Grabador Portatil SONY TC-158 SD

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Grabador portátil SONY TC-158SD Audífonos Pioneer SE-305 Desmagnetizador TDK HD-11

El 7 de Mayo de 1.946 en la prefectura de Tokio, Tokio los ingenieros en telecomunicaciones Masaru Inbuka y Akio Morita fundan Totsuken, comenzó su actividad como taller de reparación de receptores de radio (radiotécnicos), luego fabrican radios portátiles de cuidado diseño, el éxito les permito expandir su mercado mas allá del archipiélago japonés, bajo el nombre de SONY construyeron grabadores de cinta magnética y equipos mas complejos, en los años ´60 ya tenían un amplio catalogo de equipos portátiles, que incluya recetores de onda corta y televisores monocromáticos, en 1.967 ya tienen equipos de audio de alta fidelidad: magnetófonos, amplificadores y receptores estereofónicos formaban parte de su primera oferta; en los 70´s lograron la excelencia técnica con equipos como el amplificador TA-F7, el tuner exclusivo de FM ST-J7, el tornamesa de muy alta gama PS-X9 y los altavoces SS-V9, junto con todo esto impulsaron nuevos formatos de video (videocorder, Betamax, mas adelante Video-8), de audio (Elcaset, Walkman sobre el Compact-Cassette de Philips), la sofisticación de su diseño, la estética y la amplitud de su oferta los convirtió en el mas importante fabricante japonés de equipos electrónicos.  SONY es sin lugar a dudas el gran fabricante japonés de equipos de sonido de alta fidelidad y de equipos de imagen de alta calidad mas versátil; apreciado de todos, ningún otro hizo tantas cosas e incursionó en tantos segmentos de la electrónica y el entretenimiento, pionero en formatos, destacado en calidad y con piezas fantásticas, en fin… SONY:-)

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Los grabadores portátiles son hoy para el aficionado equipos en desuso, pues los medios digitales hacen el trabajo de conseguir y ofrecer música de todo tipo y para todo el mundo; pero en los años 60´s eran un gran lujo y en los años 70´s fueron la gran aspiración del los aficionados; para los japoneses debido a su gusto por las interpretaciones de música en vivo para todas sus ceremonias, costumbres religiosas, actividades folklóricas y reuniones festivas, querían un grabador de audio de alta calidad, era como tener una videocámara portátil para las fiestas y matrimonios en los años 80´s del siglo XX que fueron protagonizadas por la cámara SONY BCM-100 en Betamax.SONY TC-158SD 3.jpg
Betamovie BMC-100, Walkman WM-2, SONY TC-150, RtR TC-788-4

Creo que pertenezco a la última generación que llevaba su grabador de cassettes a la casa de los amigos para grabar sus discos Long Play y CD´s y grabó con una Betamovie.

Son pocos pero muy apreciados los grabadores portátiles de alta fidelidad; entre ellos el incomparable SONY TC-164SD, el SONY TC-142, el Nakamichi 550, Yamaha TC-800GL, el Technics RS-646DS y finalmente el SONY TC-158SD tope de su serie.

¿Que es lo diferente entre un grabador de periodista y un grabador portátil de alta fidelidad?

Lo primero es el concepto, si bien SONY tiene el TC-150 que es un grabador de periodista de alta gama, que puede grabar con la calidad apropiada para poner al aire esa grabación, no tiene la calidad ajustada a la música, si bien tiene un muy cuidado mecanismo hecho de hierro galvanizado y teñido y bronce sinterizado para garantizar una marcha regular y controlada de la cinta, es un equipo monofónico.  De hecho tiene el mejor mecanismo para cassettes en equipos portátiles, por delante de todos en concepto, en diseño, en tamaño y en calidad, no falla nunca.

Los grabadores portátiles de alta fidelidad tienen un mecanismo muy cuidado para poder realizar todas las funciones que puede hacer un equipo de mesa, lo segundo es un motor especial servocontrolado que garantice una velocidad constante y sin variaciones perceptibles (ululación y tremolo); fundamental para un equipo cuyo propósito era grabar a nivel semiprofesional.  El TC-164SD tenía el mismo mecanismo del TC-229SD tope de gama.  Estos equipos seguramente se usaron para grabar ensayos y presentaciones en vivo, sonido ambiental que luego se utilizaría como efecto en un cortometraje doméstico, por lo menos para eso lo usaremos nosotros.

Lo tercero es que son estereofónicos, aunque eso no es suficiente, el SONY TCM-300 es estereo y no es un grabador de alta fidelidad.  Generalmente están limitados a los 8.000 Hz ó 10.000 Hz, mientras los equipos serios pueden grabar hasta los 14.000 Hz por lo menos como los MiniDisk que tenían una frecuencia de muestreo de 32 KHz y llegaban hasta los 14.500 Hz en ATRAC 4.5 al igual que el sistema Dolby Digital (R).

Lo cuarto, lo que hace que los grabadores de alta fidelidad sean más grandes, mas pesados y que consuman mas batería es la inclusión de las unidades de reducción de ruido Dolby B, mas adelante el portastudio de Tascam tendrá DBX.  El sistema de reducción de ruido hoy no tiene sentido pues la gente se acostumbro a los medios digitales que naturalmente no tienen ruido de fondo (ruido electrónico), pero los cassettes de Philips graban un nivel de señal de unos 250 nW/m lo que se corresponde con inducir unos 800 uVolts a 1 KHz sobre 100 KOhmnios, así el ruido producido por la no homogeneidad de la propia cinta y el ruido de fondo del preamplificador limitan la relación señal a ruido a poco mas de 55 dB, así el sistema Dolby termino por ser incluido en casi todos los grabadores y los Walkman sofisticados; el sistema Dolby se implementa como una malla de 6 transistores que consumen energía y ocupan espacio que no esta disponible en los equipos compactos.SONY TC-158SD calibracion

También es cierto que a pesar de que los medios digitales no tienen ruido de fondo, los medios digitales con compresión perceptual, como el MP-3 están contaminados de un nuevo ruido de fondo muy especial, producido por el propio proceso de compresión y agravado por los codecs mediocres de descompresión que dejan la música contaminada de una bulla o barullo de fondo, mezclada con armónicas falsas que no formaban parte del contenido original.

Lo quinto la funcionalidad, considerando la limitación de ser un equipo portátil se puede usar como equipo de mesa y dispone de todas las opciones para tal fin; la inclusión de compatibilidad con los diferentes tipos de cinta, los mandos de nivel, los vu-Meters para ajustar el nivel de grabación, la conexión de audífonos, la conectividad completa, etc.

¿Como es el TC-158SD?

Lo primero es el motor de arrastre, es el mismo motor de los decks TC-204SD y TC-206SD, es un servomotor de corriente continua que incluye un FG servogenerador AC que genera una onda de frecuencia proporcional a la velocidad de giro y permite el control en lazo cerrado de la mejor estabilidad posible, la transmisión lamentablemente se hace con una correa cuadrada y no con la correa plana como debería ser, esta si se usa en el TC-164SD y repercute en un sonido mejor.

SONY TC-158SD motor 1.jpgLo segundo, la unidad de transporte, esta tiene todas las funciones de los equipos grandes, avanzar, rebobinar, el mando de parada separada de la expulsión del cassette, tiene una pausa mecánica que ahorra batería, los mandos de grabación y reproducción están en el teclado; hay equipos en que estas funciones están separadas confundiendo al operador, esta unidad es la misma del TC-206SD hecha de plástico para ahorrar peso, tiene un diseño mal planteado que se puede trabar, fueron mejores los mecanismos de acero estampado que solían incluir los radiocassettes Bombox tan comunes en los 90´s. ¡que no atascan jamás!

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Lo tercero es su cabezal especial de ferrita y ferrita cristalina de alto carbono con acabado de espejo hecho por Canon, es el mismo cabezal del SONY TC-206SD, el TC-K5 y TC-K60 que permite llegar a los 17 KHz.  En este caso llega hasta los 16 KHz DIN que no esta nada mal, pues el propósito de este equipo no es oír música sino grabar, con lo que el cabezal debería haber tenido un entrehierro mas ancho, de unos 2 umetros optimizado para la grabación aunque leyendo no llegara a los 12 KHz, pero no.

Lo cuarto, la alimentación de este equipo se hace desde una fuente conmutada de +15 Volts y -15 Volts que permite el acople DC-DC del preamplificador para los cabezales PB Head Amp y del preamplificador para micrófonos, es muy parecido al concepto usado en el TC-K7, que permite el mínimo ruido de fondo, otro detalle de alta calidad de diseño de SONY, el circuito es algo mas simple y se parece mas al del TC-K5, TC-K96R, de hecho tiene la misma calidad de sonido.

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Lo Quinto, las facilidades, graba y reproduce los tres tipos de cinta, tiene reductor de ruido tipo Dolby B, tiene limitador automático para la grabación, tiene los meters mas grandes de SONY, retroiluminados para leer fácilmente el nivel de grabación, el mando para ajustar el nivel esta enmarcado de manera de no alterarlo accidentalmente.

Lamentablemente este grabador es más pesado y más grande de lo que podían hacer.  Podían haberlo alimentado todo con 9 Volts desde celdas tipo C y ahorrarse la fuente conmutada, pero por alguna razón no lo hicieron así.

Lo sexto, la calidad, el grabador portátil SONY TC-158SD, esta montado sobre un medio chasis de lámina de acero, tiene un blindaje parcial, el módulo que genera los voltajes de polarización, el modulo generador de la portadora de polarización y el modulo del preamplificador Head Amp van dentro de jaulas de blindaje, los pasos de señal de bajo ruido están hechos con capacitores de poliéster metalizado, capacitores de tantalio y resistores de película metálica, es decir, como todas la miniaturas de SONY esta implementado de la mejor manera posible, se puede criticar el diseño, pero no la calidad.

SONY TC-158SD 0Lo septimo, la usabilidad.  Como si fuese un equipo de mesa permite grabar las cintas normales, las cintas de dióxido de cromo y las cintas especiales de ferro-cromo, lamentablemente abandonadas por el público, pues en realidad eran cintas muy buenas; tiene conmutadores con toda la configuración para grabar, a diferencia de los equipos de mesa convencionales donde las funciones de auto reversa, búsqueda de canciones y tal son las protagonistas en este grabador lo importante es grabar, así tiene atenuadores para los micrófonos, limitador de nivel de grabación, unos enorme vu-Meters, preamplificadores para los micrófonos de alta calidad y selector de ecualización; todos los controles están al frente, los conectores a un costado, la caja de plástico esta rematada con aluminio, tiene sus anclajes para llevar como un bolso y es enrome, un defecto es que el filtro MPX no se puede desconectar, con lo que el alcance durante la grabación queda permanentemente limitado a los 15 KHz; SONY luego fabrico el TC-D5 en que corrige el problema del peso y las dimensiones, pero el diseño base es idéntico, nunca usaron el mecanismo pequeño de muy alta calidad del TC-150 para los equipos profesionales ni para los Walkman.

Modificación.

Primero, la unidad de transporte.

SONY TC-158SD motor 2Este grabador lo recibimos en perfecto estado, pero su motor estaba completamente trabado, se había secado la grasa lubricante debido a los años de almacenamiento, para hacer la corrección desarmamos completamente el motor, que resultó ser mas complejo que cualquier otro motor de arrastre, típico de SONY….  el motor tiene su tacogenerador que genera una onda de frecuencia proporcional a la velocidad de giro, esta formado por un enorme inductor que recoge la señal inducida a través de una ventana magnética perforada y un imán giratorio, su señal se transmite por dos cables morados, lo cambiamos por un cable apantallado.  Esta señal ingresa al chip servocontrolador de la velocidad del motor, el SONY CX-064 (ya por el código se ve que es del año de la pera).  Este chip aparece en 1.971 en el TC-204SD, sustituye al viejo SONY CX-032B que traía el TC-754 y TC-788-4.

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Dentro de blindaje del motor esta el motor propiamente, este tiene su estator hecho con un imán permanente y su rotor con tres electroimanes que se encienden secuencialmente desde un conmutador giratorio o escobillas, el rotor reposa sobre dos rolineras lisas de bronce sinterizado, estas rolineras estaban sucias y secas, las limpiamos con solvente y luego las lubricamos con grasa azul, así el rotor gira libremente, armamos de nuevo el motor y lo montamos junto con su tablero de conexiones y todo dentro del blindaje, este conjunto no va firmemente anclado a su base, por contra esta montado sobre tres mas un cojinete de goma blanda que le permiten amortiguar sus golpes de torque y su vibración, esta ingeniosa idea reduce el tremolo de 0,12% RMS a solo 0,08% ¡buena idea SONY!SONY TC-158SD motor 3

Este el mando de bobinado y rebobinado rápido tiene un brazo articulado y un engranaje liso para impulsar el paso rápido de la cinta, está como en todos estos mecanismos trabado, limpiamos y engrasamos, cambiamos las correas y el mecanismo esta listo para funcionar.

Aprovechamos para hacer un recapping parcial de la unidad de servocontrol del motor para reducir el ruido con que esta contamina la línea de alimentación del equipo.  Por esta razon lo grabadores de mesa siempre usan dos fuentes de alimentación, una para la sección de audio y otra para la unidad de transporte.

Segundo, restaurar el Head Amp
TC-158SD Head Amp Original.PNG
Cuando probamos el equipo en Play notamos un ruido marcado en un canal, llevamos a cero la señal de ambos canales y descubrimos que el ruido lo produce el propio Head Amp, este funcionaba perfectamente en un canal, mientras el otro tenia un marcado ruido de fondo, seguramente se debía al agotamiento de alguno de los transistores o los capacitores de entrada, el preamplificador para cabezal del TC-158SD esta montado dentro de un blindaje, pues muy cerca esta la fuente conmutada que produce la fuente simétrica de +15 Volts y – 15 Volts que alimenta todo el equipo, el Head-Amp esta hecho con dos etapas de dos transistores con el detalle de de acoplarse directamente con el cabezal, es decir no tiene el capacitor de acople de entrada, por esto la fuente es partida; segun el esquemático del manual de servicio los 4 transistores son NPN de uso general japonés tipo 2SC-623B de media ganancia, en la practica son transistores de bajo ruido para bloques de baja señal japonés tipo 2SC1345 de alta ganancia, el mismo del TC-229SD y TC-K7.

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Aprovechando que de todas maneras lo vamos a arreglar lo cargamos dentro del Electronics WorkBench (si hay simuladores mejores, pero son un asco), en todo caso descubrimos lo de siempre, es un diseño triste con un desempeño triste, su ganancia llega milagrosamente a los 62 dB a 75 Hz, al exigirle la ecualización NAB propia de los cassettes requiere de una ganancia máxima de 49 dB sobre los 40 Hz, por lo que la respuesta en frecuencia comienza en los 30 Hz -6dB segun la propia norma NAB.SONY TC-158SD Head Amp desmontado

En la restauración cambiamos los 4 transistores que forman el preamplificador, los de entrada seran los mejores transistores japoneses de bajo ruido disponibles, los 2SC-1222 de alta ganancia (mayor que 500) los mismos usados en el Head-Amp del Nakamichi 1000, seguidos de los transistores Darlington americanos tipo 2N5305 de muy alta ganancia (mayor que 4.000); con este cambio logramos aumentar la ganancia en lazo abierto hasta los 84 dB en el extremo grave, cambiamos ligeramente la formula de la ecualización para extender el alcance en graves, así le exigimos al preamplificador ganar 51 dB a 25 Hz, la ganancia mayor nos ofrece un margen de ganancia mínimo de 33 dB lo que reduce la distorsión armónica en el extremo bajo, mientras aumenta la impedancia de entrada permitiendo ganar 1,5 dB en el extremo agudo.  Para que funcione mejor cambiamos los componentes asociados a la red de retroalimentación para reducir en la medida de lo posible el ruido de fondo, los resistores serán de film metálico (como los originales) y los 4 capacitores de paso serán de tantalio de bajo ruido para mantener el performance del equipo, el ruido de fondo es tan bajo que ahora se oye el ruido causado por la alimentación del motor.TC-158SD Head Amp Modificado Closed Loop.PNG
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El preamplificador original tiene un sonido muy bueno, pues SONY incluye en su diseño un red de retroalimentación positiva para compensar el GAP-Loss típico de los cabezales lectores y particularmente marcado de los cabezales de ferrita sólida, Nakamichi lo hace con un Pupinizado sobre los 23 KHz y TEAC con un control de tono en la tarjeta Head Amp ajustado en fabrica desde los 7 KHz.  El propósito de todos estos remedios es compensar el extremo agudo que de otra manera se perdería, esta es una de las diferencias entre los decks buenos y los no tan buenos (mediocres).

La ventaja de los equipos portátiles serios es la de ofrecer la calidad y funcionalidades de los equipos de mesa y la portabilidad de los grabadores de periodista, el TC-158 se puede alimentar desde la red eléctrica, desde baterías y desde un adaptador de 6 Voltios; podría utilizarse como Walkman, con la ventaja de tener Dolby B y con la desventaja de tener un amplificador para los audífonos de precaria potencia, tiene como ventaja la inclusión de un parlante y como desventaja ser voluminoso y pesado.

Este deck es comparable en especificaciones, sonido y rendimiento al TC-206SD

Terminado es un equipo esplendido, solo por detrás del TC-164SD y TC-229SD, no esta nada mal para solo pesar 10 libras (unos 4,8 Kilos), muy por delante de un equipo equivalente de cónsola como el TC-118SD (de peso y dimensiones comparables).  Es definitivamente un Walkman grande, muy grande…

Desmagnetizador de cabezales TDK HD-11TDK HD-11 1

Así como hoy hay entusiasmo por los teléfonos móviles inteligentes y hay multitud de accesorios para ellos, el reproductor multimedios de su tiempo era la cinta magnética, que si bien es cierto nunca fue todo lo flexible de nuestros medios de almacenamiento y reproducción modernos también es cierto que la cinta no será superada en calidad por estos; obviamente hay medio digitales de muy alta calidad, pero siempre superan los 2.000 Dólares americanos. Los cabezales de grabación y lectura de todos los magnetófonos están hechos de algún material ferromagnético y como es natural este termina magnetizándose, limitando el rendimiento de los equipos, para corregir esta inevitable falla se ofrecieron al mercado todo tipo de utensilios, como los limpiadores y los desmagnetizadores, es notable el cambio en la calidad de sonido que pueden producir.

