DREAM SOUND

como proteger altavoces al usar matrices xmd y amplificadores xa-h

Calculadora de limitador para Matrix XMD

Calculadora de limitador para Matrix XMD

Introduce los datos del altavoz y el amplificador para calcular los umbrales del limitador.

Datos del Altavoz

Datos del Amplificador XA-H

Resultado del Limitador

Umbral RMS (Threshold) en dBu: -
Umbral Pico (Threshold) en dBu: -
Relación (Ratio): 10:1 o Inf:1 (Sugerido)
Ataque RMS (Attack): 10 a 100 ms (Sugerido)
Ataque Pico (Attack): 0 a 10 ms (Sugerido)
Liberación RMS (Release): 5 a 10 veces el tiempo de Ataque (Sugerido)
Liberación Pico (Release): Rápido en ms o dB/s (Sugerido)
Filtro Pasa-Altos (HPF) en Hz: -

ES MAS FACIL QUEMAR UN ALTAVOZ CON UN AMPLIFICADOR DE BAJA POTENCIA QUE CON UNO DE MAYOR POTENCIA

Puede sonar contra intuitivo, pero es una de las mayores concepciones erróneas que hay en la industria del audio, y que solo los mas expertos entienden sobre esto.  Acá en pocas líneas podrán dominar el tema

EL TEMOR DE los calculos de voltajes, impedancias, DECIBELES Y LA TENDENCIA A SOBREVALORAR LOS WATTS

los amplificadores finalmente le entrega a los altavoces son Voltios, el uso generalizado de los watts en la industria se debe a que son mas fáciles de comprender y de "vender". Con la información de este documento buscamos ayudarles a simplificar estos temas.

Información Técnica Importante

Acá damos los conceptos básicos requeridos para sacar el máximo provecho a su sistema de audio generando sonido cristalino y potente, minimizando el riesgo en sus altavoces.

¿por que necesitamos limitadores?

Los altavoces son dispositivos electro-mecánicos delicados que pueden dañarse si reciben demasiada potencia o señales con distorsión (como el clipping).


Las principales causas de daño en los altavoces son: (de click a cada titulo para ampliar la info)

Ocurre cuando la bobina móvil del altavoz se calienta excesivamente debido a una potencia promedio alta sostenida, lo que puede derretir o quemar la bobina. La potencia aplicada se convierte en gran parte en calor en la bobina. El limitador RMS (Root Mean Square) protege contra esto controlando la potencia promedio que llega al altavoz.
Sucede cuando el cono del altavoz se mueve más allá de su límite seguro (conocido como Xmax), lo que puede causar daño mecánico permanente a la suspensión o a la bobina móvil. Este movimiento es mayor en frecuencias bajas. El limitador de pico protege contra esto al limitar el voltaje máximo aplicado, que está directamente relacionado con la excursión del cono y trabaja en conjunto con el HPF (Filtro pasa altos) que es la frecuencia mínima en Hz que el DSP debería dejar pasar al amplificador-altavoz.
Es una forma severa de distorsión que ocurre cuando un amplificador recibe una señal demasiado fuerte y no puede reproducirla fielmente, "recortando" la parte superior e inferior de la onda. Esto genera armónicos adicionales y una señal de alta potencia muy dañina, especialmente para los tweeters (altavoces de altas frecuencias). Los limitadores establecen un límite superior al nivel de la señal, evitando que el clipping ocurra en el amplificador y protegiendo así los altavoce

¿Qué Son y Cómo Funcionan los Limitadores?

Un limitador es un tipo de compresor de audio con una relación (Ratio) muy alta, típicamente 10:1 o incluso infinito:1 (Inf:1). Funcionan como un control automático de volumen que reduce drásticamente el nivel de cualquier parte de la señal que supere un nivel establecido llamado Umbral (Threshold).


Los parámetros clave que usted configurará en la Matrix DSP para cada canal de salida conectado a un altavoz son:

El nivel (usualmente medido en dBu o Volts) por encima del cual el limitador comenzará a actuar. Un umbral más bajo significa que el limitador actuará sobre más partes de la señal.

