FILTRO PASIVO


Indice:

1.- Filtro Pasivo, ¿qué es?

2.- Vídeo Práctica: Funcionamiento de un Filtro Pasivo

3.- Filtro Pasivo, lo que también debes saber

4.- Conclusión

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1.- Filtro Pasivo, ¿qué es?

Un filtro pasivo es un circuito electrónico compuesto de resistencias, bobinas y condensadores (componentes electrónicos pasivos) cuya misión es dividir el sonido en varias bandas de frecuencia, como graves, medios y agudos para después aplicarlas a sus correspondientes altavoces.

Viene  en el interior de la caja acústica, o externo si es para instalaciones de sonido en vehículos.

Filtro pasivo en caja acústica reducido
Figura 1: Filtro pasivo interno en la tapa de una caja acústica.

2.- Vídeo Práctica: Funcionamiento de un  Filtro Pasivo

Vídeo en el que realizo el montaje de dos filtros pasivos, uno de 2 vías y otro de 3. Se visualiza la curva de respuesta en frecuencia de cada vía en un analizador de espectro de audio (RTA) Behringer  Ultracurve DSP 8024

En el siguiente enlace se puede descargar una Ficha de Prácticas más elaborada que utilizan mis alumnos de Formación Profesional de la rama de Telecomunicaciones. En ella, previo a la práctica, realizan los esquemas de montaje y la resolución de cuestiones preparatorias. Tras su revisión, proceden al montaje de la práctica y toma de medidas y/o datos.

Enlace a  Práctica “Cajas acústicas y filtros pasivos

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3.-  Filtro Pasivo, lo que también debes saber

Un filtro pasivo recibe la señal de la Etapa de potencia, por lo que ya está amplificada, al contrario de lo que sucede con un filtro activo el cual recibe una señal de bajo nivel (nivel de línea¹) de la mesa de mezclas. La entrada del filtro siempre va conectada al +1 y -1 del conector speakon, por tanto los terminales +2 y -2 de dicho conector quedan sin conectar.

Filtro pasivo pf115 cenital-reducida
Figura 2: Filtro pasivo de caja acústica DAS PF 115 usado en la vídeo práctica

¡ Ojo !  tanto las entradas, como las salidas (vías) del filtro pasivo tienen polaridad (positivo y negativo) que se debe respetar al conectar  los altavoces o el conector speakon.

Algunos filtros pasivos, como el mostrado en la figura 2 llevan unas lamparas de 12 voltios, como las que se colocan para iluminar las matrículas de los coches, que hacen de fusible, fundiéndose antes que la bobina de los altavoces. Es normal que cuando se aplique la potencia nominal a la caja acústica se enciendan.

Filtro pasivo de 3 vias - reducido
Figura 3: Filtro pasivo de tres vías usado en la vídeo práctica

En un filtro pasivo de tres vías como el de la figura 3, dispondremos de tres filtros básicos:

  • Filtro paso bajo para la vía de graves
  • Filtro paso banda para la vía de medios
  • Filtro paso alto para la vía de agudos

Este tipo de filtro pasivo, como los de las figuras 1, 2 y 3  es de primer orden¹. Uno de  segundo orden llevaría mas componentes electrónicos. Cuando deseamos un filtro de 2º orden o superior, se suele recurrir a un filtro activo.

Si  eres de los que busca nota y quieres ver como se monta un filtro pasivo de dos vías en una instalación de sonido en vehículo aquí tienes el vídeo donde lo explico (minuto 0′:50”), si sólo buscas el aprobado, ya sabes 🙂

Si no te has aburrido con el video anterior y quieres ver como va conectado un filtro pasivo en el interior de una caja acústica DAS DS 108, en este otro vídeo la destripo para enseñártelo (minuto 9′:52”).

Aclaraciones

Nivel de línea: una señal se considera que tiene un nivel de línea cuando ronda los 0 dBu que son 0,775 voltios de tensión eficaz. Equipos que entregan nivel de línea son: todo tipo de reproductores, mesas de mezclas, TV, móvil, etc, es decir todos aquellos que no sean un tocadiscos, un micrófono o una etapa de potencia.