Un desmagnetizador esencialTDK HD-11 3mente es un equipo que somete a los cabezales a un fuerte campo magnético pero de polaridad alternada y decreciente con el propósito de ir borrando el campo magnético que pueda haber llegado a impregnarlo, los cabezales se imantan tan fácilmente como los destornilladores, con la diferencia de que mientras un destornillador magnetizado es útil un cabezal magnetizado es inútil.TDK HD-11 2

En particular este desmagnetizador de TDK es complejo, llama la atención inmediatamente que hay un enorme capacitor de 35 Volts en un circuito que se alimenta de apenas 3 Volts, eso tiene su explicación, este complejo desmagnetizador esta formado de dos módulos separados, el primero es una fuente conmutada que genera 28 Voltios para alimentar un oscilador de baja frecuencia tipo LC, lo segundo, para producir una onda sinusoidal de baja frecuencia decreciente, como si fuera como un oscilador amortiguado, el tanque resonante LC el inductor es la bobina del núcleo del cabezal desmagnetizador con la que se toca el cabezal, mientras el condensador es el electrolítico bipolar de 22 uFarads X 50 Volts, el efecto de hacer decrecer la magnitud de la señal como un oscilador amortiguado se logra alimentando el circuito desde el capacitor original de 1.000 uF X 35 Volts que tiene 28 Volts mientras se descarga hasta extinguir la carga.

La reparación.TDK HD-11

Lo primero es que la batería especial de 3 Volts no se consigue, así en su lugar usamos otra temporalmente para probar mientras fabricamos un nuevo battery-pack de 3 Volts ó 3,6 Volts con pilas recargables de Níquel Metal-Hidruro, lo segundo fue sustituir el viejo capacitor electrolítico de aluminio Matsushita de 1.000 uF por uno nuevo Nichicon de 2.200 uF X 35 Volts que afortunadamente son del mismo tamaño.

Excelente accesorio, ampliamente recomendable disponer de un curioso juguete como este.

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Monitores de estudio KS-707

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Hubo una época en que los fabricantes de altavoces tomaban los conceptos de la sonorización industrial para el audio del hogar, eso dio fama a Altec-Lansing y luego a JBL, también Pioneer hizo buenos baffles (como los 901), el reto de diseño era conseguir mayor cantidad de presión sonora con la potencia disponible y la mayor extensión de graves, lamentablemente esto significaba altavoces voluminosos y costosos que no siempre eran polivalentes, es decir no podían utilizarse en una amplia gama de condiciones y no sirven para todos los géneros musicales.monitores de estudio de campo medio.jpg

Los altavoces grandes como las Altec-Lansing Nineteen y las JBL 4350, los Pioneer CS-901 y los Sansui SP-707J son la consecuencia de la implementación de la técnica profesional en el audio de alta fidelidad, este tipo de altavoces no se pueden emplazar en cualquier habitación y de cualquier manera, requieren de espacio para proyectar su sonido, no sirven para todo tipo de música pues tienen carácter; son mejores con el Rock y el Jazz, requieren corriente para funcionar, por lo que agradecen electrónicas musculosas (de estado sólido) para despegar, por contra no requieren potencia, de hecho las Nineteen tienen una admisión nominal de potencia de 65 Watts.

tractrix horn loudspeaker.jpgEn la década de 1930 cuando despega el cinematógrafo sonorizado coincidieron dos problemas, el cine se preparo para ser la continuación del teatro, con salas de mas de 50 espectadores, para sonorizarlos se requiere de presión sonora, lamentablemente la electrónica de la época no permitía tener la potencia necesaria a un costo razonable; nadie lo recuerda ya, pero eran tiempos en que los receptores de radio traían audífonos para poder oír, los radios con parlantes llegaron después.

Los ingenieros decidieron exprimir la eficiencia de los parlantes, incluso agregarles difusores acústicos que aumentaran su eficiencia; llegados los años 60´s eran indispensables los altavoces de alta eficiencia para el sonido de alta fidelidad para el hogar, pues los amplificadores rara vez superaban los 25 Watts por canal y no disponían de mucha corriente, eso limitaba el tipo de filtro divisor que se podía usar, por ejemplo: los filtros mal diseñados de las B&W a las que elegantemente llaman de impedancia enrevesada (he aprendido mas vocabulario en las revistas de Hi-Fi que en toda mi carrera) pueden meter en dificultades a mas de un amplificador grosso, así los altavoces de una sola vía, los “todobandas” eran casi la única opción.

*Si mal diseñadas, los B&W 685 de 8 Ohms bajan a 3,5 Ohms, hasta yo lo hago mejor…

http://www.bowers-wilkins.net/Speakers/Home_Audio/600_Series/685.html

http://www.bowers-wilkins.net/Speakers/Home_Audio/800_Series_Diamond/804-D3.html

Quemen sus amplificadores, yo reparo les preguntaré cuales altavoces tienen y cobrare caro, si tienen para unas B&W…Pioneer SA-910 stereo amplifier.jpg

Llegados a los 70´s los amplificadores transistorizados aliviaron el problema, podían proporcionar hasta de 60 Watts (como el Pioneer TOTL SA-9100 de 1973 y el Sansui AU-9500 de 75 Watts) y ofrecer mas corriente con lo que se podían conectar altavoces de varias vías sin poner en dificultades al amplificador, así aparecieron altavoces enormes como las Sansui SP-707J con 100dB/Wm, Nineteen con 99 dB/Wm de eficiencia, los Pioneer CS-901 con 97 dB/Wm y las JBL 4350 con 95 dB/Wm que hacían estremecer al suelo con sus graves y solo necesitaban potencias modestas, pero ese esplendor llego hasta 1.978 cuando muere el Hi-Fi.

Llegados a los 80´s la tendencia cambio, la gente prefirió los altavoces mas pequeños, las esbeltas torres y los bookshelfs sustituyeron los altavoces grandes, el nuevo argumento de venta eran los diseños de los motores magnéticos, los nuevos materiales para los diafragmas (murió el Bextreno, llego el Kevlar), las nuevas redes de corte con componentes electrónicos “seleccionados” (puro gamelote) dejando de lado el diseño de los gabinetes y el material de las paredes (McIntosh tiene altavoces con baffles de bisopan), de este modo los graves profundos se perdieron para siempre, eso metió a todos los fabricantes en dificultades, pues ahora los altavoces no tenían un sonido contundente y no es lo mismo oír música así; la ignorancia de la gente destruyo el disfrute de la música y los grandes graves se sustituyeron por los insípidos golpes sobre los 60 Hz tan comunes en los bookshelfs y las torres de bajos pequeños; pero claro, si se pueden producir graves importantes desde parlantes pequeños de 6″ ú 8″ pero con el costo de tener bajas eficiencias; como las torres de ProAc D20R con solo 88 dB/Wm; cabe aclarar que los deciBeles son una medida logarítmica, 3 dB mas no son un poquito mas, son el doble…

http://www.proac-loudspeakers.com/

No digo que sean unos malos altavoces, suenan maravilloso, pero son de baja eficiencia y requieren potencia, no es malo, solo es otro concepto.

Los altavoces de inspiración industrial como los monitores de estudio de campo lejano 4350 que tienen 95 dB/Wm, pueden sonar fuerte con solo 50 Watts, pero los modernos bookshelfs solo tienen 84 dB/Wm con lo que requieren amplificadores grandes y mejor Power Amps para despegar, así es común que se combinen etapas de potencia de 200 Watts por canal con torres de 2 vías con bajos de 7″.

Es como poner un V8 de doble árbol en un escarabajo…

volkswagen-escarabajo-con-v8

Y la gente lo hace…

Eso nos ha traído un problema, cuando publicamos las potencias nominales de nuestros altavoces (casi siempre por debajo de los 90 Watts) la gente piensa que vendemos altavoces pequeños, lo malo es que no puedo explicarles la razón por ignorantes e idiotas y encima tienen la desfachatez de escribir que tienen 30 años coleccionando audio y se las saben todas…

El problema es que un amplificador grande de 80 Watts como el Sansui AU- 717, 719, AU-9900, Pioneer SA-9500, SA-8800, son tremendamente costosos, pero claro consiguen un pote plástico que dice que da 200 Watts lo creen.

Es que hay (al menos) dos filosofías diferentes de diseño, nosotros optamos por la eficiencia, que hace mas costosos, pero mas amigables a los altavoces y voy mas allá; optamos por la corrección del filtro divisor, los Woofers chinos que llevan los 707 costaron Bs. 12.000,oo cuando los compre, pero el medio kilo de alambre de cobre para hacer la bobina de 1,1 mHenry para el filtro pasa bajo costo 11.000,oo bolívares. Y la gente se preocupa por la marca de los componentes…

¿Como son los nuevos KS-707?

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Los nuevos altavoces KS-707 tiene un concepto de diseño completamente diferente de los altavoces que hemos hecho antes, queríamos hacer unos monitores de alta eficiencia, ya antes habíamos construido los KS-802 de 94 dB/Wm y nos pareció que era una idea genial alcanzar un alto volumen con amplificadores medianos, así no tendríamos que comprar amplificadores por su potencia, sino solo por su sonido. Los 707 tienen un diseño completamente diferente al de sus hermanos, los KS-706 de tres vías y los KS-708 de dos módulos separados; los nuevos 707 heredan algunas características sus pero es diferente el concepto.

Se trata de unas versiones simplificadas de las Altec-Lansing 14, son unos altavoces de dos vías, montados en dos módulos separados e independientes, la unidad de medios y agudos es un driver de compresión de 1″ cargado con un difusor acústico de 90º X 45º exponencial con una frecuencia de corte de unos 1,25 KHz, el driver se alimenta desde una red divisora de 3er orden; la unidad de graves y medios es un mid-woofer de 10″ con diafragme de perfil curvo cargado con un gabinete ventilado Bass-Reflex de 90 litros sintonizado a 37 Hz con una estructura interna que mitiga la vibración de las paredes.

¿Como se diseñaron los monitores de estudio de campo medio modelo KS-707?

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Lo primero era definir el tamaño, parar nosotros la serie 7XX tiene midwoofers de 8″ pero decidimos hacer un modelo mas grande con un midwoofer de 10″ que debido el diámetro efectivo de su diafragma tendría una frecuencia de resonancia de su diafragma cercana a los 1,5 KHz, en realidad descubrimos que sobre los 1,8 KHz comienza a tener un sonido áspero y borroso. Con este dato comenzamos el diseño, decidimos utilizarlo hasta los 1,35 KHz, con lo que eso definía la frecuencia de corte del filtro, para enlazarlo correctamente con el driver de compresión debíamos montarlo en una trompeta (difusor) con una frecuencia de corte de unos 1,1 KHz, al utilizar el driver desde una frecuencia tan baja había que ubicar uno que tuviese una frecuencia de resonancia natural no mayor a los 700Hz, finalmente conseguimos uno con cúpula de seda (extraño) que servia perfectamente, utilizando el trabajo de J.Dinsdale ** como base hicimos los cálculos y descubrimos que la trompeta que da como resultado es un sólido de revolución que debíamos deformar para que pudiera hacerse con madera, con el trabajo de Keele nos dimos cuenta que no debía tener perfiles completamente curvos para funcionar, era posible hacer el perfil con segmentos de recta y aun así funcionar perfectamente; escribimos una hoja de Excel que nos entregara no solo el calculo de las dimensiones de la trompeta sino el tamaño y disposición de los 4 segmentos en que dividimos el perfil.

**  https://www.google.co.ve/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=11&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwii5eXUy7PQAhWG3oMKHZiTBMkQFghEMAo&url=http%3A%2F%2Fwww.metaleater.narod.ru%2FDinsdale_Horns_1.pdf&usg=AFQjCNE60H8A4VBPuD-KCWA5KEo6Z9dqwQ&bvm=bv.139250283,d.eWE

Lo segundo era diseñar el gabinete acústico para el midwoofer, segun nuestras mediciones el midwoofer seleccionado tiene una frecuencia de resonancia de 58 Hz, un empuje de 16 Tesla/metros, un diafragma de 22 gramos (sorprendentemente ligero),así era posible lograr una respuesta en frecuencia plana desde los 37 Hz sin punch, la caja, como es costumbre la hicimos de madera terciada y contrachapada de 18 mm con 5 costillas internas, teñimos de negro el frontal y la pared trasera para darle un aspecto mas industrial. La caja es de 90 litros y tiene dos puertos de graves, juntos sintonizados a 37 Hz para permitir que la interacción con la sala de escucha extienda el registro por debajo de los 33 Hz y así con un woofer relativamente pequeño recrear ese grave ronco y dramático que la gente busca y que solo se pone en los altavoces que la gente paga bien…

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Lo tercero, el filtro divisor, al cortar en una frecuencia tan baja para un dos vías se presenta un problema, los inductores son enormes y la cantidad de material necesario hace que el filtro sea mas costoso que los parlantes que lleva el altavoz, aun así vale la pena, el filtro es (como de costumbre) de tercer orden, con pendientes de 18 dB/Oct que por primera vez se mostraron insuficientes, así que asumiendo el error decidimos que las próximas 707 que nos encarguen llevaran un filtro de 4to y 5to orden, puede parecer una exageración, pero eso se debe a que estas ya son unas piezas de alta gama y el detalle del corte se nota, con lo que seran unos altavoces realmente costosos, pues el filtro solo costara el doble que el Midwoofer y el driver de compresión juntos.

Estos altavoces, a diferencia de los KS-706 y KS-708 son de dos vías, para los que compran altavoces convencionales las tres vías son sinónimo de alta calidad e incluso de alta gama, pero para los que oyeron los grandes clásicos eso pasa a un segundo plano, no buscan transparencia y microinformación (lo que los profanos llamamos detalle) buscan impacto, buscan potencia, buscan graves y eso es precisamente lo que esta serie de altavoces intenta ofrecer.

Altec Lansing 19

Los Altec-Lansing 14 y 19 son de dos vías y de alta eficiencia, los Woofers grandes casi siempre son de alta eficiencia, nosotros seleccionamos una pieza de 10″ con 97 dB/Wm teóricos que se transforman en 93 dB/Wm reales, solo pide un gabinete de 90 litros, con lo cual no es exageradamente grande, pero aun así es mucho mas grande de lo que la mayor parte de la gente se puede permitir.

Todos los altavoces de las series 600 y 700 tienen Tweeters de cúpula de seda de 1″, pero esos tweeters solo tienen 91 dB/Wm y se pueden usar desde los 2,7 KHz así que no eran útiles en este diseño; en su lugar decidimos montar un driver de compresión en una trompeta de medios-agudos a medida.

Buscamos una trompeta en el mercado pero ninguna tenia la frecuencia de corte que nos interesaba, nos planteamos encargarla de fibra de vidrio, pero la persona que las haría insistió en que ya tenia varios moldes copiados (de trompetas mal diseñadas) cuando se hizo imposible la comunicación lo mandamos a comer mierda. Solo quedaba un camino, que nosotros los carpinteros mas incompetentes del mundo hiciéramos encajar piezas con precisión de 0,5 mm biseladas y de formas irregulares…

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Primero buscamos por todo Internet como diseñar una trompeta a medida y cuales eran las consideraciones teóricas del caso, finalmente nos enteramos y escribimos una hoja de Excel con la que obtuvimos las medidas precisas, al desistir de aprender AutoCad 3D conseguimos nos hicieran el plano y cortamos una a una las piezas, hasta que pro fin terminamos una trompeta dentro de las tolerancias esperadas y la cepillamos para curvarla por dentro.

El sonido de estos Mid-Woofers de 10″ es limpio hasta los 700 Hz, tiene un desempeño decente hasta los 1.300 Hz y tiene un sonido indeseable desde los 1.800 Hz pero solo suena sucio y atenuado sobre los 2.400 Hz, no tiene estridencia, pues la auto amortiguación del diafragma es muy buena, de hecho se pueden usar sin filtro de corte.

El driver de compresión puede bajar hasta los 700 Hz con estrés mecánico y con una distorsión marcada, desde los 900 Hz la distorsión por excursión es compensada por la carga de la trompeta, así que decidimos probar trompetas grandes y ubicar su frecuencia de corte por la distorsión creada, la conclusión era clara, cortar sobre los 1.100 Hz era ideal, los dos componentes podrían funcionar juntos y holgadamente, desde allí diseñamos nuestra trompeta.

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Nuestra trompeta tiene una curva Tractrix (ligeramente mas corta que una exponencial), los flancos son planos para lograr una cobertura frontal de 90 grados (lo mas normal) para la sonorización domestica 60º hubiesen bastado, pero las Technics SB-10000 tienen 180º de cobertura para evitar que los huecos de radiación estén dentro del posible campo de escucha.

Hay un trabajo de Keele sobre las trompetas de directividad constante que nos sirvió de guía para segmentar el perfil de la trompeta y lograr un buen desempeño, todas las aristas están cepilladas para reducir aun mas cualquier problema, la garganta de la trompeta se mecanizó manualmente para tener la menor reflexión de ondas estacionarias y problemas para el driver.

Ofreceremos un modelo más pequeño, los Bookshelfs medianos KS-607 con Mid-Woofer de 7 1/4″ y Driver de compresión de cúpula textil de 1″ montado en una trompeta de 9″, los monitores grandes KS-707 con un Mid-Woofer de 10″ de perfil curvo, bobina de 2″ cortado con un filtro de fase constante de 3er orden y las reinas KS-807 con Mid-Woofers de 15″ y caja de madera con paredes de 32 mm de espesor.

¿Como se hicieron las KS-707?

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Lo primero fue seleccionar los componentes que las formarían, planeamos los KS-707 completamente diferentes del resto de los altavoces de la serie, los demás son torres para sonorizar un espacio de 12 m2 lo que equivale a la sala de un apartamento medio, los 707 son unos altavoces que requieren un pedestal bajo para emplazarlos, pero pueden sonorizar un espacio de 16 m2 como la sala de una casa pequeña, su aspecto les confiere un carácter masivo que las torres no tienen, nos gusto el aspecto le las anchas cajas Technics SB-10000 y sus trompetas libres, quisimos un aspecto similar y por ello mandamos a hacer nuestras trompetas en fibra, pero al tener que ser de madera (considerablemente mas pesadas y masivas) se pierde la elegancia original; el diseño de dos vías es preferible pues es mas fácil de ajustar. Decidimos entonces dividir el proyecto en dos módulos independientes.

La unidad de graves.

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Dado que sabíamos que hacer las trompetas nos tomaría mucho (mucho) tiempo preferimos hacer unas cajas de graves extremadamente simples para dedicar todo el tiempo posible a hacer las trompetas de agudos. Los gabinetes de graves son unos simples rectángulos anchos que contiene 90 litros de aire y tiene dos puertos de graves sintonizados a 37 Hz, en el interior agregamos 5 costillas perforadas de refuerzo para mitigar la vibración, las paredes quedan cubiertas con 8 centímetros de lana de poliéster, agregamos patas biseladas para hacer juego con los ángulos que tendrán las trompetas.