En nuestras matrices XMD usamos este valor en dBu.

La cantidad de reducción de ganancia que se aplica a la señal que supera el umbral. Para un limitador, este valor debe ser alto, por ejemplo, 10:1, 20:1 o Inf:1, para que el nivel de salida no supere el umbral de forma significativa.

En nuestras matrices XMD tenemos preconfigurados los limitadores para que sean de infinito a 1.

El tiempo que tarda el limitador en aplicar la reducción de ganancia completa una vez que la señal ha superado el umbral. Un tiempo de ataque rápido reacciona instantáneamente a los picos; un tiempo de ataque lento permite que los picos iniciales pasen antes de que el limitador actúe.

En nuestras matrices XMD usamos este valor en milisegundos (ms)

El tiempo que tarda el limitador en dejar de actuar y volver a la ganancia unitaria una vez que la señal cae por debajo del umbral.

En nuestras matrices XMD ya tenemos preconfigurado este tiempo para que sea 5 vece el tiempo de ataque.

Consideraciones Adicionales Importantes

La adecuada configuración de los limitadores en la Matriz DSP y el uso de un amplificadores con suficiente rango dinámico para que no genere distorsión como los DreamSound de la serie XA-H, son un excelente comienzo, pero la operación diaria del sistema y otras consideraciones son muy importantes de tener en cuenta.


Aca pueden encontrar 4 puntos mas:

Configurar los limitadores correctamente busca un equilibrio. Un umbral demasiado bajo o un ataque/release inapropiado puede resultar en una pérdida de dinámica audible o en artefactos de compresión desagradables. Los cálculos proporcionan un punto de partida seguro, pero siempre es recomendable escuchar el resultado y ajustar finamente los parámetros de Ataque y Liberación. Si observa que el limitador está actuando constantemente con mucha reducción de ganancia (más de 6 dB), es posible que deba revisar sus niveles de mezcla o la ganancia general del sistema.
Asegúrese de que la ganancia general del sistema de audio esté configurada correctamente, evitando que la señal llegue a la DSP o al amplificador ya con clipping. El clipping en cualquier punto de la cadena de señal anula la protección de los limitadores
Su amplificador Serie H puede tener una capacidad de potencia pico (usando señal de prueba de 3dB de Factor de Cresta FTC) que es el doble de su potencia RMS continua. Para aprovechar esta capacidad y permitir que el altavoz reproduzca picos dinámicos (que requieren un factor de cresta más alto, típicamente 6dB o más para música), la capacidad continua del amplificador debería idealmente ser el doble de la capacidad continua del altavoz. Nuestros cálculos de umbral se basan en los límites del altavoz para protegerlo. Si el amplificador tiene una capacidad de voltaje pico mayor que el V_pico_altavoz, el limitador de Pico asegurará que el altavoz no se dañe.
Siempre use los valores proporcionados por los fabricantes de sus altavoces y amplificadores. Las pruebas que realizan se basan en estándares específicos (como AES2-1984 para altavoces)
PROCESO DE IMPLEMENTACION

PASO A PASO

Para colocar los resultados del calculador de valores de limitacion en la matriz XMD se deben de seguir los siguientes pasos.

PASO 1:  ANALISIS INFORMACION ALTAVOZ
Encuentre las especificaciones del altavoz a manejar y obtenga los valores de potencia RMS real y pico en Watts, la impedancia en Ohms y cual es su respuesta de frecuencia en Hz dentro de una tolerancia de +/-6dB.  Si tiene valores de +/-3dB o +/-10dB puede basarse también en estos, siendo mas conservador con la info de +/-10dB.  Si no tiene el valor de tolerancia, ponga mucho cuidado porque realmente no sabe cual es el comportamiento del altavoz.