Orden de un filtro: es la atenuación  en la salida del filtro a partir de la frecuencia de corte. Se mide en dB/octava. Un filtro de primer orden será de 6 dB/octava, uno de segundo orden: 12 dB/octava, uno de tercer orden: 18 dB/octava y así sucesivamente (saltos de 6 dB).

Orden de un filtro pasivo paso bajo
Figura 4: Orden de un filtro paso bajo

Vemos en la figura 4 como la pendiente de caída del filtro aumenta con el número de orden. Un orden superior es más deseable, pero el filtro será mas caro.

4.- Conclusión

En sonido profesional los filtros pasivos los encontraremos en el interior de las cajas acústicas  y si las vamos a utilizar en sistemas multiamplificados debemos anularlos para acceder directamente desde el conector speakon a los altavoces interiores.

Si eres un  friki del audio en vehículos también tendrás que poner filtros para que tu sonido tenga la calidad que buscas. Si tienes money pondrás un filtro activo y si no, pues varios pasivos que cuestan menos y también hacen su función. Piensa que cuando se pone un filtro activo luego hay que amplificar cada una de las vías, por lo tanto necesitas más etapas de potencia.

Un Saludo.

leandrogg68

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FILTRO ACTIVO


Indice:

1.- Filtro Activo, ¿qué es?

2.- Vídeo Práctica: Funcionamiento de un Filtro Activo.

3.- Filtro Activo, lo que también debes saber.

4.- Conclusión.

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1.- Filtro Activo o crossover, ¿qué es?

Un Filtro activo o crossover es un equipo de sonido que permite dividir el espectro de frecuencias audibles (de 20 Hz a 20.000 Hz) en varias bandas llamadas vías. Permite ajustar  la frecuencia inicial y final de cada vía, así como el nivel (volumen) de las mismas.

filtro activo behringer cx 3400
Figura 1: Filtro activo Behringer CX 3400

 

2.- Vídeo Práctica: Funcionamiento de un  Filtro Activo o crossover

Vídeo Práctica donde se pone en funcionamiento un filtro activo ECLER FAP 2-4 en modo tres vías .

Se visualizan las bandas de frecuencia de bajos, medios y agudos en la pantalla de un Analizador de Señales de Sonido (RTA Behringer Ultracurve DSP 8024) y se escuchan en tres cajas acústicas autoamplificadas DAS DS 108A.

 

En el siguiente enlace se puede descargar una Ficha de Prácticas más elaborada que utilizan mis alumnos de Formación Profesional de la rama de Telecomunicaciones. En ella, previo a la práctica, realizan los esquemas de montaje y la resolución de cuestiones preparatorias. Tras su revisión, proceden al montaje de la práctica y toma de medidas y/o datos.

Enlace a  Práctica “ Filtro activo

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3.-  Filtro activo o crossover, lo que también debes saber

En cualquier instalación para concierto, discoteca, auditorio, etc, vamos a encontrar un Filtro activo o crossover. Este equipo se conecta a la salida de principal de la mesa de mezclas (salida master) y tras dividir la señal entrante en varias bandas de frecuencia (vías) se aplica a las etapas amplificadoras  (etapas de potencia).
conexión filtro activo
Figura 2: Conexión de un Filtro Activo

 ¡Ojo!, cuando compramos una caja acústica lleva un filtro pasivo en su interior, si la vamos a usar en una instalación como la mostrada, debemos eliminar dicho filtro, conectando  el cable del altavoz de graves al +1 y -1 del conector speakon hembra de la caja y el cable del altavoz de agudos al +2 y -2 del mismo conector.

Con  un filtro activo tenemos el control de muchos parámetros, veamos algunos importantes tomando como ejemplo el filtro Behringer CX 3400 mostrado en la figura 1:

INPUT: Potenciómetro que controla el nivel de entrada de señal, intentaremos que ronde los 0 dB.

LOW CUT: Botón que activa un Filtro  paso alto (corte de graves), eliminando todas las frecuencias por debajo de 25 Hz.  Si nuestras cajas acústicas no son capaces de reproducir estas frecuencias ¿para qué queremos amplificarlas?, pues las eliminamos y ahorramos potencia en la etapa de potencia de graves.