Primero acondicionamos nuestra mesa de corte para el nuevo encargo, era necesaria una mesa mas grande, mas firme y dado el detalle de que pretendíamos cortar las trompetas en ella, era indispensable que no tuviese juego la montura de la sierra, así preparamos un base nueva, rígida y ajustable con dos grados de libertad.

Al nuevo anclaje de la sierra de disco le incluimos dos transportadores marcados con los ángulos precisos (no aparecen en la imagen) que nos permitieran hacer mejor los cortes.

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Compramos varios tablones de pino fenólico terciado y contrachapado (aparentemente del Brasil) y ajustamos las dimensiones para obtener dos gabinetes completos de cada tablón.  Ya con las medidas habilitamos la nueva mesa y dividimos el material.

Usamos dos tipos de madera, el contrachapado de pino, mas pesado y mas rígido para las paredes externas y otro tipo de contrachapdo mas ligero, también de 18 mm para las costillas que requiere el gabinete, nosotros recomendamos siempre poner costillas cada 20 centímetros como máximo, si no es posible, completar con listones de madera, pero nunca dejar las paredes solas, pues vibrarán y reducirán el desempeño del altavoz en los graves extremos y colorearan los medios.ks-707-21

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Las costillas deben estar perforadas para permitir el paso del sonido y no dividir el volumen del gabinete acústico en partes.

En este caso particular construimos tres parejas de monitores KS-707 y se nos planteo que fueran unas piezas de alta gama, entonces hicimos algunos cambios en nuestro diseño, lo primero fue hacerles unas patas mas elegantes, como las de los muebles, lo segundo fue teñirlas para destacar la textura de la madera, como si estuviéramos haciendo muebles, lo tercero, no poner toberas plásticas como acostumbramos, en su lugar hacer los puertos de graves de madera.

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Los puertos de graves tienen una profundidad de 5,4 centímetros, para lograrlo pusimos tres tablas de madera de 18 milímetros juntas y escorfinamos las piezas.

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Reaprovechamos la propia madera sobrante de las aperturas de los woofers, de esta manera tendríamos un aspecto mas limpio y a nuestro modo de ver mas elegante, el diseño de dos puertos lo tomamos directamente de las Technics SB-10000 para así mantener la simetría, pues todos nuestros altavoces son simétricos; no es necesario que sean simétricos, no tiene nada que ver con el sonido, es un asunto estético y que le permite al propietario colocar cualquier altavoz en un lado u otro.  Obviamente esto complico el trabajo, pero le informamos a los propietarios de los altavoces que nos tardaríamos un poco mas, pero que a cambio obtendrían un producto ligeramente mejor.

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Para preparar las costillas internas perforamos todos los pasamuros primero, estas piezas son fundamentales para controlar la natural vibración de las paredes del gabinetes, sin ellas los altavoces jamás tendrán graves, aunque los graves dependen como descubrimos, de muchas otras cosas, al probarlos con nuestro amplificador Yamaha CA-710 no teníamos bajos, pero al probar ls nuevos monitores con nuestro nuevo amplificador Yamaha CA-800 aparecieron unos graves abundantes, redondos y claros.

Las trompetas de agudos.

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En realidad no son solo de agudos pues comienzan a cubrir el espectro desde los 1.250 Hz así que una buena parte del registro medio es reproducido a través de ellas, tanto como lo permite el driver, que tiene sus propias limitaciones en cuanto a gama de frecuencias y manejo de potencia, tiene una frecuencia natural de resonancia muy alta, de unos 700 Hz, por lo que es difícil hacer mas, de todas maneras si cubriera frecuencias mas bajas requeriría una trompeta mas grande limitando severamente la capacidad de reproducir los agudos extremos, ya esta trompeta tiene una atenuación sobre los 21 KHz, es decir es casi la trompeta mas grande que se puede usar.

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Queríamos una trompeta clásica con paredes rectas para controlar su directividad en plano horizontal, y dejar los perfiles exponenciales para el corte vertical; nuestra habilidad no llega hasta allá, así que decidimos fragmentar el perfil en 4 segmentos (segun Keele con 2 tramos bastaba si se quebraban ambos planos y 3 con un solo plano plegado) pero preferimos pecar por exceso y segmentar en 4 tramos, de esta manera solo aparecerían pequeñas irregularidades en la respuesta en frecuencia, todas dentro de los +- 3dB y pasarían desapercibidas, pero para evitar algún problema al terminar la trompeta la escorfinamos para redondearla todo lo posible y aplanar la respuesta final.

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Hemos preferido que la cobertura de nuestra nueva trompeta sea 90º, en consecuencia las paredes de guía (los flancos) formaran un ángulo de 90º, sobre ellos montamos las plantillas con los perfiles segun nuestro plano; antes escribimos una hoja de Excel que nos indicara el desarrollo de la trompeta para nuestras medidas y ocurre que antes de crecer (como uno espera) en realidad se estrecha cerca de la garganta, lo hemos visto en otros proyectos, es normal, pero significa que debe tenerse cuidado de corregir el paso antes de empezar y que no es posible hacer bien una trompeta con un molde por vaciado directo, esta es la explicación por la que la trompeta de agudos de las Altec-Lansing 19 esta hecha con dos molduras y no con una.

Para hacer la trompeta debíamos plantearnos no solo hacer correctemnte el contorno para garantizar que la forma de la pieza fuese la correcta, sino que además se pudiera practicar con las técnicas de carpintería que permiten nuestra escasa habilidad y nuestras herramientas.

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Primero hicimos un marco escuadra con precisión que permitiera anclar la base donde se asentaría el driver de compresión, las patas de la trompeta, los terminales y claro esta las paredes que formarían el perfil curvo que guiaría la onda desde la garganta  hasta la boca del difusor acústico, teniendo el cuidado de que la acumulación de errores de calculo, aproximaciones, desviación de la implementación respecto el plano y la diferencia entere el ideal teórico y nuestra implementación practica no hiciera que la onda rebotara al final de la línea y echara todo a perder. Un difusor acústico, al igual que una línea de transmisión debe tener no solo una impedadancia regular en su trayecto, sino unas impedancias perfectamente acopladas en ambaos extremos, caso contrario, la señal rebota, parcial o completamente, a este efecto se llama ROE, (reflexión de ondas estacionarias), para terminar de complicarlo la impedancia acústica de una trompeta es variable y prograsiva.  Afortunadamente todas nuestras previsiones tuvieron éxito y la trompeta no solo aprovecha el driver que le instalamos, tiene una respuesta en frecuencia plana incluso desde los 900 Hz donde no pretendemos usarla (la distorsión del driver lo impide) además nos ha permitido hacer unas piezas de un aspecto impresionante.KS-707 56.jpg

¿Como nos quedaron?

El aspecto estético es ligeramente diferente del que nos imaginábamos, pero su imagen es claramente diferenciable de cualquier otro altavoz, nadie mas tiene una trompeta hexagonal, esta rara forma se debe a que la natural curva tanto del perfil como de la voca de la trompeta fueron simplificadas con tramos rectos y no corregimos las esquinas pues no hace falta, así sin proponérnoslo logramos una forma singular que identificará nuestra nueva serie XX7.

¿Como suenan los monitores de estudio de campo medio KS-707?

Es un atrevimiento llamar a unos altavoces de alta fidelidad monitores de estudio, pues los altavoces de alta fidelidad no tienen que tener una respuesta en frecuencia plana y los monitores si, y algunas otras diferencia menores, pero después de medirlos nos convencimos que merecían el titulo, no son completamente planos, pero son mas planos que otras cosas que se dicen monitores…

Mas allá de eso suenan muy bien, están claramente por delante de nuestras torres KS-702 y KS-704, tiene una claridad en las voces y los instrumentos de viento que un solo de saxófono es un gusto, pero donde si se nota la diferencia es en la presión sonora que pueden dar con solo 50 Watts, no hace falta un amplificador mas grande y eso considerando que los probamos en una sala de 3,8 X 5 metros, su sonido es de fantasía, ¡parece que por fin aprendimos a hacer altavoces!

Santiago de León Monitores KS-611

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Al terminar de probar nuestros monitores modelo KS-601 descubrimos un sonido diferente y especial, un sonido muy apropiado para grabaciones minimalistas y música folklórica con instrumentos de madera, nuestros 601 son unos bookshelfs Bass Reflex con componentes TodoBanda especiales de fabricación artesanal; nos convencimos que la claridad de las voces justificaban la falta de agudos; de hecho un simple control de tonos puede recomponer el problema, de allí nos propusimos un nuevo diseño de gabinete acústico que aprovechara nuestros componentes Todobanda KS-D61 artesanales.

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Fostex propone para sus componentes todobanda una serie de gabinetes con difusor/trompeta para los graves, con prestaciones escaladas desde el más humilde hasta el modelo de torre de gran tamaño y profundidad de graves para su Todobanda de 8″ que es un modelo de alta gama.

Nos propusimos diseñar nuestro difusor/trompeta plegada tan pequeña como fuera posible de modo que fuese el modelo inmediatamente superior a nuestros monitores 601; son muy pocos los altavoces con componentes Full Range en configuración Bass-Reflex, básicamente solo los Omega Grande 6R (lo que los convirtió en una novedad cuando los presentaron) y ahora nuestra versión de ellos son así; de hecho todos los altavoces que ofrece Omega son Bass-Reflex.

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Es mas productivo y habitual cargar a los componentes de rango completo como el nuestro con un difusor de graves; nuestro propósito es tener unos altavoces mas grandes que los monitores y mas pequeños que nuestras torres modelo KS-702, pero que aprovechen la ventaja de tener un difusor de graves.

¿Para que sirve un difusor acústico?

Es muy común que los Woofers y los Mid-Woofers grandes tengan mayor sensibilidad/eficiencia que los Tweeters por lo que es muy común tener baffles donde el Woofer/Mid-Woofer este montado en una caja Bass-Reflex de radiación directa, mientras el Tweeter sea un driver de compresión montado en un difusor de agudos, esta idea la popularizo hace ya muchos años Altec Lansing y se sigue usando.

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Pareja de altavoces de alta fidelidad Altec-Lansing Nineteen con 99 dB/Wm de eficiencia.

Usar un difusor de agudos resuelve varios problemas, primero, los tweeters suelen ser muy direccionales y el difusor corrige un poco ese defecto, dándole a los drivers una cobertura mas regular de 60º ó 90º, lo segundo, un driver de cúpula no tendrá nunca mas que 93 dB/Wm de sensibilidad, mientras los Woofers y Mid-Woofers suelen tener de 95 dB/Wm a 99 dB/Wm, entonces se aprovecha la ganancia que tiene el difusor de agudos para equilibrar a ambos componentes.

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Cuando lo que se necesita es ganancia en los medios entonces se recurre a las trompetas de medios, es muy poco común que las vendan como piezas plásticas o metálicas sueltas, suelen hacerse de la propia madera del baffle, pues son enormes; solo se justifica su uso para sonorización industrial, Altec Lansing uso esta solución para su serie de altavoces Voz del Teatro, estos tenían unas enormes trompetas para los medios.

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Llegados a este punto, es lógico suponer que cuando la eficiencia de los Woofers mas grandes no da para mas, se los auxilie con un gabinete acústico especial de alto rendimiento, como una trompeta de graves y es cierto, pero las trompetas de graves pueden simplemente no caber en ningún lugar; las trompetas de graves son diferentes de las demás, no pueden hacerse rectas, pues son muy largas, es mas común que se las curve o se las pliegue para poder acomodarlas dentro de un gabinete rectangular, en su momento las trompetas de graves se empotraban en la decoración de las salas de cine, luego se intento que fuesen muebles independientes, de allí que hablemos de trompetas plegadas o folded horns.

¿Que es un difusor/trompeta?

Una trompeta de graves, una trompeta de agudos y en general, todo tipo de difusor acústico es un transformador de impedancias acústico, es decir, un conducto con unas medidas y forma concreta que permite que un parlante se convierta en un driver de compresión y ocurra unefecto muy curioso.

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La impedancia de salida de un parlante (acústica no eléctrica) es muy baja y la impedancia del aire libre es muy alta, si se conectan directamente (radiación directa) casi toda la potencia se devuelve al propio parlante, pero si se pudiera hacer que la impedancia de carga del parlante fuese muy baja entonces se transferiría mas energía y si adicionalmente se radiara el sonido en el aire libre desde una impedancia muy alta se transferiría a su vez mas energía; pues justamente ese trabajo lo hacen los difusores acústicos, son unos convertidores de impedancias acústicas y su efecto permite aumentar la cantidad de energía que se transfiere desde el parlante hacia el aire libre, es como aumentar la eficiencia de los altavoces, es como si tuviesen ganancia.

En la practica un Difusor/Trompeta es un ducto que se acopla directamente al parlante y lo carga, es decir formará parte de él; el ducto aumenta progresivamente su sección transversal hasta desembocar en el aire libre; las dimensiones del ducto dependen del parlante, de la gama de frecuencias en que debe funcionar y otros factores, los difusores son pequeños para los agudos y enormes para los graves.

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Los difusores acústicos pueden corregir las limitaciones de los parlantes, permiten extender el alcance en graves, por esta razón los Sub-Woofers profesionales de uso industrial son trompetas de graves plegadas. Pero no solo es una cuestión de rendimiento, las trompetas corrigen la cobertura de los parlantes, reducen la distorsión y les permite admitir mas potencia.

¿Como se diseñaron los altavoces KS-611?

Lo primero es que un parlante de alta eficiencia suele tener un diafragma muy ligero (Mms) y un empuje (BL) muy alto, lo que tiene como consecuencia una frecuencia de resonancia (Fs) alta y un factor de amortiguación total (Qts) muy bajo, todo ello hace que la capacidad de reproducir graves quede severamente limitada, este defecto lo comparten los componentes de alta sensibilidad, para obtener graves de ellos pueden no ser suficiente un gabinete convencional Bass-Reflex, pero ocurre que las trompetas para graves se comportan como un ecualizador que permite agregar la ganancia necesaria al extremo grave y así aprovechar la alta eficiencia y adicionalmente obtener graves, así se diseñan los SubWoofers para sonorización industrial, como los usados para grandes conciertos.

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Nuestros nuevos altavoces KS-611 tendrán una trompeta de graves; afortunadamente no es necesario hacer las trompetas de graves de tamaño completo, las trompetas/difusores de medios y agudos siempre deben hacerse completas, pero para los graves se pueden hacer trompetas truncadas, nos valdremos de este truco para poder acomodar una trompeta de graves dentro del gabinete de un altavoz pequeño; el rendimiento de la trompeta queda limitado a su tamaño, pero es posible conservar una respuesta en frecuencia plana desde una frecuencia que se puede seleccionar, solo debemos conservar la frecuencia de corte inferior, que depende básicamente de la longitud, que en este caso será de 1,8 metros, pero podemos jugar con los demás parámetros.

Un difusor de graves a diferencia de las líneas de transmisión no carga, es decir no lastra al diafragma del transductor con la masa de aire que contienen, si así fuese los 30 litros de nuestra trompeta se convertirían en unos 30 gramos de lastre.

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El difusor de graves o trompeta plegada permite al igual que el puerto Bass-Reflex seleccionar una frecuencia concreta para hacer el énfasis deseado, hará un énfasis en esa frecuencia y en todos sus armónicos enteros, en ellos aparecerá una resonancia que aumenta la contribución del difusor y contiene (reduce) el desplazamiento del diafragma, es decir lo hace comportarse como un driver de compresión reduciendo su distorsión.

Originalmente queríamos hacer una media torre con una trompeta de graves como la sugerida por Fostex para su parlante FE-166, pero nos visito un amigo en la víspera de definir el diseño y de entre todas las cajas disponibles selecciono los Bookshelf KS-700 que tienen el aspecto mas clásico, mas vintage si se quiere y nos hizo pensar, pudiendo seleccionar las torres que tienen mas graves prefirió los altavoces mas rectangulares; queda claro que la estética es muy importante para los melómanos, entonces buscamos un modelo de baffle para nuestro componente Full Range que fuese mas ancho y mas rectangular que nuestras torres; a los audiofilos por contra no les importa tanto la estética, gracias a Dios; porque una cosa es la que diseñamos y otra la que terminamos haciendo…

¿A cual altavoz se parecen los nuevos KS-611?

Lowther Full Range Loudspeakers 1

Buscamos una disposición diferente para nuestros nuevos baffles, encontramos a los Lowther Acousta, son unas cajas feas sin la parrilla, pero con ella adquieren un aspecto clásico que seguramente agrado a mucha gente; actualmente hay una versión de estas piezas que en su estética nos parece simplemente esplendida.

Actualmente Lowther ofrece las torres Acousta tipo 116 de 86 centímetros de altura cargadas con el transductor TodoBanda tipo PM6C de 8″.

Para cambiar el aspecto de los altavoces que teníamos pensado hacer, aumentamos el ancho del baffle, crecerá de los 22 centímetros previstos hasta los 28 centímetros; nuestras medias torres (estilizadas) se convierten en unos Bookshelfs (mas gorditos) y serán el modelo de transición entre los monitores Bass-Reflex KS-601 y las torres de mediano tamaño KS-613; las Lowther Acousta son en realidad enormes, nuestras primeras trompetas plegadas tendrán solo 68 centímetros de altura, serán mas pequeños que los Acousta, pero no precisamente compactas.

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Existe un software específico para diseñar este tipo de baffle; así como el programa WinISD nos asiste para hacer cajas selladas y cajas Bass-Reflex esta el (maravilloso) HornResp que nos guiará en el diseño de nuestros nuevos altavoces.

Para empezar construimos sobre unos Mid-Woofer de 6 1/2″ unos componentes TodoBanda ajustados para nuestros diseños, siguiendo un procedimiento muy sencillo obtenemos una parte de los parámetros electro-mecánicos Thielle y Small de nuestros componentes reconstruidos, cargamos estos datos dentro del programa WinISD, este calcula los parámetros que no calculamos nosotros, creando una tabla completa de las propiedades del componente. A partir de aquí el programa nos guiará en el diseño asistido para hacer unas cajas Bass-Reflex, en su lugar ingresamos los datos completos generados por el programa en el HornResp.

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El programa HornResp nos guiará en el diseño de un difusor de graves óptimo para nuestro componente; usamos la opción de ajuste manual para nuestro difusor a medida; lo que hemos hecho es ajustar el SPL (sound presure level) en el extremo grave en equilibrio con el SPL que tiene naturalmente el componente en las frecuencias medias, es decir 97 dB/Wm, para compensar cualquier pérdida en la caja agregamos 2 dB mas, llegando a los 99 dB teóricos, ajustamos la trompeta para llegar a la frecuencia mas baja que se pueda con la cantidad de madera disponible; la pequeña corrección se debe a que los foristas que usaron este programa antes que nosotros reportan una ligera perdida si la carpintería no garantiza la rigidez de las paredes.