PASO 2: ANALISIS INFORMACION AMPLIFICADOR

Encuentre las especificaciones del amplificador a manejar y obtenga los valores de potencia continua con menos de 1% de distorsión en la impedancia requerida.  Anote también cual es la sensibilidad de entrada a la potencia continua,  en la serie XA-H se puede seleccionar entre 29dB, 32dB, 35dB y 38dB que son el multiplicador de voltaje de entrada, es decir según los voltios que le entregue la Matrix DSP por cuanto los multiplica hacia el altavoz.

paso 3: coloque la info en el calculador

Diligencie los datos del calculador y anótelos para colocarlos en la Matrix XMD. No importa si el amplificador esta en Bridge, el cálculo para el umbral del limitador (en dBu) para proteger el altavoz se basará en el voltaje límite seguro del altavoz y la ganancia del amplificador, no en la capacidad máxima de voltaje del amplificador en bridge. El hecho de que el amplificador en bridge sea mucho más potente (por ej 1500W) que el altavoz (por ej 500W) significa que el amplificador tiene un gran "margen" (headroom) antes de distorsionar (clipping) pero  el umbral del limitador (en dBu) para proteger ese altavoz se basará en el voltaje límite seguro del altavoz y la ganancia del amplificador, NO en la capacidad máxima de voltaje del amplificador en bridge ni el los watts.



paso 4: estructura de ganancia

Cuando este usando nuestras matrices XMD con los amplificadores XA-H se puede despreocupar de esto.  La matriz XMD puede entregar hasta +18dBu de salida (6.16V) en 600ohms, y los Amplificadores XA-H tienen una entrada de 20Kohms, lo que significa electrónicamente una perdida imperceptible de ganancia y con 6.16V el amplificador XA-H tiene mas que suficiente para entregar toda su potencia limpiamente, solo seleccione la sensibilidad de entrada que mas le convenga, siendo 38dB la de mayor multiplicación sin problema, pero inclusive la de 29dB suficiente para muchísimos casos.  Ya lo único es ajustar las perillas de ganancia en el amplificador XA-H de manera que el led de amarillo indicador de clip solo encienda esporádicamente cuando se lleve el sistema al máximo, es decir cuando la Matrix también muestre esporádicamente el clip. Con esto la estructura de ganancia quedo configurada.

PASO 5: INGRESE LSO DATOS EN EL LIMITADOR

Vaya al software de programación de la matriz XMD y en la sección de salidas (Outputs) busque el  algoritmo de limitador (Limiter).  Enciéndalo y coloque en Threshold  y en Release los valores que le entrego el calculador.  No se preocupe por la relación (Ratio) ni por la liberación (Release), el algoritmo ya los calcula internamente.

Hasta la fecha la Matrix XMD solo tiene un limitador por canal, así que tiene que decidir si desea proteger el altavoz de la potencia RMS o de los Picos.  En futuras evoluciones pondremos 1 limitador para los Picos y un compresor para los RMS.  

Nota: Al colocar el limitador con los valores RMS de una vez esta asegurando que los picos están protegidos, lo que esta haciendo ahí es por el interés de la protección, sacrificando el rango dinámico.  En sitios donde los operarios tienden a abusar es mejor usar este valor, si hay operarios mas "consientes" pueden usar los valores de potencia continua del altavoz o inclusive la de picos para alguien cuidadoso.

paso 6: ingrese datos hpf y revise estructur

Finalmente en el software de programación de la matriz XMD en la sección de salidas (Outputs) busque el algoritmo de filtros (Filter).

Enciéndalo, en la selección de tipo coloque High pass, en la frecuencia, coloque el valor correspondiente que el calculador le informo.  Deje la ganancia en 0dB y la Q en 0.71 (1.893 Oct)  como viene por defecto

Ya puede colocar el sistema a sonar, revisando nuevamente que la estructura de ganancia este correcta desde las entradas hasta el amplificador, es decir, que ningún led indicador de Clip o distorsión se este encendiendo, si esto sucede en alguna etapa de la cadena baje la ganancia a la entrada de esa señal/ruta.




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