XOVER FREQ: Potenciómetros que ajustan la frecuencia de cruce¹.

DELAY: Potenciómetro que aplica un retraso a la señal de hasta 2 milisegundos. Esto se utiliza cuando las dos cajas acústicas no están a la misma distancia del oyente. Al canal que se conecta la caja más cercana al oyente, se le aplica un retraso para que el sonido las dos cajas acústicas llegue en el mismo instante al oyente y no se produzca reverberación o en el peor de los casos eco. En condiciones normales estará a 0 milisegundos.

GAIN: Potenciómetros de control de nivel (volumen) de cada vía. Normalmente estarán a 0 dB  que significa que el nivel de salida ni se atenúa ni se amplifica.

MUTE: Botón para silenciar la vía (graves, medios o agudos).

INV: Botón para invertir la fase de la señal¹ de una vía.  Cuando a un altavoz se le aplica una señal de audio positiva (semiciclo positivo), empuja el aire hacia fuera, si por algún motivo esto no fuera así, hay una inversión de fase que hace que el sonido pierda calidad, pulsando el botón INV se soluciona este problema.

LIMITER: Botón para activar el limitador¹

THRESHOLD: Potenciómetro de ajuste del nivel de salida para el limitador

LOW SUM: Botón que convierte en mono las dos vías de graves. Lo normal es activarlo, ya que de esta forma obtenemos unos graves más contundentes.

En el siguiente video pongo  funcionamiento un filtro activo Behringer CX3400 (minuto 12:30).

 

Aclaraciones:

Frecuencia de corte : Aparece como una característica de los filtros. Si tomamos como ejemplo un filtro paso bajo, la frecuencia de corte será  aquella a partir de la cual el filtro no deja pasar la señal. Como esto no ocurre de una forma tajante, se considera frecuencia de corte aquella en la que el nivel de señal disminuye 3 dB (sobre un 30 %) respecto del nivel de las frecuencias anteriores. La cantidad de frecuencias de corte en un filtro depende del tipo de filtro: los filtros paso bajo y paso alto tiene sólo una frecuencia de corte y los paso banda y rechaza banda poseen dos.

filtro activo - frecuencia de corte
Figura 3: Frecuencia de corte de un filtro paso bajo

Frecuencia de cruce: Aparece como una característica de los filtros con varias vías. Es la frecuencia  límite de una vía del filtro  y comienzo de la siguiente, por lo tanto el número de frecuencias de cruce en un filtro activo será el número del vías menos uno.

Fase de la señal: Los altavoces tienen polaridad, si con una pila de 1,5 V aplicamos el positivo al positivo del altavoz y el negativo al negativo del altavoz, veremos como la membrana se mueve hacia fuera. Si se da el caso de que el altavoz de un canal no está en fase con el del otro, por una equivocación en la conexión del altavoz o de los cables que se han utilizado en el resto de la instalación, se produce una pérdida de presión acústica. Este efecto es muy notable en los graves, que suenan como huecos, sin fuerza. En los medios y agudos no es apreciable.

Limitador: Dispositivo electrónico al que se le establece un nivel de salida (volumen) y no permite que la señal saliente supere dicho nivel, independientemente del nivel aplicado a la entrada. Muy útil para proteger a las etapas de potencia, ya que no permitiremos que el crossover entregue más nivel del que acepte la etapa de potencia (normalmente de 0,7  a 1,1 voltios o  de 0 a 3 dBu )

4.- Conclusión

Si la instalación es de sonido profesional ( nada de HiFi ni doméstico) y se busca calidad y  control en la ecualización, el filtro activo o crossover es un elemento fundamental. Saber manejarlo asegurará el no tener fallas en las etapas de potencia y poder afinar mucho la ecualización ya que vamos a poder ajustar las frecuencias de cruce, el nivel de sonido en cada vía, delays y fase de la señal.

Si eres de los que estás pensando en montarte un home studio sencillito para hacer tus grabaciones domésticas, puedes prescindir del filtro activo, te ahorrarás bastante dinero, no solo por el precio de este, sino porque sólo necesitarás una etapa de potencia.

Un Saludo.

leandrogg68

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