Mientras más grande sea el ganancia o mas baja sea la frecuencia de corte mas grande será la trompeta y mas madera se requerirá para construirla, para bajar 5Hz se requiere de una caja un 15% mas grande y otro tanto en material.

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Hemos dispuesto consumir una tabla de madera de 2,44 metros X 1,22 m completa, son 3 metros cuadrados de madera, es mucho material, pero ese es el problema con las trompetas plegadas de graves, requieren una cantidad enorme de material para hacerse, mas aun cuando en realidad no seran unas cajas grandes, son apenas unos Bookshelfs medianos de 68X28X33 cmts y consumen una tabla completa…

Pero luego de tener la sección tranversal de la garganta, la boca y la longitud de la trompeta no tenemos gran cosa, eso es todo lo que da el HornResp, estos datos sirven para hacer una trompeta recta, pero no son suficientes para hacer una trompeta plegada, así que escribimos una hoja de calculo recursiva en Excel que con esos datos nos permite conocer rápidamente todos los detalles del futuro baffle.

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Nuestra hoja de cálculo en Excel se plantea dividir el ducto de la trompeta en varias secciones y calcula la seccion transversal de inicio y fin de cada tramo, desde allí se calcula el volumen de cada sección mas el de las paredes de madera que lo conforman, así al sumarlos calcula el volumen completo requerido y así finalmente se conoce el volumen total;  esta hoja calcula el ancho, la altura y el fondo de la caja necesario para acomodar toda la trompeta, nos confirma los datos previstos por el HornResp como el volumen del ducto para corregir alguna discrepancia, nos dice si la forma que seleccionamos es ineficiente, en este caso el factor de uso es de 56%, eso quiere decir que casi la mitad del gabinete es pura madera.

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Nosotros ya probamos esta hoja antes diseñando y haciendo los prototipos de los mini altavoces KS-211, pero el gasto de material no justifica económicamente su construcción. Para rendir el material programamos a la hoja de Excel para que nos diga como cortar la madera y la medida de cada tabla, de tal manera que luego de vaciar los datos arrojados por el HornResp y decidir la forma externa del gabinete, nos dice cuanta madera necesitamos, con lo que podemos aumentar progresivamente el tamaño de la trompeta variando el diseño hasta consumir toda la madera; así solo tenemos que cortar el material, pero como siempre ese no fue el caso

¿Como hicimos los nuevos KS-611?

Para nuestros nuevos altavoces KS-611 rehicimos dos Mid-Woofers de 6 1/2″ para convertirlos en unos TodoBanda idénticos a los que construimos para los KS-601, nuestra trompeta de graves tendrá 1,8 metros de longitud desde la garganta hasta el espacio libre, le permitirá a nuestro altavoz tener una respuesta en frecuencia desde los 45 Hz -6 dB a 1/4 de espacio; la sensibilidad teórica de nuestros componentes combinado con la trompeta plegada es de 97 dB/Wm, en la practica serán 94 dB, es decir, nuestros KS-611 serán el doble de sensibles/eficientes que los KS-601 que a su vez son el doble de eficientes que unos BookShelfs convensionales medianos como nuestros KS-600, que a su vez son el doble de eficientes que los Bowers & Wilkins 686, en fin, tendrán unas características extraordinarias, pudiendo ser atacadas con hasta 35 Watts y llegar a un SPL de 109,5 dB a un metro, así ambos altavoces separados 2 metros en una habitación de unos 8 metros cuadrados alcanzaran los 112 dB.

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Para lograr el óptimo rendimiento y el mejor uso del material corregimos los parámetros dentro del programa HornResp mientras cambiábamos los datos en nuestra hoja de Excel para así hacer una trompeta con el mayor rendimiento y emplear la madera completa. El tablón de madera contrachapada tiene casi 3 metros de superficie, suficiente material para hacer dos torres de un metro de altura y de 70 litros, como nuestras KS-702; hemos pedido al programa HornResp que nos modele una trompeta con la mayor extensión de graves posible, mienstras ampliabamos la gama de frecuencias introduciamos los nuevos datos en nuestra hoja de Excel, al llegar a los 45 Hz -6 dB la trompeta era tan grande como para requerir de la tabla completa.  La respuesta será plana desde los 50 Hz -3 dB y la frecuencia de resonancia de la trompeta es de unos 54 Hz.

Dada la forma tan particular en que armamos nuestros gabinetes no podemos construir la típica caja de laberinto de graves, ni mucho menos hacer una versión de las Lowther Acousta que era nuestro objetivo, pues el método de construcción define el diseño.

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En su lugar toda la parte externa debe ser continua para poder apretar y garantizar el contacto entre las piezas mientras seca el pegamento, se nos ocurre que podríamos dejar delante, donde va la boca de la trompeta de graves una tabla a la medida que complete el perímetro, pero no es una buena idea, entonces es mejor que frente la voca del laberinto hagamos una ventila/parrilla de la propia madera de la pared exterior, el problema es que su superficie activa estaría limitada, segun el programa HornResp la sección transversal, la superficie de la voca de la trompeta plegada debe ser de 300 centímetros cuadrados.

En nuestro caso la boca del difusor es de 24 centímetros de ancho y 12,5 cmts si esa superficie de madera la taladráramos e hiciéramos 12 ductos de 4 centímetros de diámetro tendríamos:

Ventana original = 24 cmts X 12,5 cmts = 300 cmts2

Ventana parcial = 12 X PI X (2,125 cmts)2

Ventana parcial = 12 X PI X 4,52 cmts2 =170 cmts2

No funciona, entonces corregimos la forma final de la trompeta para que tenga 24 X 22 centímetros donde caben 16 perforaciones con la siguiente sierra copa, la de 1 3/4″

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Ventana corregida = 16 X PI X (2,2 cmts)2

Ventana corregida = 16 X 3,14159 X 4,48 cmts2

Ventana corregida = 16 X 15,21 cmts2

Ventana corregida = 243,4 cmts2 ¡Bingo!

Solo nos faltará rebajar y redondear cada ducto para que alcancen juntos los 300 centímetros cuadrados y así permitir el libre paso de la onda al final de la trompeta.

Ahora cortamos la madera segun nuestro plano, pero no el que da nuestra propia hoja de Excel, sino uno en que cambiamos algunas cosas para ajustar el final de la trompeta a la nueva ventila formada por 16 ventanas a modo de celosía, esta tendrá 16 agujeros de 4,4 centímetros de diámetro redondeados y no formaba parte del modelo original.

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Después de cortar todas las piezas segun el plano, agregamos nuevas piezas que permiten construir el detalle de la boca de la trompeta, hicimos cada pieza duplicada para tener la pareja de altavoces, las piezas son: las paredes de los lados, la cara frontal, la posterior, la base, el techo, y las paredes del conducto interno que forman la trompeta, agregamos las piezas que redondearan internamente el ducto, los refuerzos de las esquinas.

Luego mecanizamos cada pieza para que tenga la forma correcta; agregar las diferentes piezas es progresivo pues hay que inmovilizar cada una y ajustar su posición dentro de los +-2 mm para que todo funcione, al final acumulamos un error total de 2 mm que esta por debajo del error que podría alterar el buen funcionamiento de la trompeta.

Estos altavoces tienen unas medidas de 68 centímetros de altura, 28 centímetros de ancho y 33 centímetros de fondo, lo que equivale a un volumen de 57 litros, de los cuales 32 litros son del ducto de graves y el resto es madera, en realidad no son compactos; a la altura hay que agregar 3 centímetros de patas.

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El detalle de la construcción de la boca de esta trompeta es muy diferente de todo lo que hemos visto en Internet, se trata de mantener la estética de nuestros altavoces.  Reforzar toda la caja contra las vibraciones es muy importante pues aumenta su rendimiento, la celosía aumenta la rigidez de la caja y oculta en la medida de lo posible el espacio vacío que las trompetas muestran; hicimos una modificación en la forma del ducto para acoplar con la celosía perforada en la propia tabla del frontal, esta tiene dos partes perforadas que anclan mejor la propia celosía junto con un bisel interno para adaptar el paso.

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Terminadas de cortar todas las piezas externas toca cortar las piezas internas, decidimos cortarlas y luego ajustarlas con la sierra para cumplir con las tolerancias propias de este tipo de baffle, en las cajas Bass Reflex las tolerancias son grandes, pero en las trompetas plegadas de este tamaño debemos mantener el error debajo de los 5 mm.

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Al terminar de montar todos los segementos que forman el ducto interno podemo iniciar el armado de la otra caja que es obviamente un copia casi identica de esta. Al final agregamos unas costillas que refuercen las paredes que forman el ducto pues varios foristas recomiendan reforzar la pared trasera del baffle pues al vibrar reduce el rendimiento del altavoz, algunos ponen refuerzos por fuera, pero al tener nuestro KS-611 propósito comercial no se pueden poner remiendos.

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Mientras cortamos las piezas internas para la primera caja aprovechamos para hacer dos piezas identicas de cada una, puede verse la cantidad de elementos que forman internamente el laberinto de la trompeta, es un arreglo complejo.

Justo detras de la pared frontal agregamos una segunda tabla, este refuerzo es aprovechado como base mecánica para anclar las costillas que transmitirán las tensiones internas a que quedará sometido el gabinete y contrarrestarlas; la pared frontal doble es como un contrafuerte que soporta los arbotantes que recorren internamente nuestro baffle.

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Para facilitar el paso del aire por la celosía que está en la boca del ducto decidimos redondear cada ventana, lijarlas con el mismo acabado del resto del frontal.

Debido al novedoso aspecto que ya anticipamos tendrán nuestros nuevos altavoces decidimos ponerles unas patas diferentes, como las de un mueble y no los simples cilindros reciclados de las perforaciones, esto enfatizará el hecho de ser unos baffles mas complejos y el que sean unos altavoces de trompeta plegada.

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Para hacer las patas usamos una simple herramienta a modo de guía con ángulo.

Aprovechamos para hacer de un tamaño mayor las patas para nuetros nuevos altavoces grandes modelo KS-707 que tendrán un Mi-Woofer de alta de eficiencia de 10″ montados en un gabinete dedicado y que se acompañaran con una trompeta para el driver de compresión para los agudos hecha de madera.  Estos KS-707 son un encargo, decidimos hacer 3 parejas de las que esperamos poder sonsevar un par para acompañar nuestro nuevo amplificador integrado Sansui AU-717.

Mientras los altavoces KS-611 se diseñaron para rendir la potencia limitada de los amplificadores pequeños, por lo pronto tenemos pensado probarlos junto con nuestros Yamaha CA-800 que permite usarlo en Clase A de alta polarización y tiene una potencia de 10 Watts RMS.

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Por terminar.

Yamaha Natural Sound CT-710

 

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Arriba: tuner modelo CT-710, abajo: modelo CT-610.

Yamaha obsequia a sus clientes con unos esplendidos diales junto con sus tuners, desde el modelo mas básico el CT-410 hasta el tope de gama CT-1010, se puede apreciar claramente y con precisión la frecuencia de la estación sintonizada pues la calibración de fábrica es muy buena, apoyada en el meter de centro de sintonía que ocasionalmente deberá ser recalibrado; todos los tuners tienen el mismo tamaño y acabado de sus correspondientes amplificadores, creando entre los dos un elegante conjunto a modo de receiver.

Yamaha CT-710 19Yamaha en los años 70´s ofreció dos series de tuners de su familia Natural Sound, los CT-X00 como el Control Tuner 400 y el tope de gama el CT-1000 y luego la serie CT-X10 a la que pertenece el CT-410 hasta el tope de gama CT-1010, estas dos series consecutivas comparten la estética, los diseños base y el desempeño; se diferencian en varias cosas, en la primera serie, la X00 las secciones de FM están mas cuidadas, permiten la conexión de instrumentación, tienen salidas independientes: fijas y variables, la calidad de construcción es muy buena, los equipos son muy robustos, incluso desde el modelo mas básico; en la segunda generación, la CT-X10 los tuners son mas altos físicamente, el desempeño en FM es mejor modelo a modelo, pero AM el desempeño es inferior modelo a modelo, simplificaron las secciones de audio, los equipos no tienen chasis y en ambas series las fuentes de alimentación son pésimas.

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Vista interior del tuner Yamaha CT-710.

Solo esta la excepción del tuner CT-810 que parece de primera generación y es menos sofisticado que su hermano menor el CT-710 que tiene la función DX, pero tiene una mejor sección de AM y permite conectar instrumentación como su predecesor, el CT-800.

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Tarjeta principal del tuner CT-710.

El tuner Yamaha Natural Sound CT-710 de 1.977 es el sucesor del CT-700 de 1.973, es un equipo de gama media compañero del amplificador integrado CA-710, el deck TC-520 y el tornamesa YP-D6, tiene un buen sonido en FM; una excelente recepción en FM y muy deficiente en AM, este tuner no tiene chasis, esta construido sobre un fino marco de hierro de aspecto frágil, donde están precariamente anclados los diferentes elementos, el transformador de poder esta sujeto en el panel de conexiones, tiene una sola tarjeta de circuito impreso donde están montadas todas las secciones del equipo, tiene un tamdem de sintonía sólido de 3 secciones para FM y dos secciones para AM; el FM Front-End está blindado; el primer bloque de amplificación es de bajo ruido, hecho con un transistor J-fet modelo 2SK-55, en AM tiene un simple transistor en acople de baja impedancia como Front-End. No es un diseño de lo más cuidado comparado con el Pioneer TX-7500, pero esta por delante de los tuners Sansui TU-217/317/417.

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Izquierda: interior del tuner Yamaha CT-610, derecha: tuner CT-710.

El CT-710 esta implementado con componentes de primera como el Tamdem sólido y el conjunto de sintonía blindado, los capacitores electrolíticos son Nippon Chemicon negros y Nichicon azules, no tiene resistores de película metálica de bajo ruido o capacitores de Styrol, pero donde la cosa no funciona es con los apestosos capacitores rosados de Matsushita que deben ser directamente sustituidos, si bien su aspecto estético es minimalista y elegante, desilusiona un poco verlo por dentro, es una caja vacía.

El equipo esta rematado con un frontal de aluminio cepillado en acabado liso y mate y perillas de aluminio de gran calidad que le ofrecen un especto inmejorable, cosa que no se nota en las fotos, a sumar su mueble de madera.

¿Como es el Tuner Yamaha CT-710?

Para recibir FM el equipo permite emplear antenas de 75 Ohmnios ó 300 Ohmnios, que llevan la señal a un transformador adaptador de impedancias que forma parte del primer tanque de sintonía, la señal es sintonizada dos veces, el oscilador local no tiene un control automático de frecuencia (Autmatic Fine Tuning) como si tiene el CT-810/1010, pero de todas maneras parece muy estable y no pierde la estación a lo largo del día.

El sistema AFT (automatic fine tuning) es una función de alta gama de algunos tuners analógicos que le permiten al equipo corregir el natural desplazamiento de la frecuencia del oscilador local por acción de la temperatura.

La sensibilidad es irreprochable, capta todas las estaciones sin dificultad, casi nunca es necesario usar las funciones blend para mitigar el ruido de las señales débiles ni mucho menos pasarlo a modo monofónico.

Yamaha CT-710 12.jpg Luego viene el bloque de frecuencia intermedia FI con 4 cristales resonadores en cascada, dispuestos en dos rutas de dos cristales cada una, a diferencia del CT-610/810/1010 que tienen una sola ruta de 3 cristales resonantes de 10,7 MHz; el CT-610II/710 tienen dos rutas de FI; la primera ruta es el canal ancho (Wide) con unos 320 KHz de banda pasante y permite obtener la mejor calidad de sonido, la segunda tiene dos cristales con una banda pasante de 180 KHz (Narrow) que permite una sintonización mejor cuando hay estaciones adyacentes; pero lo mejor es que tiene tres bloques de amplificación con dos limitadores automáticos, estos estan implementados con los circuitos integrados monolíticos uPC-577 que tiene una ganancia variable de hasta 40 dB que son el secreto de la excelente recepción que rivaliza con el Sansui TU-717.

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Bloque de FI desde el primer cristal de 10,7 MHz hasta el discriminador Foster-Seeley.

El 610II/710 tiene un demodulador Foster-Seeley de cuadratura de fase de baja distorsión, un decodificador de FM Stereo MPX basado en el regenerador de portadora suprimida con un PLL (bucle de fase sincronizada) y la posterior síntesis estereofónica que es hecha con una matriz activa; muy habitual en todos los tuners desde los 70´s, el 710 incluye una función especial, tiene un cancelador del tono piloto de 19 KHz que comparte con los CT-610II/810/1010.

Por su diseño en la sección de FM lo comparamos con el Sansui TU-517/717; solo el tuner de alta gama Yamaha CT-7000 tiene el descodificador implementado con componentes discretos.

Respecto la sección de AM ¡que vergüenza!

Los tuners Yamaha CT-610 y 810 tienen una etapa de 4 transistores con un mezclador balanceado de alto desempeño que se manifiesta en un sonido de muy baja distorsión y excelente recepción, en el 710 es una simple etapa de solo 3 transistores más oportuna en un radio portátil de bolsillo.

Yamaha CT-710 11.jpgSección de AM del 710 con la retirada de los capacitores electrolíticos originales.

El CT-710 es un tuner de gama media, pero incluye detalles de alta gama, primero, tiene un gigantesco dial de sintonía con frecuencias marcadas cada 1 MHz, el pointer es iluminado y tiene los dos meters, el de intensidad de señal y el de centro de sintonía, segundo, tiene indicadores de las funciones activadas, el selector rotativo permite acceder a todas las funciones; incluyendo al generador de tono de calibración para grabar; tercero, tiene un oscilador de audio que permite calibrar rápidamente un grabador, cuarto, para FM tiene la opción Wide y Narrow, Yamaha la llama DX pues además tiene mas ganancia facilitando la sintonía de estaciones débiles/lejanas; quinto, tiene el sistema de retroalimentación negativa multietapa para mitigar la distorsión de la descodificación mas un circuito automático para cancelar el tono piloto, Yamaha los llama NFB PLL MPX y tiene por propósito mejorar en lo posible la calidad de sonido sin complicar el equipo, sexto, su aspecto y facilidad de uso son excelentes, tiene la función de mezcla estéreo Blend para mitigar el ruido de las señales débiles y tiene muting desconectable; es un equipo muy completo.

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Seccion de AM del 610, abajo la sección de FI de FM hasta el demodulador Foster-Seeley, los diodos transparentes con una línea roja son de germanio.

