Crossovers de primer orden: ¿panacea o problema?

Crossovers de primer orden: ¿panacea o problema?

Thiel-CS17-thumb.pngSiempre he alentado a los lectores a enviar correos electrónicos críticos porque es bueno tener comentarios. Pero un par de correos electrónicos en respuesta a mi reseña del THIEL TT1 se puso francamente desagradable. '¡No eres un audiófilo!' uno se enfureció en respuesta a mi comentario de que el TT1 es '... un altavoz más versátil que cualquier otro que Jim Thiel [el cofundador de la empresa fallecido] haya diseñado y probablemente un valor mejor que cualquier otro diseñado por Jim ...





Me acordé de esto cuando recientemente busqué en Google información para mi próxima revisión del nuevo subwoofer SmartSub 1.12 de THIEL. Encontré quejas apasionadas sobre la decisión de la compañía de alejarse de los diseños de fase coherente y los crossovers de primer orden que eran un sello distintivo del trabajo de Jim Thiel. en un Video de Youtube , un entusiasta del audio elogió los diseños de Jim Thiel como 'años luz por delante de lo que todos los demás tenían para ofrecer' y criticó a la compañía por ofrecer un nuevo producto que 'parece ser la misma basura de siempre que hemos visto en el mundo de los altavoces para los últimos 30, 40 o 50 años '.





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Desde un punto de vista comercial, es discutible si fue prudente que THIEL Audio abandonara los conceptos de diseño centrales de Jim Thiel, pero supongo que la mayoría de los diseñadores de altavoces habrían tomado la misma decisión que la nueva gente de THIEL. Eso no es porque sean tontos. No es porque lo que hacen sea 'basura' (no doy calificaciones de rendimiento de cinco estrellas a los oradores basura). No es porque 'no sean audiófilos'. Es porque entienden que los cruces de primer orden introducen una sorprendente cantidad de compensaciones, un punto que ninguno de los comentaristas que he visto criticando a THIEL Audio parece haberse molestado en investigar.





Tengo la suerte de haber pasado muchas horas discutiendo estos temas con el propio Jim Thiel. Lo visité dos veces en su laboratorio de desarrollo de productos y en su fábrica, y pasó por mi lugar de trabajo un par de veces para ayudarme a configurar oradores o conversar sobre lo que tenía en marcha. Puede resultar sorprendente para algunos que su enfoque estuviera profundamente arraigado en la ciencia y la ingeniería sensata. Que yo sepa, nunca se permitió la verborrea mística y las afirmaciones de interpretación difíciles de soportar que son comunes en el audio de alta gama, y ​​en nuestras discusiones a menudo desdeñaba las prácticas de audio caprichosas que no estaban firmemente respaldadas por evidencia científica.

Primero, algunos conceptos básicos para quienes los necesitan. El crossover es una red eléctrica que divide el sonido en graves para el woofer y agudos para el tweeter (y a menudo de rango medio para un controlador de rango medio). Un crossover de dos vías tiene dos filtros: uno que filtra los agudos del woofer y otro que filtra los graves del tweeter. (Un altavoz de tres vías agrega filtros que eliminan las señales de graves profundos y agudos superiores del controlador de rango medio). Estos filtros se caracterizan por la frecuencia a la que comienzan a atenuar una señal y por la pendiente de esa atenuación. Un filtro de primer orden atenúa a -6 dB por octava, un filtro de segundo orden a -12 dB por octava, y así sucesivamente. Estos filtros afectan la fase de una señal de audio, retrasando ligeramente algunas frecuencias en relación con otras.



El beneficio de un crossover de primer orden es que mantiene la fase de la señal original, siempre que el altavoz en el que se usa tenga los centros acústicos de los controladores alineados en el plano vertical, a menudo mediante el uso de un deflector frontal inclinado. . Siempre que su cabeza esté colocada de manera que sus oídos estén equidistantes de todos los controladores, la fase del sonido directo que llega primero a sus oídos no debería variar más que unos pocos grados. Es por eso que THIEL y otros fabricantes se refieren a esto como un diseño de coherencia de fase.

¿Cómo afecta esto al sonido que escuchas? He revisado quizás 10 altavoces THIEL desde principios de la década de 1990, así como varios otros diseños de fase coherente. Para mis oídos, el beneficio del diseño de coherencia de fase es que obtienes un escenario sonoro más envolvente, más parecido a lo que esperarías escuchar de un altavoz de panel como un MartinLogan o Magnepan, pero con imágenes más precisas que un panel dipolar. el altavoz puede producir. Es un gran sonido, uno que recomiendo encarecidamente a todos los entusiastas del audio que lo prueben por sí mismos en una sala de exhibición de distribuidores bien diseñada o en un programa de audio.





Tan agradable como puede ser el sonido de coherencia de fase, no está 'años luz por delante' de todo lo demás. Si los beneficios del diseño coherente de fase fueran tan grandes, más empresas de altavoces lo usarían, porque en su forma básica también es el crossover menos costoso que puede construir. Para un altavoz de dos vías, un crossover de primer orden requiere solo un capacitor, un inductor y una resistencia. Para cada pedido agregado en un filtro pasivo, necesita un capacitor o inductor adicional. Es por eso que el uso más común de crossovers de primer orden no es en altavoces para audiófilos, sino en barras de sonido, altavoces inalámbricos y sistemas de cine en casa en una caja. (Para el registro, los cruces de Jim Thiel eran increíblemente complejos, con numerosas redes agregadas para corregir las anomalías de impedancia y respuesta de frecuencia, pero la funcionalidad principal aún la proporcionaban esos tres componentes básicos).

