplicaciones que van desde altavoces multimedia económicos hasta sistemas esotéricos más costosos; estos últimos suelen utilizar grandes líneas de transmisión o cajas con bocina para aumentar la salida de baja frecuencia. En la Web hay un grupo activo de construcción de altavoces para aficionados que se centra en los controladores de rango completo y las cajas para ellos.
Dado que todos los componentes electrónicos, mecánicos o acústicos de la cadena de reproducción degradarán, independientemente de su finalidad, los detalles finos; cuantos menos componentes haya entre los terminales del amplificador y la sala de escucha, mejor. Esto incluye los filtros de cruce convencionales de "kilohertz medio", que, además, destruyen la integridad natural de la estructura armónica mediante la separación abrupta de los armónicos de las frecuencias fundamentales. Estos problemas se evitan con el controlador de bobina móvil de cono único, que es a los altavoces lo que la rueda es al coche.
Edward James Jordan, entrevistado por TNT-Audio [3]
En los sistemas de sonido comerciales se utilizan una gran cantidad de unidades de control de rango completo, que pueden emplear varios controladores de rango completo de 200 mm (8"), montados en falsos techos o pequeñas cajas de "caja trasera". Estos transmiten música de fondo y anuncios a los trabajadores y visitantes en tiendas minoristas y espacios públicos. Si bien estos controladores se clasifican como "de rango completo", puede ser más preciso denominarlos controladores de "rango amplio", ya que sus capacidades de salida rara vez se extienden a los extremos del rango de frecuencia. Varios fabricantes construyen controladores de rango completo de diámetro pequeño (normalmente de 115 mm (4,5")) en cajas en miniatura, y muchos de ellos incluyen transformadores de línea de 25 o 70 voltios, para su uso en sistemas de sonido comerciales que emplean cables de altavoz largos. Algunos sistemas de altavoces de rango completo están diseñados con controladores de rango limitado y deben usarse con ecualizadores para aplanar y extender su respuesta de frecuencia, mientras que otros logran una respuesta aceptable sin asistencia electrónica. Hay sistemas de altavoces de rango completo que utilizan controladores individuales de hasta 15". [4]
Los críticos de los altavoces de rango completo citan su incapacidad para reproducir el rango completo de frecuencias de audio en amplitudes similares, lo que lleva a una reproducción inexacta de la señal de audio que se le envía. Reproducir múltiples frecuencias con el mismo diafragma puede aumentar la distorsión de intermodulación , un efecto no lineal que ocurre cuando una superficie intenta reproducir ambas frecuencias simultáneamente. La gravedad audible de la distorsión de intermodulación modesta no está bien establecida. El resultado es un grado de " mezcla de frecuencias ", aunque a un nivel relativamente bajo. Un altavoz de rango completo puede tener una salida reducida en ambos extremos de su rango de frecuencia, o una respuesta de frecuencia más severamente limitada, lo que resulta en un sonido más comprometido. Los partidarios de los altavoces de rango completo afirman una coherencia de fase superior, mientras que algunos críticos los describen como altavoces de rango medio que funcionan en sus límites o más allá de ellos. Algunos altavoces de rango completo se han desarrollado utilizando altavoces de 12" y 15", por ejemplo, Audio Nirvana, y han superado las limitaciones de graves de los altavoces más pequeños utilizando gabinetes bass reflex. Además, como la mayoría de los adultos no pueden escuchar por encima de 15 kHz, la falta de frecuencias altas generalmente no es un problema con los controladores de rango completo modernos y bien diseñados.
Después de muchos años de investigación y desarrollo, R2R Audio presentó en 2010 su producto estrella: un sistema activo de altavoces de rango completo de 15 pulgadas.