Este tuner con una señal 60/100 en FM suena bien y en con una señal 40/100 AM también, en FM puede funcionar sin la antena conectada, pero con la antena conectada capta estaciones de baja potencia que transmiten desde la periferia de Caracas, en AM no esta sobrado de sensibilidad, ni de selectividad, obviamente tiene varios puntos débiles debido al pobre diseño.

Anécdota, decidí armar este conjunto Yamaha del cual tengo el tuner, el amplificador, el plato y el deck pues por el número (serie 7) supuse que eran de alta categoría, es muy difícil conseguir Yamaha, es mas común Sansui, un amigo me regalo un tuner Sansui TU-717, varias veces vi a buen precio su amplificador compañero el Sansui AU-717 que nunca quise comprar porque no me agradaba la estética, eran mejores los equipos plateados con caja de madera y no los otros que parecen equipos de estudio, cuando me regalaron el tuner 717 lo deje guardado, mas adelante me regalaron el amplificador AU-717 y decidí montarlos juntos y probarlos…

Soy un cretino.

Al tenerlos juntos y probarlos busque para ellos el deck SC-3110, el ecualizador SE-9, un Open Reel Pioneer RT-707, el deck TEAC C-2X, el expansor DBX 3BX y un Nakamichi 1000II y un plato SONY PS-8750, sobra decir que es un conjunto esplendido, sobra decir que el tuner Sansui es mejor verlo personalmente, las fotos no hacen justicia al equipo, sobra decir que cada uno de los componentes es tope de serie (o casi) y que son de lo mejor disponible en su clase.

Dado que ya modificamos el amplificador compañero Yamaha CA-710 es completamente lógico tratar de optimizar el desempeño del tuner para convertirlo en una fuente de alta calidad, si modificar el amplificador fue fácil debido su simplicidad, modificar un tuner y modificar este tuner en particular es difícil, debido que es un equipo complejo, lo primero es que lo modificaremos al revés, de la salida a la entrada, seguiremos las recomendaciones de la página tuner center.

Primero.

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Esquemático de la sección de audio del tuner 710 tomada del manual de servicio.

La sección de audio de salida del tuner Yamaha CT-710 la comparte con el CT-610/810 y esta terminada por un atenuador de 20 KOhms, con lo que es indispensable conectar este tuner en particular con un cable muy corto y de baja capacitancia para no atenuar los agudos, justo antes del atenuador el esta el filtro MPX que Yamaha denomina Blend, este es un triste resistor, lo sustituimos por un pasa-alto a 3 y 6 KHz que permite mezclar los dos canales solo en alta frecuencia y así cancelar el ruido efectivamente; este tuner tiene dos modos Blend, uno de mezcla debil para señales debiles y otro de mezcla fuerte para señales muy debiles y finalmente el modo monofónico.

La sección de salida permite tener una distorsión muy pequeña pues esta formada por dos etapas de un transistor junto con un triste filtro pasa-bajo de segundo orden, su respuesta en frecuencia no es plana ni mucho menos; para modificarla cargaremos este circuito en el simulador para hacer la modificación que corresponde; al compararlo con el Sansui TU-717 sin modificar se nota que el sonido es borroso, los agudos están sucios y no tiene definición, pero suena mejor que su hermano menor el CT-610.

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Aunque hoy no vale la pena oír radio porque la música que transmiten es espantosa si hay varios y buenos programas de radio y es una lástima, con la llegada de las cónsolas digitales con las que se supone que operar una estación de radio sería mas fácil, cualquier zoquete es operador y los programas quedan mal montados y todo suena horrible, incluso las voces en vivo suenan mal; bueno, primero copiaremos el esquemático de la sección de audio para ubicar el problema, este parece estar justamente en la implementación de filtro pasa-bajo y que la trampa a 19 KHz no funciona.

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Respuesta en frecuencia de la sección de audio original con ruido blanco.

Todos los tuners de FM serios tiene en la salida de audio un filtro que rechaza el tono piloto de 19 KHz, este no tiene; en su lugar Yamaha dejo que la respuesta en frecuencia se extendiera hasta los 18 KHz, eso parece muy bueno, el problema esta en que mas allá de 15 KHz no hay nada, pues es un standard de la industria.

Ahora lo corregimos para que haga lo que se espera, pero:

¿Que es lo que se espera?

El sistema de sonido de la radio FM era originalmente monofónico y a alguien muy brillante se le ocurrió canalizar la señal del canal derecho y del canal izquierdo dentro de la misma señal portadora, eso se llama multicanalizar o multiplexar, para multiplexar ambas señales es necesario tener un tono piloto, en este caso de 19 KHz, esa señal debe ser removida completamente o terminara quemando los Tweeters de los altavoces, además de confundir a los procesadores Dolby de los grabadores, para remover ese tono piloto se agrega al amplificador de audio de salida de los tuners un filtro pasabajo y rechaza banda de 5to orden ajustable.

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Este tuner no tiene eso, solo el CT-1010 tiene este filtro completo, el CT-710 tiene un triste pasa bajo mal implementado, tiene una respuesta en frecuencia que se extiende mas allá de los 15 KHz pero con una caída de 6 dB y ningún rechazo al tono piloto. Es un diseño que no tiene sentido, entonces modificaremos el filtro de salida para que pueda hacer el trabajo; así deberá tener una respuesta en frecuencia plana hasta 15 KHz y una gran atenuación en 19 KHz, pues en 19 KHz esta el tono piloto del sistema estereofónico MPX de la señal de FM.

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Sección de audio original del 710.

El nuevo filtro que reconstruiremos es diferente del que tiene que ser, pues no debemos modificar el circuito (no cabrían los componentes adicionales); modificamos el amplificador de audio de salida que ahora tendrá una ganancia de 9 dB, le sigue el ecualizador que atenúa los agudos con una constante de tiempo de 50 uSeg (unos 2,5 KHz) luego sigue un filtro pasa bajo en PI que incorpora una trampa a 19 KHz, teóricamente el resultado es muy bueno, la respuesta en frecuencia es completamente plana hasta los 13.8 KHz, el alcance es de 25 Hz a 15 KHz +0 -3 dB y con un rechazo del tono piloto de 45 dB, no es lo ideal, pues el filtro debería ser mas complejo, pero sobre este circuito tendremos un comportamiento inmejorable y como consecuencia el sonido es muy bueno.

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Vista de respuesta en frecuencia con el tuner fuera de sintonia, solo ruido blanco.

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Respuesta en frecuencia con Onda 107.9 FM.

El analizador de espectro muestra claramente que el tono piloto ha desaparecido y que la respuesta es mas plana y efectivamente suena mejor, saltándonos el nuevo filtro MPX ajustaremos el circuito MPX canceller para que la atenuación sea de mas 60 dB.

En la practica logramos una respuesta en frecuencia completamente plana de 35 Hz a 14 KHz y viene la pregunta lógica, ¿no se supone que en FM se transmite con una ecualización de 25 microSegundos, 50 uSeg ó 75 uS segun las normas de cada país y el tuner debería corregir esa ecualización en la transmisión y aprovecharla para reducir el ruido?

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Sección de audio y descodificador estereofónico parcialmente modificados del Yamaha 710.

Algunos tuners Pioneer y Sansui tenían un conmutador dentro o atrás del equipo para ajustarla; pues parece que en Venezuela no es así pues al verse el espectro de una estación de radio comercial, en este caso Onda 107.9 FM la respuesta completamente plana sin esa ecualización…

Para mejorar el desempeño del equipo también sustituiremos los capacitores de paso por piezas nuevas y las más importantes por Tantalio, de la misma manera que esta hecho el Sansui TU-717 pues ambos equipos comparten el esquema básico.

Cerca de la sección de audio agregamos dos capacitores para limpiar la fuente de alimentación, pues varias señales complejas que terminaran siendo ruido se generan en el descodificador.

 

Segundo

El procesador de audio, la señal de audio viene compuesta de tres partes, la señal monofónica original (L+R), el tono piloto de 19 KHz que permite reconstruir la subportadora suprimida de 38 KHz donde se modula en AM la diferencia estereofónica (L-R) que se desarrolla entre los 23 KHz y 53 KHz.

Este bloque esta construido como en el Yamaha CT-410/510/610/810/1010 y el Sansui TU-717 y muchos otros tuners, alrededor del circuito integrado monolítico Sanyo LA-3350 (Hitachi HA-1196), que es el encargado de reconstruir la señal L-R y llevarla a la matriz de descodificación para recuperar ambos canales separados; Sansui monta este bloque con capacitores de Tantalio, en el Yamaha haremos lo mismo.

Este circuito se alimenta con 12 Volts, agregaremos un capacitor de 220 uF X 25 Volts mas uno de poliéster para limpiar la fuente, también limpiaremos el paso de la señal del amplificador y sustituiremos los capacitores de paso de audio por piezas de bajo ruido.

Vale anotar que de esta parte depende la calidad de sonido del equipo.

Justo antes del descodificador MPX esta una etapa de dos transistores, a este simplemente le sustituiremos los capacitores de paso, en esta etapa Yamaha inserta la retroalimentación negativa NFB que da nombre al equipo.

 

Tercero

Yamaha CT-710 Respuesta en frecuencia modificadal AM

Los demoduladores son circuitos encargados de convertir la señal compleja de radio en la señal de audio, en este tuner hay dos demoduladores, un Foster Seeley para FM y un detector de envolvente para AM, para ambos reemplazaremos los diodos detectores de silicio tipo 1S-1555 por diodos de germanio tipo 1N34A que reducen la distorsión y mejoraran el desempeño del equipo, curiosamente en el Yamaha CT-610 los diodos son originalmente de germanio mientras en el 710 son de silicio.

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Respuesta en frecuencia en AM con el nuevo filtro de 3er orden insertado, prueba con Radio Difusora 790 KHz AM.

También agregaremos filtros pasa bajo de 3er orden a 8 KHz para AM y 53 KHz para FM, esto reduce ligeramente el ruido de fondo, el tuner Sansui TU-919 tiene ambos filtros, el 717 uno y el 710 ninguno….

Al probar se nota un ruido menor.

 

Cuarto

El bloque de frecuencia intermedia FI, en la sección de FM es muy parecido en principio al del TU-717, de hecho tiene dos modos, uno de banda ancha, probablemente de 320 KHz para dejar pasar toda la banda lateral del la señal, así en el modo Wide la calidad de sonido es la mejor, pero cuando la estaciones están apiladas una junto a la otra (99.1 99.3 99.5…) las bandas laterales de las estaciones adyacentes crearan problemas, para eso el 717 tiene el modo Narrow (Banda Angosta) Yamaha lo llama DX y permite estrechar la banda a 180 KHz, esta función solo la tienen los buenos tuners y el 710 la tiene, cosa curiosa el modelo superior, el 810 y el tope de serie CT-1010 no la tienen; para implementarla el bloque de FI tiene 4 cristales resonadores Murata centrados en 10.7 MHz, dos de ellos tienen una banda pasante de 320 KHz y los otros dos con 180 KHz y un juego de llaves o compuertas electrónicas que selecciona cual grupo filtrará la señal.

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Sección de AM parcialmente modificada del 710.

Pero ambas rutas están en cascada, es decir en un momento la señal es filtrada por dos filtros, pero en modo DX pasa por los 4 filtros. Al Bloque de F.I. de FM no lo tocaremos mas que para sustituir los capacitores de filtro por otros de mejor calidad, puede verse en la placa que implementación se hizo correctamente, los componentes están espaciados y bien colocados, esto para evitar la retroalimentación en altas frecuencias.

Sección de AM.

El problema con la sección de AM es que la consideraron completamente secundaria, diera la impresión de que fue agregada por costumbre, su selectividad es muy baja, la señal solo es sintonizada 3 veces como en un radio de bolsillo; el primer tanque de sintonía lo forma la propia antena junto con la primera sección del Tamdem o capacitor variable, su selectividad es buena con señales fuertes y mala con señales débiles, -error de diseño-, la segunda vez que se sintoniza es en la 1ra FI que esta cargada con una baja impedancia -error de diseño- y la tercera vez con un cristal que tiene una terrible respuesta en frecuencia -error de diseño- así que:

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El primer tanque será cargado con una impedancia mayor que le permita tener un factor de calidad decente (BW=18KHz) para que contribuya con la selectividad del tuner, el segundo es un tanque de sintonía de baja selectividad, el tercero es un cristal resonador con solo 10 KHz de ancho de banda, así la calidad de sonido es pésima y el alcance no llega a los 5 KHz, oír radio así es muy fastidioso; quitaremos ese inmundo cristal de pacotilla reemplazándolo por un cristal resonador Murata de 455 KHz tipo E con un ancho de banda plano de 15 KHz, es decir 7,5 KHz de banda útil.

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Ahora lograremos que el tuner sintonice la señal 4 veces; no es suficiente, pero es mejor que el diseño original, el primer cristal será sustituido; este era solidario del tanque del primer (y único) bloque de FI, el segundo cristal estará entre el segundo amplificador y el detector; por ultimo corregiremos el detector que esta hecho con diodos de silicio 1S1555 sustituyéndolos por diodos de germanio 1N34A y agregando un filtro pasa bajo de 3er orden a 8 KHz.

Empecemos, al revés, para mejorar la calidad del sonido insertaremos en la salida un filtro pasa bajo de 3er orden a 8 KHz construido alrededor de un inductor de 47 mH, a su rededor insertaremos un filtro en PI de tercer orden que cirta la señal a 8 KHz, para reducir la distorsión de la detección cambiamos los diodos de silicio japoneses 1N1555, por diodos americanos 1N34A de germanio, para mejorar la selectividad del tuner cambiamos el capacitor de paso del último bloque por un cristal resonador Murata de 455 KHz y cambiamos el transistor amplificador por un Philips 2N5089 de alta ganancia.

Yamaha CT-710 08Seccion de AM del 710, derecha, selector DX del bloque de FM.

Ahora toca reemplazar el cristal resonador original; para reemplazar ese condenado cristal que esta dentro del blindaje del tanque de sintonía del primer bloque de FI debemos desmontar la capsula que lo contiene, al hacerlo rompemos la bobina así que conseguimos rápidamente otra idéntica, pero ahora será azul…

Sustituimos el transistor del oscilador local y mezclador por un BC-640, sustituimos el transistor de amplificador de entrada, el fornt-end por otro 2N5089 que tiene una ganacia hFE de 600, mayor que la del transistor original modelo 2SC1918, con esto aumentamos la impedancia con la que esta cargado el primer tanque de sintonía y así aumentamos su selectividad y por ultimo sustituimos todos los capacitores por piezas nuevas de mejor calidad.

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Este cambio permite reducir el ruido de fondo del tuner; de hecho se consiguen 43 dB de relación señal/ruido sintonizando YVKC 790 KHz AM Radio Difusora Venezuela que transmite con solo 50 KWatts.

El sonido es mejor que el original, pero inferior al del CT-610…

 

Quinto

La sensibilidad, esta es escasa en AM, por contra en FM capta algunas estaciones sin antena, este tuner no conserva sus antenas originales, lo acompañaban una antena cuadro para AM y un dipolo abierto para FM, como las antenas deben ser a la medida de este tuner y no se pueden encontrar en el comercio local se fabricarán artesanalmente.

Yamaha CT-710 15

La antena de AM tiene por encargo recibir las señales de 520 KHz a 1600 KHz, generalmente se emplea en estos equipos (de los 70´s) una antena de barra de ferrita (polvo de hierro en cerámica) que tiene la ventaja de concentrar las señales de radio, puede ser muy pequeña (5 centímetros) y ofrecer una sensibilidad de 750 uVolts/metro, suele complementarse con una antena de tendedero (de ropa) de uno 15 metros de largo ofreciendo una sensibilidad de unos 25 uVolts/metro; pero este tuner no usa ninguna de las dos, usa una antena de cuadro, de las que tenían los tuners en los 90´s, debe tener una inductancia particular, un cable de bajada de muy baja capacitancia sin apantallar, segun los entendidos en esto (los radioaficionados, radioarmadores y entusiastas) mientras mas grande sea esta antena mejor, antes ya hicimos una de prueba mediana y es de bajo rendimiento.

La antena de FM puede ser un simple trozo de cable en un extremo y del otro lado un retorno a tierra (como los minicomponentes modernos), un dipolo abierto de 75 Ohms o un dipolo plegado de 300 Ohms, en este caso el tuner permite usar una antena de dipolo de 75 Ohms o de 300 Ohms.

 

¿Como hacer una antena para AM?

La sensibilidad de este tuner en AM (onda media), es discutible pues no tenemos su antena original, ni el manual de servicio/propietario dice como era, lo que es seguro es que era una antena de cuadro; se hizo una del tamaño de una antena normal y la recepción es pésima, se hizo luego una mas grande la cosa no fue mejor.

Una antena para AM de cuadro es básicamente una bobina sin núcleo de gran tamaño, haremos un simple marco de madera mas grande que los intentos/fracasos anteriores; de la antena de prueba tomamos la inductancia, que es de 100 uH y con las formulas de inductor multicapa tendremos el número de vueltas de alambre requeridas

Nuestra nueva antena es un rectángulo con 38 centímetros X 31 centímetros, tomaremos como diámetro para las formulas la media geométrica de 34,32 centímetros, tomaremos como inductancia deseada 200 uH y usaremos alambre calibre Nro. 22 AWG.

Usaremos alambre de cobre esmaltado, pero ese arreglo tendría una enorme capacitancia parásita como explican los radioarmadores, así que devanaremos el alambra como los verdaderos radioarmadores (honorable especialidad casi desaparecida) separado en la medida de los posible y con aislante, el aislante no es para evitar el corto entre las espiras pues el alambre ya está esmaltado, es para reducir la capacitancia parásita del inductor.

De la madera sobrante de los altavoces que estamos haciendo justamente ahora tomamos 4 varas, las biselamos y las montamos como un marco.

Preparamos la superficie para apoyar las espiras, en este caso, antes de cerrar la bobina probaremos el valor concreto, que no es critico pues el tuner tiene un inductor ajustable para compensar cualquier error.

Como cable de bajada no podemos usar cable apantallado convencional pues tendría un capacitancia parásita enorme, ni cable coaxial pues los 130 pFarads en dos metros secarían al tuner de sintonía, en su lugar usaremos cable de altavoz calibre 18 AWG aprovechando que su aislante es muy grueso aun así desarrolla 50 pF/m, se nos ocurre que podríamos aumentar la capa de aislante a ver si llegamos a un valor conveniente.

Finalmente protegemos el cable y conectorizamos.

Ya se oye algo. . .