Entonces, ¿cuál es la desventaja de los crossovers de primer orden? Hay tres: distorsión, duración del controlador y dispersión.





Como me dijo Jim Thiel, debido a que un filtro de primer orden no se atenúa tan abruptamente como los filtros de orden superior, un controlador utilizado con un crossover de primer orden tiene que exhibir un buen rendimiento dos octavas más allá del punto de cruce especificado, es decir, en un altavoz de dos vías con un punto de cruce de 2.3 kHz, un tweeter debe poder manejar señales tan bajas como 575 Hz y un woofer debe poder manejar señales tan altas como 9.2 kHz. Esto es especialmente difícil para un tweeter, ya que produce distorsión a un volumen alto y, a veces, conduce a fallas en el controlador (los primeros altavoces Thiel eran conocidos por sus tweeters). También puede excitar los 'modos de ruptura' del woofer o resonancias de alta frecuencia que producen distorsión.

Jim Thiel reconoció plenamente estos problemas y los resolvió en gran medida desarrollando tweeters con una excursión inusualmente larga de aproximadamente un cuarto de pulgada y mediante el uso de un controlador concéntrico de diafragma corrugado único que manejaba los medios y los agudos en sus modelos más recientes. Estos problemas también pueden reducirse mediante diseños de tres o cuatro vías.

El otro problema con los cruces de primer orden es la dispersión. Debido a que los filtros son relativamente poco profundos, ambos controladores son audibles simultáneamente cuando los sonidos están dentro de una octava de la frecuencia de cruce. Esto no es un problema si sus oídos están a la misma distancia de los conductores. Sin embargo, si sus oídos están más cerca de un controlador, si se pone de pie, lo que acerca sus oídos al tweeter, o se encorva, acercando sus oídos al woofer, los sonidos de los dos controladores ya no se escucharán. fase en todas las frecuencias. Estarán en fase en algunas frecuencias y desfasadas en otras, lo que significa que algunas frecuencias se aumentarán y otras se atenuarán, y ya no obtendrá una respuesta de frecuencia uniforme. (Los altavoces con cruces de orden superior también pueden tener este problema, pero en un grado mucho menor).

Una vez más, Jim Thiel se esforzó mucho para solucionar este problema, por eso muchos de sus diseños usaban una disposición coaxial, con el tweeter dentro de un altavoz de rango medio o woofer. Pero los diseños de controladores exóticos en los que confiaba tardaron años en desarrollarse, costaron mucho de fabricar y, a veces, le impidieron sacar nuevos modelos tan rápido como les hubiera gustado a sus socios comerciales y distribuidores.

Thiel-TT1-thumb.jpgTuve la suerte de revisar tanto el último altavoz que diseñó Jim Thiel (el CS1.7, que se muestra arriba) como el primer altavoz que la compañía diseñó después de la muerte de Jim (el TT1, que se muestra a la derecha). La diferencia fue dramática. El CS1.7, al igual que los altavoces de torre THIEL anteriores que había revisado, era algo delicado de colocar y no podía tocar la respuesta de graves y la dinámica que ofrecen muchos altavoces de precio similar, fue espectacularmente genial para grabaciones de audiófilos puristas de instrumentos acústicos, pero un elección cuestionable para música rock y pop más pesada o para cine en casa. Mientras tanto, el TT1 ofrecía mucha dinámica, no era quisquilloso con la ubicación y, en última instancia, ofrecía un sonido más neutral que funcionaba con cualquier tipo de música.

Por supuesto, los fanáticos de los viejos parlantes THIEL pueden insistir en que los nuevos parlantes no tienen nada de especial, que no son muy diferentes de lo que producen B&W, PSB y Revel. Eso es cierto. Y, por supuesto, muchos audiófilos prefieren un producto con idiosincrasias encantadoras a uno que ofrece un rendimiento objetivamente superior. Esta bien. Y, por supuesto, algunos ahora pueden alejarse de THIEL y dirigirse hacia Vandersteen, otra empresa conocida por sus diseños de coherencia de fase. Eso también está bien.

Lo que no está bien es afirmar que el altavoz de fase coherente (o, en realidad, casi cualquier otra tecnología de audio) está 'años luz por delante de lo que todos los demás tienen para ofrecer'. Al igual que cualquier otro producto de audio jamás fabricado, los altavoces de fase coherente representan una serie de compensaciones. Al comprender esas compensaciones, podemos tomar decisiones de compra inteligentes. No podemos tomar decisiones de compra inteligentes si basamos esas decisiones en una reverencia cuasirreligiosa por tecnologías, marcas o personalidades específicas.

Recursos adicionales
Los pros y los contras de varios subwoofers en HomeTheaterReview.com.
Cómo elegir un subwoofer para sonido envolvente o estéreo en HomeTheaterReview.com.
Revisión del altavoz de torre THIEL TT1 en HomeTheaterReview.com.

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