La antena de FM debe ser un dipolo abierto de 75 Ohms centrado en 100 MHz, lo que corresponde con una longitud de onda de 3 metros, una antena de dipolo abierto debe tener media lambda que vienen siendo 1,5 metros, la antena en realidad no debe ser tan larga, pues ocurre el curioso efecto de que la antena siempre cree ser mas larga, así cada brazo/pliegue del dipolo solo deberá tener poco menos que 1/4 de lambda; haciendo la corrección de longitud fantasma serán 70 centímetros por lado, para mejor calidad no usamos antenas telescópicas convencionales, es mas barato y mejor usar directamente tubo de aluminio y montarlo en una base aislante donde anclar el cable de bajada, en este caso serán dos metros de cable coaxial de 75 Ohms.

Para conectorizar usaremos un terminal especial de cobre estañado y dos tornillos, esto debido a que el oxido natural del aluminio puede dejar el contacto aislado y así la antena no servirá para nada.

Ahora la recepción de todas las estaciones ha mejorado y las señales más débiles se pueden oír, de hecho tenemos mas de 80/100 para todas las estaciones, para AM necesitamos al Radiotelescopio de Arecibo para poder oír algo…

Sexto

La fuente de alimentación.

El esquema básico de la fuente es compartido con todos los tuners de esta serie, desde el humilde 410 hasta el tope de gama Yamaha CT-1010, eso se debe al bajísimo consumo de corriente que tienen estos diseños; la fuente tiene dos rectificadores de media onda y un triste filtrado, desmontamos toda la fuente y la rehacemos completa.

Lo primero es duplicar el valor de todos los capacitores, esta fuente tiene dos líneas, una con +16 Volts y otra con -18 Volts desde donde se estabilizan dos líneas mas de +12 Volts y – 12 Volts, este arreglo es una complicación innecesaria heredada del CT-1010 que si las aprovecha, en su lugar deberiamos modificar la fuente para tener un solo puente rectificador de 4 diodos de onda completa y eliminar la fuente partida.

Comparado el Tuner Yamaha CT-710 con su hermano menor el CT-610 (no confundir con el Yamaha CT-610II) ambos originales de fábrica el 710 es mejor en FM, no solo en calidad de recepción, sino en calidad de sonido, mientras en AM el 610 esta por delante en recepción, es decir en sensibilidad, selectividad y ruido de fondo, y también en sonido, la respuesta en frecuencia se nota mas equilibrada y la distorsión armónica es notablemente menor.

Comparándolo ahora contra el Sansui TU-717 (original de fábrica) la calidad de sonido en FM es similar, a favor del Sansui, en cuanto a la AM el Sansui si tiene una sección mas elaborada, ambos equipos son muy diferentes, recordando que el 717 es de alta gama, pero nos ha servido de guía para hacer las modificaciones.

Aunque nos amenace el apagón analógico hay que tener presente una cosa, la simplicidad y la robustez de los sistemas analógicos jamás será superada por la técnica digital, y no es por la eterna diatriba LP vs. CD, es que ahora la radio digital requerirá codecs y permisos (pagos) lo que permitirá que en el futuro teniendo los equipos y la señal estemos todos incomunicados, raros los tiempos por venir…

 

 

 

Yamaha Natural Sound TC-520

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Yamaha obsequia a sus clientes unos robustos mecanismos dentro de sus decks de cassettes, desde el modelo mas básico el Tape Corder 320 hasta el tope de gama el TC-720 de tres cabezales todos tienen un esplendido aspecto estético y un mecanismo de transporte de la cinta de alta calidad. Mas adelante Yamaha ofreció el TC-920 de inmejorable aspecto y gran sofisticación.

Yamaha en los años 70´s ofreció tres series de grabadores de cassettes de su familia
Natural Sound, el original TB-700 de 1.973, la segunda generación, conformada por los modelos TC-511, TC-800 y TC-1000 de 1.976 y luego la serie TC-X20 a la que pertenecen el TC-320/520/720/920; estas últimas dos series consecutivas se diferencian en varias cosas; en la segunda los mecanismos de transporte de cinta son horizontales, en el TC-800 es evidente, pero en el TC-511 no, el acceso al transporte se hace por una portezuela retroiluminada de lo mas ingeniosa y elegante pues el mecanismo es muy largo y tiene que ir montado en horizontal, (realmente en un ángulo) al igual que otros decks contemporáneos como el Technics RS-673/678, el Pioneer CT-F2121/7171 y el Kenwood KX-320; mientras en la tercera serie (incluyendo al TC-1000) todos los mecanismos son verticales facilitando ver las etiquetas de los cartuchos, en los modelos mas grandes el TC-720/920/1000 los mecanismos tienen dos motores y en el TC-920/1000 los mandos son electrónicos.

Los mecanismos horizontales fueron los primero utilizados en los decks, como en los tipo cónsola, como el SONY TC-160, esto permite que la correa del flywheel del capstan (volante inercial del cabestrante) sea mas larga y reduzca el trémolo con su elasticidad, por esta razon el Nakamichi 1000 es tan alto, en los deks Technics como el RS-676 se logró un trémolo particularmente bajo, de tan solo 0,063 % eso le permite tener unos mejores graves.

La calidad de construcción es muy buena en ambas series, los equipos son muy robustos, incluso desde el modelo mas básico; el TC-511 fue el mas vendido y el mejor, esta montado sobre un chasis para anclar el mecanismo que va inclinado dentro del equipo; los TC-320/520 solo tienen el marco de metal, las secciones electrónicas no recibieron ninguna mejora, son idénticas, el desempeño del TC-511/520 es semejante, originalmente suenan igual aunque parece que el 511 graba mejor.

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Como es el TC-520

El deck estereofónico Yamaha Natural Sound Tape Corder 520 fabricado entre 1.977 y 1.979 pertenece a la tercera serie, es de gama media, con una buena construcción, no tiene chasis, pero el robusto marco de metal esta bien, tiene el transformador de fuerza anclado a un lado, el mecanismo de transporte de la cinta no es un módulo cuadrado normal (el mismo del Kenwood KX-1030) y la tarjeta de circuito impreso esta bien anclada al marco de metal; la tarjeta del impreso contiene la sección de reproducción, de grabación y la fuente de alimentación, el diseño es de libro de electrónica, muy simple, a excepción del control de vías variable y los indicadores de nivel pico es idéntico al TC-511.

Yamaha TC-520 02.jpgEl Yamaha TC-520 es uno de los decks mas bonitos y elegantes que hay, de mejor calidad que el TC-720, rematado con un mueble de madera, probablemente sea más masivo el Sansui SC-3110 o mas sobrio el Pioneer CT-F7070 (que también esta disponible en mueble de madera como CT-F7272) debiendo reconocer que el diseño del Pioneer es mejor; pero el Yamaha TC-520 suena mejor y es el match de los amplificadores CA-610/610II/710 aunque recuerda el aspecto del CA-510.

El grabador 520 es de gama media pero tiene detalles de alta gama, el equipo permite ajustar la polarización de la cinta para grabar, normalmente no es necesario, pero si es útil con algunas cintas especiales, el habitáculo del cassette esta retroiluminado, los vu-Meters tienen una ventana protectora e indicadores luminosos de los niveles pico de grabación a +3 dB y +8 dB (lujo que solo tenia el SONY TC-K7 MK II), este equipo por dentro no parece Yamaha, pues esta muy bien implementado, aquí si usaron capacitores electrolíticos de bajo ruido (los conocen), resistores de alta calidad y todas las piezas son de primera, igual que en el TC-511; como detalles de buena calidad tiene un frontal de aluminio cepillado y sus mandos son de aluminio sólido de esplendido aspecto, tiene un mueble de madera y conectividad completa pues permite grabar desde dos micrófonos que se conectan por el frente, permite grabar desde una fuente de línea, conectar audífonos y tiene un conector DIN, en la versión latinoamericana tiene un selector multivoltaje 110/220 Volts AC.

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Esta es la tarjeta principal, se ven claramente separados e identificados los bloques del equipo, los capacitores son Nippon Chemicon de primera, los capacitores naranja son Matsushita de bajo ruido y estan en el paso de la señal del amplificador para los cabezales y micrófonos.

Como suena el TC-520

Reproduciendo una cinta férrica tiene un sonido chillón sobre los 10 KHz pero no tiene un brillo definido sobre los 15 KHz, la relación señal sobre ruido nativa no es suficiente, Yamaha alega que son 57 dB sin Dolby, pero en la practica no parecen ser tantos, los graves son borrosos y saturados, grabando es inferior a su antecesor el TC-511 que logra unas grabaciones realmente buenas, el mecanismo de transporte es de mando mecánico, muy confiable, tiene un solo motor; para las cintas dióxido de cromo el rendimiento es mejor.
Yamaha TC-520 01.jpgSegun Yamaha este grabador logra un alcance de 35 Hz a 13 KHz con cintas férricas normales de 120 uSeg y 15 KHz con cintas de ferrocromo y dióxido de cromo de 75 uSeg de ecualización al igual que su antecesor el TC-511 y el modelo inferior el TC-320; (es el sonido de mi portátil Panasonic RX-CT840) no parece una gran cosa y de hecho no lo era, es un equipo muy corto que exige cintas de cromo para lograr un buen sonido, pero mas allá de la pobre respuesta en frecuencia hay dos problemas: la respuesta dentro de la banda especificada no es plana, tanto los graves como los agudos requieren de la ayuda de un control de tonos del amplificador para aparecer; en este deck al igual que en el TC-511 los graves están aplastados y saturados, esa falla es típica y se debe al envejecimiento de los componentes, al hacer el recapping del preamplificador se corrige el problema y suena muy bien.

Este grabador lo recibimos prácticamente impecable, todos sus componente son los originales pero ya tiene varios capacitores hinchados y solo suena bien después de unos minutos, el cabezal esta gastado y el mecanismo requiere de mantenimiento, este deck no queda bien parado al compararlo con otros semejantes de la misma época como el Akai GXC-710D; tendremos la oportunidad de hacerle algunas modificaciones que ya hicimos sobre el TC-511.
Yamaha TC-520 13.jpgPrimero.

Desmontaremos el mecanismo de transporte pues no rebobina la cinta, adelanta lentamente y alcanza la velocidad de play después de unos segundos, señales de que el las correas están gastadas, las gomas están sucias y los resortes están fuera de especificación; desmontamos el mecanismos, este deck no esta diseñado para darle servicio, así que no se puede desprender por completo, destaca la buena calidad de este equipo, pues esta en perfecto estado.

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Cambiaremos las correas, limpiaremos las gomas, lubricaremos el eje del capstan y lo más difícil apretaremos los resortes para que el mecanismo cumpla con todas sus funciones.

Sustituir el cabezal; a diferencia de los demás fabricantes que usaban siempre cabezales de ferrita sólida como Pioneer o de ferrita cristalina como SONY, Yamaha uso cabezales de Sendust-Alloy laminado, eso permite un sonido ligeramente mas detallado, pues en realidad los cabezales de Ferrita de Pioneer siempre fueron mejores, en este caso sustituiremos el cabezal original; este es de Hard-Permalloy laminado con perfil circular, tiene 160 Ohmnios de resistencia, 90 miliHenry de inductancia y 10 KOhms de impedancia nominal, estaba cargado con 70 KOhms en paralelo con 420 picoFarads, lo remplazamos por un cabezal de Sendust-alloy laminado de Alps que tiene una resistencia de bobinado de 220 Ohmnios, 155 miliHenry de autoinductancia y una impedancia de 10 KOhms, valores parecidos a los del cabezal original.

 

Yamaha TC-520 15.jpgReemplazar las correas es mas sencillo y finalmente debemos ajustar todos los resortes para que tengan las tensiones correctas, ahora el equipo adelanta y rebobina perfectamente, pero no mantiene una perfecta velocidad al hacer play así que pensamos en desramar el motor y limpiar las escobillas y aceitarlo nuevamente, además de sustituir los capacitores de la unidad interna de control, este es un servo motor de velocidad constante de 2400 RPM ajustable marca Matsushita.

Efectivamente el motor esta perfectamente lubricado y gira con facilidad, así que la única reparación necesaria consiste en reemplazar los capacitores electrolíticos de la unidad de servo control que incluye el motor, ambos serán de tantalio, y agregaremos un filtro adicional contra el ruido que pudiera generar el motor.

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Segundo.

La fuente de alimentación es muy simple, produce unos 18 Volts por 150 milAmps para la sección de audio y 13 Volts por 250 mA para el circuito de autostop y el motor, ambas dependen del mismo transformador, tiene puentes rectificadores separados y filtros, la primera fuente es regulada, la segunda no; renovaremos la fuente completa pues es la parte que mas envejece, aunque hay que reconocer la alta calidad de este equipo pues a pesar del tiempo los voltajes son correctos y todo esta dentro de la especificación del fabricante.

Yamaha TC-520 fuente nueva.PNGEn la fuente original hay un resistor de 820 Ohms X 3 Watts que trabaja caliente, nos parece un desperdicio dentro de un equipo que consume 15 Watts, así que modificamos el circuito de tal manera que cada uno de los dos nuevos resistores de 750 Ohms X 1 Watt trabajen fríos, ahora habrá un capacitor de 330 uFarads para atenuar el ripple de la fuente con lo que el ruido total será mucho menor.

Ya tenemos todas las piezas nuevas y aprovecharemos para reducir al mínimo el ruido de fondo de la fuente para la sección de audio, en este caso usaremos el diseño de la fuente del esplendido deck Pioneer CT-F9191 que ya renovamos.

La fuente originalmente tennía unos 600 uVolts de ruido de fondo en el simulador, en la practica eran mas, con la renovación tendremos poco mas de 50 uVolts de ruido en la realidad; a pesar de parecer un ruido muy pequeño este se oirá, por esta razón los preamplificadores tiene fuentes de alimentación muy elaboradas y el Head-Amp de este equipo tiene un ripple-reject adicional.

Yamaha TC-520 04.jpgUsamos solo capacitores nichicon, pero ELNA o Nippon Chemicon hubiesen sido igual de buenos, los originales eran Nippon y funcionaron perfectamente durante mas de 39 años, solo se hincharon aquellos que permanente estuvieron polarizados con un voltaje muy inferior al nominal, eso daña los electrolíticos y no es un error de diseño, es simplemente inevitable.

 

Tercero

Yamaha TC-520 Head Amp Closed Loop original.PNG

El preamplificador de cabezales, Head-Amp es una etapa de dos transistores de bajo ruido y alta ganancia muy común en casi todos los decks, esta etapa de dos transistores acoplados directamente la comparten el Yamaha TC-320/511/520 y el TC-800 en este caso son dos transistores japoneses 2SC1327 en cascada; un error muy común cometido por casi todos los fabricantes (incluyendo a Yamaha) fue pretender la máxima ganancia de este bloque, los diseñadores serios recomiendan no exigir mas de 40 dB a ninguna etapa, en este caso el preamplificador de este deck debe tener 40 dB a 3 KHz y mas de 64 dB a 35 Hz en lazo cerrado, permitiendo un margen de solo 16 dB, eso no le facilita al Head-Amp controlar su propia (y natural) distorsión en baja frecuencia, síntoma de haber usado la etapa hasta el borde.
Yamaha TC-520 08.jpgEn el rediseño se plantea otro problema aparte de aumentar la ganancia; en el Head Amp del Nakamichi 1000 los resistores de la etapa tienen valores particularmente pequeños, esto se debe a que los resistores de bajo valor generan naturalmente menos ruido térmico, nosotros haremos lo mismo; cambiaremos la formula de reecualización con piezas menores, en este caso el resistor de emisor del primer transistor que era de 150 Ohms de carbón y lo reemplazamos por uno de 68 Ohms de película metálica, los resistores de metal tienen aun menos ruido que sus equivalentes de carbón, los demás componentes son ajustados en proporción, así el resistor de 12 KOhms tendrá solo 6.8 KOhms y será metálico también, así logramos el objetivo, que el ruido del preamplificador sea inferior al ruido de fondo de la cinta, otros resistores  fueron reemplazados por piezas de 1/2 Watt que también son de película metálica con igual resultado, hemos comparado nuestro circuito con los de los decks de alta gama para cambiar justamente las piezas correctas por el tipo correcto.
Yamaha TC-520 10El amplificador rediseñado tiene una ganancia en lazo abierto, segun el simulador de 94 dB a 44 Hz y corregimos la ecualización con lo que deberá tener una ganancia de 67 a 35 Hz así el nuevo margen es de 27 dB; con este cambio sigue siendo muy difícil para el Head Amp controlar su distorsión en baja frecuencia, por esta razon en los decks serios se reparte la amplificación de la pequeña señal del cabezal entre dos bloques en cascada como en el Nakamichi 1000, el Akai GXC-570D y el Pioneer CT-F9191, pero también decks mas modestos como el Akai GXC-730 y el Sansui SC-2110 repartían la amplificación entre dos etapas como debe ser; así se logra corregir completamente la distorsión en baja frecuencia.

Yamaha TC-520 Head Amp Open Loop modificado.PNG

Obviamente no resolvemos el problema, pero lo mitigamos un poco, lo mejor sería colocar otro amplificador en cascada, pero eso es cambiar el diseño del equipo y no solo retocarlo, las modificaciones que hacemos nunca pretenden cambiar el diseño del equipo original, a veces es inevitable, pero hay otros entusiastas mas radicales que insertan tarjetas nuevas dentro de sus equipos para cambiar secciones completas.

Yamaha TC-520 Head Amp Closed Loop modificado

El nuevo cabezal requiere de una carga diferente para aprovechar su autoinductancia para corregir el “Gap-Loss” dejaremos 480 picoFarads en paralelo con 90 KiloOhms para lograr una modesta ganancia de 2,5 dB a 17 KHz debido que la respuesta en frecuencia esta limitada internamente a 16 KHz pues el filtro pasa bajo MPX de la cadena de grabación esta siempre conectado.

Yamaha TC-520 11El preamplificador para los cabezales es compartido con los micrófonos, cuando el deck esta en Play se usa este bloque para los cabezales, mientras en la grabación se usa para amplificar los micrófonos; así que en el nuevo diseño consideramos que al etapa tenga la ganancia correcta y funcione bien para grabar también.

Cuarto

Los procesadores de ruido, todos los decks de cassettes de gama media en adelante tienen un reductor de ruido con la tecnología de los laboratorios Dolby, en este caso se implementó con el circuito integrado monolítico NE-545B que tiene la ventaja de ocupar muy poco espacio, requerir pocos componentes electrónicos de apoyo y permite no solo reducir el ruido mientras se oye la cinta, también permite codificar la música antes de grabarla, pues el sistema Dolby B es simétrico.

Yamaha TC-520 06

En este deck se emplearon unos capacitores electrolíticos de 0,33 microFarads de baja calidad para manejar la señal, los sustituiremos por piezas de tantalio que son de mejores características, también hay capacitores de 10 uFards X 16 Volts para el paso de la señal que renovaremos.

Yamaha TC-520 07

Junto a este chip hay un módulo especial, este es un filtro pasa bajo pasivo construido con dos bobinas de alto valor y corta la señal a 16 KHz y rechaza los 19 KHz, para ello la bobina que forma la trampa se puede ajustar con precisión, este filtro le permite al deck grabar desde la radio FM sin que el tono piloto del sistema MPX altere el funcionamiento del sistema Dolby.

Yamaha TC-520 12

Se puede apreciar la tarjeta principal con los preamplificadores y los bloques Dolby completamente renovados.

Es una queja común que al usar el sistema Dolby B las cintas pierden el brillo, eso no es culpa del reductor de ruido, pues esta planeado para mantener una respuesta en frecuencia plana, este problema se debe a que los componentes que conforman el reductor se han deteriorado y no dejan pasar toda la señal, los capacitores de paso en esta etapa estaban hinchados, al sustituirlos el modulo Dolby comenzó a funcionar perfectamente.

Ahora logramos una relación Señal/Ruido formidable de 68 dB con Dolby B.

Quinto.

El circuito de grabación esta formado por dos amplificadores ecualizadores muy simples y un oscilador de alta frecuencia que produce la corriente de polarización para la cinta, en este caso es un oscilador Hartley de 85 KHz.

Los amplificadores para grabar son simples etapas de un transistor que tienen el ecualizador que corrige la respuesta en frecuencia para ser especifica para cada tipo de cinta, en este caso puede grabar cintas normales, de ferrocromo y de dióxido de cromo.

A este circuito ni lo vamos a modificar, esta perfectamente diseñado y funciona perfectamente, lo diseñaron para enfatizar los 17 KHz en todos los tipos de cinta, así que siempre graba muy bien.

En cuanto al oscilador funciona perfectamente, solo renovaremos el transistor por uno nuevo de más potencia, y colocaremos capacitores nuevos.

Sexto.

Los indicadores de picos de grabación son realmente útiles, permiten verificar rápidamente si los niveles de grabación son los correctos, el problemas es que lo vu-Meters son muy lentos para indicar los picos, este humilde grabador tiene dos indicadores, uno a +3 dB que deberá parpadear a veces para indicar que se esta aprovechando bien la cinta, pues casi todas las cintas permiten grabar mas allá de los +3 dB, pero no deberá parpadear nunca el de +8 dB pues es señal de que se esta saturando la cinta, muy pocas cintas permiten grabar tan fuerte, menos las de cromo y menos aun en un deck de dos cabezales, así que decidimos modificar el marcado de +8 a solo +5 dB que es mas útil en realidad.

Séptimo

Finalmente lo utilizaremos junto su amplificador compañero Yamaha CA-710 y lo conectaremos con un cable especial que haga de una vez el bucle de grabación, nuestro cable de 4 canales IS-R31 que tiene los dos canales para reproducir lo dos canales para grabar.

Yamaha TC-520 19

Puede verse que el cableado de este equipo es de primera, solo cables apantallados de alta calidad, un merito pues este equipo tiene un cableado complejo.

Este deck estará junto a sus compañeros:

Amplificador: Yamaha CA-710
Tuner: Yamaha CT-710
Deck de cassettes: Yamaha TC-511S y TC-520
Plato: Yamaha YP-450
Deck para grabar: Akai GXC-570D
Fuente auxiliar para hilo musical: Akai GXC-730D
Altavoces: Santiago de León KS-702A
Cable para altavoces: Santiago de León IS-118
Cable RCA: Santiago de León IS-R30 e IS-R32
Cable para bucles de grabación: Santiago de León IS-R31 e IS-R33

Obviamente poner todos los equipos del mismo fabricante y de la misma serie rompe el concepto y la ventaja de los equipos separados que permiten a los compradores seleccionar aquellos componentes mejores en su clase y formar una cadena de varias marcas, pues todos son compatibles, de hecho nunca buscaremos el deck Yamaha TC-920 pues no vale la pena, nunca buscaremos el TC-720 pues el Akai GXC-570 D es superior, no buscaremos los altavoces Yamaha pues con los que hemos hecho estamos satisfechos, pero decidimos que dadas las circunstancias era posible que todo el equipo estuviera junto y ese es su valor, pues cada uno de estos componentes por separado no destaca en nada.

Yamaha TC-520 TEAC AL-700

Renovar el grabador Yamaha TC-520 fue mucho mas sencillo que el Akai GXC-730D, la simplicidad del diseño electrónico y la disposición mecánica de los elementos colabora con darle servicio al equipo, en cinco tardes estaba listo para entrar en servicio, terminada la renovación se nota como con pequeños cambios es posible hacer que el equipo responda como debe, grabe como debe y suene como debe; ahora, su sonido es brillante, cristalino y detallado, muy bien, incluso no queda mal parado al lado de un gigante; es muy probable que sonara así cuando era nuevo, pues después del recapping ya tenia un sonido muy diferente, pues siempre hay que recordar que estos equipos fabricaron hace mas de 40 años y que hoy no deberían existir, el hecho de que funcionen ya es un milagro.

Nos falta renovar el plato tornamesa y este conjunto estará listo para sonar lo mejor posible, luego nos dedicaremos al más complejo conjunto Sansui que estará formado por componentes de alta gama.

 

Monitores de Estudio JBL-4350

 

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Studio Monitor JBL 4350

En 1.923 Lee de Forest crea el sistema de registro sonoro para el cine en que una parte de la cinta cinematográfica reservaria un borde para la pista de sonido, este sería grabado como si fuese una imagen mas, el Phonofilm, en 1.925 Western Electric adopta el sistema, en 1.926 de la mano de WarnerBrothers se estrena en la ciudad de Nueva York el cortometraje Don Juan con el nuevo sistema y una pieza orquestada.

Poster - Don Juan (1926).jpg

Los ingenieros de sonido de Western Electric forman en 1.936 All Technical Products Company que en español se traduce como especializados en lo que sea, venezolanismo: toderos.

Pronto cambian de nombre por Altec y compran la compañía Lansing services.

James Bullough Lansing dirigió la nueva empresa que tenía por misión recrear en las salas el nuevo cine con sonido, así nace Altec Lansing, esta empresa se dedicó a hacer altavoces, amplificadores y todo el equipamiento necesario para la sonorización profesional; en aquel tiempo no existía la tecnología para producir sonido a alto volumen y con alta calidad, no existían los parlantes especializados en una parte del espector como los Tweeters como se los conoce hoy; los parlantes empleados para la sonorización de grandes espacios son de gran tamaño y estos no puede reproducir altas frecuencias, así el sonido para auditorios carecia de brillo y detalle.

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En aquel tiempo se conocían los parlantes todobanda que pueden tener hasta 8 pulgadas y pueden reproducir agudos; las piezas de 15″ necesarias para tener la eficiencia requerida simplemente no podían ser todobandas, así Altec creo el parlante Duplex, este tiene tres partes, un gran Mid-Woofer de alta eficiencia ya ampliamente conocido; incrustado dentro de él un driver para altas frecuencias y este estaba auxiliado por una trompeta sectorial para su mayor eficiencia, con este transductor especial fue posible por fin tener sonido de alto volumen y de alta calidad.

Pronto Altec Lansing introdujo altavoces especiales para la sonorización de recintos cerrados con alto volumen para las salas de cine, los equipó con difusores sectoriales para los componentes de agudos dedicados, trompetas/difusores para el registro medio y trompetas plegadas para los graves, la misma idea de Hegeman, pero para sonorización de grandes espacios con los amplificadores disponibles en los años 50´s.

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Así nacieron los altavoces de la serie voz del teatro, una serie que incorporó todos los adelantos tecnicos disponibles para aumentar su eficiencia y ampliar la gama de frecuencias que podian cubrir.

Mas adelante James B. Lansing se separa de Altec y forma JBL, de los muchos altavoces de esta casa esta la mas conocida y clásica serie 43XX, son una familia de modelos de altas prestaciones que combinaban alta eficiencia y gran profundidad de graves, su pieza mas modesta es el StudioMonitor JBL 4301 y el mas grande de todos el 4355.

 

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De todos ellos han llegado a nosotros los JBL 4350 en los cuales hemos podido hincar nuestras asquerosas zarpas y sacarles todas las tripas.

Estas piezas quedaron inutilizables luego de un triste intento de reparación sobre el filtro divisor, esta red divisora pasiva tiene unos capacitores electrolíticos bipolares que habían llegado al final de su vida útil; pero quien intentó repararlos no se molestó en comprar unas piezas nuevas, señal de un propietario pichirre.

El nuevo propietario de estas JBL-4350 nos encargo rescatar los altavoces de ser leña; aprovechando que todos los componentes aparentan estar en perfecto estado, aparentemente solo es necesario reparar o sustituir los filtros divisores, aparentemente…

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Los altavoces JBL-4350 son unos monitores de estudio de campo lejano, pero con la estética de unas piezas de alta fidelidad, estos altavoces originalmente se ofrecían con un conjunto de equipos de la propia JBL para emplearse de la siguiente manera: a la salida del preamplificador se debe conectar un filtro electrónico activo de segundo orden cortado a 250 Hz, puede usarse el filtro X-Over activo original JBL-5243, a este se conectan dos etapas de potencia estereofónicas, una de 200 Watts RMS a 4 Ohmnios y otra de 100 Watts RMS a 8 Ohmnios. El Power de 200 Watts se usa para atacar los woofers de ambos altavoces, mientras el Power de 100 Watts se usa para atacar los medios, altos y agudos; estas cajas tienen un tablero de conexión con 4 terminales universales y requieren la bi-amplificación.

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Dentro de cada gabinete los woofers se conectan directamente desde los primeros terminales, desde los segundos terminales se conecta un filtro divisor de segundo orden que separa la señal entre el Mid-Range de 10″, el Squker de 2″ y el Tweeter.

Este filtro divisor está dentro de los cajones, es el que aparece en las fotos y se ha dañado, tampoco nos sirve repararlo pues deberemos sustituirlo por un filtro divisor nuevo que pueda además separar los graves.

El propietario de los altavoces nos encargo hacer una modificación que permita conectar los altavoces a un solo Power, para no requerir un segundo amplificador ni el filtro activo externo; los altavoces podrán bi-cablearse, pero no requerirán la bi-amplificación.

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Para cumplir con este requisito será necesario sustituir el filtro divisor original de 3 vías y diseñar un nuevo filtro X-Over de 4 vías pasivo que incluya ahora a los dos Woofers de 15″; se instalará dentro de los gabinetes y permitirá el bi-cableado; el desarrollo de un filtro nuevo requiere unos tres (3) meses de trabajo, desde que se crea el esquemático hasta que funciona correctamente. Queda claro que con el nuevo filtro los altavoces se pueden bi-amplificar como antes, pero no es indispensable.

 

Lo primero

No podemos tardar mucho tiempo en decidir como hacer el filtro, pues el año 2.015 lo cerramos con una inflación del 275%, así que el tiempo que tardemos entre recibir el dinero presupuestado y comprar el material puede ser desastroso. Decidimos es hacer una versión de nuestro filtro pasivo de tercer orden KS-F90, que es el filtro X-Over diseñado para nuestros propios altavoces tope de serie KS-900, solo debemos modificar la disposición física de las piezas y las frecuencias de corte para que correspondan con las de JBL. Eso es trabajo de 2 semanas.

El corte entre los Woofers de 15″ y el MidRange de 10″ esta en los 250 Hz y era activo, ahora será pasivo; el corte entre el rango-medio y el Squaker esta en los 1.100 Hz y el corte entre el Squaker y el Tweeter es de 6.000 Hz, todos los mantenemos idénticos, pero no los haremos de segundo orden como el diseño de JBL, serán de tercer orden, eso hace que el filtro sea mas complejo, requiera mas componentes y sea mas costoso; por contra bajará ligeramente la distorsión de los altavoces a alto volumen, mantendrá constante la fase y mejorará el desempeño de estas cajas.

Passive Crossover JBL-4350

El propietario nos pidió que el enorme filtro nuevo cupiese en el espacio en que estaba la red divisora original de JBL, eso es complicado pues este filtro es mas complejo que el original, tiene mas componentes, los capacitores son de valores mayores, por lo que son mas grandes, no usaremos capacitores electrolíticos bipolares para las altas frecuencias, usaremos piezas de poliéster que son mas grandes que sus equivalentes electrolíticos, es un filtro enorme. Una de las cosas buenas de nuestro filtro es que no desperdicia potencia, mientras el filtro original lleva 4 enormes resistores de alambre en cerámica de alta temperatura, nuestro filtro solo requiere de pequeños resistores de alambre de 5 Watts que en realidad solo disiparan 3 Watts a todo volumen.

Para probar usamos en el punto del atenuador del Squaker un resistor de alambre en cerámica que parece una tiza de 10 Watts, en el montaje final se sustituirá por el atenuador original de JBL.

 

Lo Segundo.

Fuimos a recoger los filtros divisores originales, están en un penoso estado, así renunciamos a la idea de repararlos o aprovecharlos, es mas fácil hacer que reparar, afortunadamente los componentes acústicos están en perfecto estado, decidimos medirlos, los Woofers tienen una impedancia nominal de 8 Ohmnios, que en realidad son solo 6,4 Ohms en promedio, los MidRanges también son de 8 Ohmnios, pero no superaron los 6 Ohms, las dificultades comienzan con los Squakers y Tweeters que dicen tener 16 Ohmnios, pero en realidad son de 6,2 Ohmnios, decidimos medir cuidadosamente la resistencia e inductancia de cada componente, pues de eso depende la corrección del filtro.

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Valores promedio medidos:

 

Woofer dedicado JBL-2213A = 6,3 Ohms mas 1.400 uHenry.

Mid-Range dedicado JBL-2202 = 5,4 Ohms mas 850 uHenry.

Squaker y difusor JBL-2440 = 7,5 Ohms mas 660 uHenry.

Tweeter de guía de ondas JBL-2405 = 6.1 Ohms mas 95 uHenry.

 

Como puede verse las autoinductancias cada uno de los componentes son enormes, sólo serán útiles las de los Woofers y el MidRange, las otras solo daran problemas y será necesario agregar redes Zobel para corregir los factores de potencia individuales y recomponer una impedancia todo lo plana que sea posible, así diseñamos nuestros KS-900 y así modificaremos estos altavoces JBL.

Es indispensable conocer el valor verdadero de resistencia e inductancia de los componentes pues el filtro es dependiente de estos valores para funcionar, es muy importante hacer el diseño a medida para obtener el máximo rendimiento, ha sido un acierto hacer el filtro de tercer orden, pues nos permitió incorporar las autoinductancias de los Woofers, Mid-Range y Squaker dentro del filtro y compensar mejor el desplazamiento de fase.

 

Lo Tercero.

Los filtros divisores emplean componentes electrónicos diferentes de los que suelen utilizarce en electrónica, los resistores suelen ser de potencia y no de carbón, los inductores suelen ser sin núcleo, en lugar de ser de ferrita, los capacitores deben ser bipolares, todas las piezas quedan sometidas a grandes voltajes y grandes corrientes, por esta razón preferimos componer piezas en paralelo para lograr los valores que requeriamos, preferimos un cableado en exceso y decidimos preparar cada pieza del filtro para tener el mejor comportamiento posible.

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Esta es la máscara que usamos para serigrafiar la tarjeta que llevará los tres bancos de capacitores electrolíticos bipolares para loas redes de filtro del Woofer y del MidRange.

Los nuevos filtros divisores KS-F90A tendrán capacitores de poliéster metalizado, que son los mas apropiados para las altas frecuencias, en la practica los usaremos para el Tweeter y el Squaker; tendran capacitores formados por bancos de capacitores en paralelo de alto voltaje para soportar las grandes corrientes que entregaran los Power Amplifiers que se asociarán a estos altavoces; usaremos resistores de alambre en cerámica de alta temperatura, estos los compramos para el doble de la potencia que les corresponderá manejar.

Esta red de filtros de 4 vías tiene cortes sobre las frecuencias que especifica JBL, las pendientes de atenuación originales son de 12 deciBeles por Octava, nosotros usaremos un filtro de tercer orden con pendientes de 18 dB/Oct, la gente de PCP Audio comenta que este el orden de filtro mínimo para proteger los componentes delicados y limita la distorsión por excursión no lineal, así que cabe esperar que los altavoces ahora suenen mejor, los filtros de todos nuestros altavoces, desde nuestro modelo mas modesto son de tercer orden.

Estos filtros son particularmente complejos, pues no solo deberán mantener la fase constante, además no deberán resonar a las frecuencias centrales; las ramas de los filtros dedicadas al MidRange y al Squaker tienen las frecuencias de paso alto y paso bajo muy cercanas, eso los hace susceptibles de resonar en las frecuencias centrales como si fuesen unos tanques sintonizados, para corregir el problema agregamos pasos con perdida que amortiguaran la oscilación. Para el MidRange el problema es igual al del Squaker, la acumulación de energía en el tanque sintonizado equivalente puede causar problemas, un truco permite evitarlo, incrustaremos unas redes L-Pad.

 

Lo Cuarto.

El verdadero problema de este filtro es que debe incluir un pasa bajo pasivo a un frecuencia muy baja, en este caso concreto 250 Hz para alimentar los dos woofers de cada gabinete, entre ambos tienen una impedancia equivalente a solo 3,3 Ohminios, debemos tener una atenuación muy pequeña, en este caso inferior a los 0,5 dB, esto nos obligó a hacer dos inductores de 3,3 miliHenry con solo 0,22 Ohmnios que requirieron 4 kilogramos de alambre de cobre calibre 12 AWG.

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Podíamos haberlos hecho con núcleos de hierro laminado como los inductores originales del filtro, pero estos tienen una marcada histéresis que se traducirá en distorsión, nunca hemos hecho filtros así, ni para los modelos mas modestos, ahora tampoco, preferimos hacer inductores con núcleo de aire que no tiene histéresis y son completamente lineales, eso si, son mas costosos.

El propietario no nos agradeció el costo de esta parte del filtro, por la cantidad de dinero que se pago por el alambre de cobre en Venezuela se puede comprar un Nakamichi 1000II.

Esta es la razón por la que JBL decidió dotar de un filtro activo a estos altavoces, es más económico.

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Los dos enormes inductores de 3,1 miliHenry representan casi la mitad del costo en materiales de este filtro divisor nuevo, hemos decidido hacer todos los inductores sobre un molde removible, pues todos son enormes y no caben en ninguna de las formas plásticas que usamos, el mas grande tiene 15 centímetros de diametro y 2 kilogramos de alambre de cobre calibre 12 AWG, lo hemos hecho por capas para poder aislarlas con papel y reducir una posiblemente peligrosa capacitancia parásita, esta podría poner en dificultades hasta al amplificador mas potente.

El nuevo inductor tiene una forma curiosa, es muy aplastado, esta es la forma óptima para conseguir el valor correcto con la menor cantidad de material, estos gigantescos inductores se insertarán en el espacio en que estaban los inductores originales del filtro y se sostendrán a presión.

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Cuarto.

 

Nuestro filtro requiere de una baquelita que sustituya a la original, que soporte todos los componentes y que lleve el cableado del circuito que es un poco complejo, tambien necesitamos baquelitas para hacer los bancos de condensadores.  Así decidimos diseñar 3 tipos de tarjeta, la principal y las de los bancos de capacitores.

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Nuestro nuevo filtro requiere capacitores bipolares de gran tamaño, los capacitores más grandes disponibles son de 22 uF X 250 Volts, así que a falta de más opciones decidimos hacer bancos de condensadores para llegar a tener los tres valores necesarios, el mas grande es de 240 uF, en cada tarjeta habrá tres bancos de capacitores en paralelo para llegar a los tres valores requeridos y ahorrar espacio.Studio MonitorJBL-4350 10.jpg

También requerimos de capacitores de 39 uF bipolares para los Squakers, dado que por ellos pasaran altas frecuencias fue necesario usar piezas Sprague de 20 uF de poliéster metalizado, así para hacer el filtro de tercer orden creamos un banco de condensadores para lograr el valor de 13 uF y otro de 39 uF.

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En este filtro todo es enorme.

 

Quinto.

 

Hacer que todo cupiese en la caja original no es del todo difícil, pero es complicado, decidimos diseñar una disposición para los componentes en que los inductores no compartieran plano entre si, eso es fácil cuando son 3 inductores, cuando son 4 la cosa se complica, pero este filtro lleva 6 inductores, muy cercanos el uno con el otro, cuando los inductores comparten plano se inducen mutuamente, haciendo que la señal de uno salta al otro, destruyendo la separación entre las señales, que es la razón de ser de un filtro divisor.

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Los inductores se han hecho a pares, con valores especiales con una precision del 5%, uno para el Tweeter, dos para el filtro del Squaker, dos para el MidRange, todos de alambre 16 AWG, falta el inductor gigante en alambre 12 AWG para los dos Woofers de cada altavoz.  Una vez terminados todos los componentes electrónicos de nuestros nuevos filtros comenzamos a armarlos.

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Cada filtro esta formado por 4 ramas, una para cada componente, cada rama es de tercer orden, la rama que comparten los Woofers esta electricamente separada de las demas, es así para permitir el bi-cableado y la bi-amplificación, al poner varios capacitores en paralelo logramos reducir las impedancias de acceso y mejoramos el desempeño del filtro.

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Los componentes estan soldados, pegados y anclados, pues hay piezas muy grandes como los bancos de capacitores y muy pesadas como los inductores.  Luego probamos cada rama de cada filtro para verificar que esten operativas, que tengan las frecuencias de corte esperadas y al conectarlas todas simultaneamente no interfieren entre si.

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Ya era tarde para descubrir un problema, afortunadamente funciono todo junto, es un milagro.

 

Lo sexto.

Passive Crossover JBL-4350 2.jpgInstalar, decidimos usar cable para altavoz calibre 12 AWG para tener una mínima atenuación, conectamos el atenuador del Squaker, este parlante tiene una eficiencia mayor al resto de los componentes y no es igual en las dos piezas, por esta razón JBL decidió agregar el atenuador que permite corregir el problema, allí si tuvimos un problema, pues el filtro original de nuestros KS-900 que usamos para las JBL-4350 no contempla el uso de un atenuador, pues los filtros solo funcionan correctamente si están cargados con resistencias puras de valores fijos, nunca valores variables, así que modificamos el filtro y le agregamos la posibilidad de aceptar la variación de la resistencia de la fuente y aun así mantener la respuesta en frecuencia.

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Al comparar ambos filtros se nota que son diseños completamente diferentes, en filtro original, dentro de la caja estan los tres inductores con núcleos de hierro laminado, nosotros colocamos los 5 inductores pequeños sobre la tarjeta principal para dejar espacio para la bobina grande que filtra los Woofers.

 

Lo séptimo

Instalamos los componentes y los conectamos uno a uno, el cableado resulta ser algo mas complicado que los altavoces que solemos hacer, probamos todos los componentes junto con el filtro nuevo, los humitas que hacen sus altavoces saben que un filtro no necesariamente funcionara correctamente junto con los componentes, por lo que es común dejar el filtro fuera del cajón un tiempo e ir modificándolo hasta conseguir el comportamiento correcto, este filtro tiene que funcionar a la primera y tiene que funcionar bien.

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Efectivamente al conectar el Power, en este caso un Aragón 4400 los altavoces han decidido sonar para alivio de todos…

Ahora decidimos armar los altavoces con sus nuevos filtros.

Nosotros tenemos diseñados y hemos ofrecido en venta algunos modelos grandes, como los monitores de campo medio KS-800, los monitores de estudio de campo lejano como los KS-802 y nuestras piezas mas grandes de tres vías modelo KS-900, estéticamente muy parecidas a estas JBL, con cuatro diferencias importantes, el gabinete acústico es de madera contrachapada de 36 mm de espesor, nuestros KS-802 tienen madera de 32 mm y su foto interna esta publicada casi al principio de este blog; internamente reforzamos la caja con contrafuertes como nuestros KS-601, son cajas de 3 vías con un difusor de madera para los agudos como los usados en las serie de JBL-44XX que tiene una distorsión muy baja y finalmente tienen este filtro de tercer orden de muy baja atenuación.

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Todos los componentes de ambos altavoces funcionan correctamente, todos suenan al mismo nivel, menos los Squakers que atenuamos oportunamente; probamos con un ecualizador ADC. Siempre es una curiosidad para quienes solo las habíamos visto en fotos oír como suenan estos altavoces, pues después de reparados y junto con los componentes usados, un amplificador de estado sólido y un pre valvular la respuesta es que los JBL-4350 suenan justamente como uno se los imaginaba, los agudos son detallados, los medios altos son realistas (sonido JBL) los medios son nítidos y próximos y los graves son contundentes; tienen un sonido enorme y pueden sonar muy fuerte y llenar una sala de gran tamaño, en este caso 36 metros cuadrados; ahora solo les falta la lana de poliéster y rehacer los detalles del gabinete que esta maltratado.

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Los dejamos provisionalmente instalados para ser probados a fondo mientras se rehace la caja de madera, el reenchapillado y el nuevo material acústico es instalado.

 

Por terminar.

 

Santiago de León TodoBanda KS-601

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Nosotros hemos hecho altavoces a la medida de nuestros amplificadores, nuestros primeros altavoces Hi-Fi fueron las torres KS-702 de dos vías con Mid-Woofer de 8″ de pulpa prensada de media alta sensibilidad acompañado de un Tweeter de cúpula de seda de 1″ y cortados con un filtro divisor de 3er orden de alta calidad, son nuestros monitores de referencia y quedamos muy satisfechos con nuestro trabajo, nuestras torres tienen una sensibilidad de 91 dB/Wm lo que les permite sonar fuerte con amplificadores medianos como nuestro Yamaha CA-710, pero eso nos hizo pensar  ¿hay altavoces específicos de alto rendimiento que suenen mas fuerte con la misma potencia? entre lo que averiguamos descubrimos los parlantes TodoBanda.TodoBanda KS-601 32

 

 

En una oportunidad pudimos comprar unas torres JBL E-90 luego construimos nuestros KS-702 con toda la torpeza del mundo, hoy sabemos que fue un acierto.

Hemos visto (con envidia) como en los foros de audio españoles y latinoamericanos como los de Chile y Argentina se comenta sobre los altavoces TodoBanda y aquí no tenemos mas oportunidad que verlos en fotos (lentamente 10%, 20%, cargado…); los altavoces con un componente TodoBanda no son mejores ni peores que los altavoces convencionales de 2 o 3 vías, son simplemente diferentes, se trata de una solución muy particular, que sirve para reconstruir el sonido de la manera más transparente posible, segun los foristas estos suenan diferente del resto y se los consideran piezas de alta gama.

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Existen unos pocos fabricantes serios que hacen sus altavoces así, como Lowther, Omega Audio, Voxativ y algunas piezas de Klipsch, pero es mas común la auto construcción con componentes sueltos como los Fostex y Supravox, esto se debe a que para sacar partido de este tipo de parlantes se necesitan baffles grandes, lo que hace inviable su compra por el costo, así la gente prefiere hacer de carpintero y preparar unos gabinetes a medida; en los foros especializados se comparten diseños y experiencias; nosotros solemos hacer Bookshelf de dos vías, pero aprovecharemos la oportunidad.

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Trompetas plegadas Lowther Acousta con los componentes Full Range PM-6C

Es muy común que los baffles de bajas prestaciones donde se quiere ahorrar costos, espacio o peso se equipen con un solo componente, así los boom-box portátiles, los modernos “Sound Bar” al igual que muchos minicomponentes y los altavoces multimedia para PC son así, es decir, es una solución de baja fidelidad, pero dentro del pequeño mundo audiófilo parecen tener un espacio estos excéntricos altavoces de una sola vía, pueden ser altavoces de media sensibilidad/eficiencia, pero es mas común que tengan una alta eficiencia para rendir las limitadas potencias de los amplificadores valvulares que les eran contemporaneos, los Lowther Acousta son piezas de 1.957.

¿Que son altavoces TodoBanda?

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Componentes Full Range Fostex FE-166N de doble cono.

Son baffles equipados con un solo componente especial, un Full-Range que a diferencia de todos los demás componentes esta diseñado para tratar de cubrir todo el espectro audible; los componentes TodoBanda se parecen mucho a los MidRange en el sentido que se diseñan para tener la menor distorsión posible dentro de rango vocal, están disponibles desde 2″ hasta 8″, pero es mas común conseguirlos en 5 1/4″ y 6 1/2″, los TodoBandas se parecen un poco a los Woofers debido a su blanda suspensión y al tener un desplazamiento mayor al de los Mid-Ranges y finalmente se parece a los Tweeters por tener un diafragma muy ligero; el más conocido de los componentes TodoBanda comerciales es el Fostex FE166, que es un TodoBanda de alta eficiencia de 6″ para el que muchos humitas han preparado toda clase de gabinetes acústicos, cajas abiertas, cajas infinitas, cajas bass-reflex y finalmente la más ambiciosa de todas, las cajas con trompeta de graves plegada.

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Gabinetes acústicos con trompeta de graves recomendados por Fostex para sus FE-166N.

Pero hay fabricantes serios que ofrecen comercialmente este tipo casi desconocido de altavoz de alta fidelidad, como Lowther y Omega, no son altavoces económicos, de hecho están entre las piezas mas costosas y nosotros queríamos saber porque, SEAS tiene unos parlantes TodoBanda de 8″, los F8 que valen 1.600 Dólares el par; Omega Audio ofrece un modelo de altavoz, el Grande 6R con componentes de 6″ y nos pareció de lo mas simple, de lo mas elegante y de lo mas interesante, pero en nuestro país es imposible traer nada.

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Altavoces Bass-Reflex Omega Grande 6R con Full Range Fostex FE166.

Los parlantes de rango completo entraron en la escena como elementos de alta fidelidad desde el principio, pues son los que tienen mas historia, los primeros sistemas de sonido planeados para ofrecer la mayor calidad posible se hicieron con este tipo de componentes (no se habían inventado los Tweeters ni nada), así han sobrevivido a todos los cambios de la tecnología y están hoy en la alta gama del audio.

Trompetas plegadas DIY con unos componentes Full Range Fostex FE208 de alta gama (ya quisieramos nosotros que nos quedaran así).

Es muy extraño que este tipo de componente forme parte de la gama alta del audio, pues están limitados en todo, la gama de frecuencias es limitada, la capacidad para manejar potencia es limitada, la dispersión de los agudos es limitada, pero aparentemente, mas allá de sus limitaciones esta su timbre neutral, su sonido natural que los hace ideales para la música instrumental, eso dicen los que los han oído y nosotros queremos saber como es que suenan.

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Los que compraron o fabricaron sus altavoces TodoBanda los instalaron en una sala menor, como un dormitorio, para así rendir los graves que pueden dar, acondicionaron sus estancias para obtener un sonido de lo mas limpio, los acompañaron con amplificadores de estado sólido en clase A pura o con etapas de sonido dulce para aumentar el efecto de realismo y los que pudieron usaron valvulares, la combinación no puede ser mas afortunada, pues los Full Range generalmente requieren potencias pequeñas y su impedancia es casi puramente resistiva, muy facil de atacar desde un final de triodos, los TodoBanda son recomendados para la música étnica y folklórica, como los cánticos africanos de jornada, los instrumentales irlandeses y los cuartetos de cuerda.
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Maestro Mstislav Leopóldovich Rostropóvich

La viola y el violonchelo tienen otro matiz, más cercano, mas real si se quiere; el sonido adquiere otra dimensión, estos altavoces son apropiados para un tipo de música particular allí esta su valor, como nosotros luego tuvimos la oportunidad de comprobar.

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Pequeño Conjunto 300 para PC, con amplificador y altavoces TodoBanda.

Así decidimos que dado que nuestros experimentos anteriores habían tenido éxito como nuestro pequeños altavoces KS-300 era posible fabricar unos Bookshelf como los Grande 6R de Omega; pero teníamos un problema, en Venezuela no hay, ni se pueden traer componentes TodoBanda, para hacer este tipo de altavoz; entonces buscamos por todo Internet alguna alternativa, no encontramos nada; nuestra solución: teníamos también que hacer los componentes, así que compramos unos MidWoofers de 6 1/2″ que es lo mas parecido para convertirlos en los rango completo apropiados para este proyecto, es como hacer un parlante transgénico…

¿Como hacer un parlante TodoBanda?

Un parlante TodoBanda debe tener un buen imán que le proporcione un gran empuje, así lograra una sensibilidad alta, pero no es indispensable, también puede ser un imán pequeño para lograr un Qes alto y poder montar en una caja pequeña, debe tener un diafragma muy ligero para tener un mínima acumulación de energía y por lo tanto la menor distorsión, es necesario un equibrio entre la masa del diafragma, su dureza y su acumulación de energía, es decir, habrá que probar…

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Compramos unos Mid-Woofer de 6 1/2″ hechos con un chasis de acero estampado, un imán de polvo de ferrita, una bobina de voz de 1″ y un diafragma de pulpa prensada y endurecida con una masa original de 12,60 gramos y un rendimiento de 91 dB/Wm teóricos, son unos Mid-Woofers de gama básica de regular calidad de construcción que nos serviran perfectamente como base para nuestros nuevos componentes TodoBanda, los seleccionamos debido que los empleamos antes en otros diseños y son faciles de conseguir.  Lo primero que hicimos fue retirar el diagragma original junto con la araña, la suspensión y las riendas; es decir: los rompimos.

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Insertamos en el chasis desnudo una nueva bobina de 1″ debidamente modificada para nuestro diseño, la centramos con todo cuidado, siguiendo el procedimiento sugerido en un video de YouTube, ajustamos la araña y cubrimos de pegamento ambas caras de todas las superficies, así garantizamos que no se llegue a despegar, este conjunto debe dejarse secar hasta que el pegamento se cristalise, reducira su tamaño y será transparente.

 

Montamos la araña y preparamos el nuevo diafragma, al igual que la mayoría de los diafragmas preparados por los fabricantes artesanales es un simple cono papel muy fino, para reducir la masa móvil, una vez seco agregamos el doble cono ligero para permitirle a nuestro nuevo TodoBanda reproducir los agudos.

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Desconocemos las características de nuestro nuevo parlante, así que hacemos un ensayo de los parámetros Thiele y Small; esperamos mucho de este ensayo, pues si bien los TodoBanda pueden ser parlantes de baja o regular eficiencia (de 86 a 90 dB) se los relaciona con la alta eficiencia, sobre todo por que los suelen acompañar con amplificadores pequeños, entonces es muy importante que sean de alta eficiencia; obviamente seleccionamos los Mid-Woofer mas apropiados para esta modificación.

¿Como tener los parámetros Thiele y Small?

Se necesita un tester (multímetro/polímetro), un PC y programa generador de funciones, un amplificador,

cables, caimanes, regla, cuaderno y paciencia.

1) Medir el tamaño efectivo del cono, es decir, sobre el diámetro, se mide desde la mitad de la suspensión hasta la otra, medir con precisión la resistencia pura del devanado del parlante y su auto inductancia.

2) Instalar un programa generador de funciones, usar una señal sinusoidal y ajustar a 5 Hz.

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3) Conectar la tarjeta de sonido del PC con la entrada del amplificador con un cable RCA/MiniPlug, conectar a una de las salidas el tester en modo AC-Amperímetro y el altavoz bajo prueba en serie desde el amplificador.

4) Aumentar el volumen del amplificador desde cero hasta que marque 100 miliAmps

5) Correr la frecuencia lentamente, se vera casi de inmediato como la corriente consumida por el parlante bajo ensayo va bajando, es importante que el parlante quede colocado de tal manera que nada este cerca de él a por lo menos 30 cmts.

6) en el punto donde se consiga el menor consumo de corriente es la frecuencia natural de resonancia, se anota junto con la corriente consumida.

7) Aplicando la formula:

V1 = R (medida del devanado)*100 miliAmps

Zs = V1/Is (la corriente consumida en la frecuencia de resonancia)

8) Calculamos Zp (la impedancia en los dos polos)

Zp = Raíz (R*Zs) y Ip = V

1/Zp

Ahora desplazamos la frecuencia del generador hacia abajo hasta que la corriente consumida sea Ip y la anotamos como F1, luego hacia arriba hasta conseguir que la corriente consumida sea nuevamente igual a Ip, anotamos esa frecuencia como F2.

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9) Finalmente conocemos los primeros parámetros del parlante, el mas importante, el factor de mérito mecánico Qms, luego el factor de calidad eléctrico Qes.

Qms = Fs * Raíz (Zs/R)7(F2-F1)
Qes = Qms/(Zs-1)

10) Falta averiguar cuanta es la masa equivalente del diafragma Mms, eso se puede hacer agregando una masa conocida al parlante y anotar la nueva frecuencia de resonancia Fm, en este caso seleccionamos una simple moneda de masa conocida como masa adicional y anotamos la nueva frecuencia de resonancia.

Mms = M/(Cuadrado(Fs/Fm)-1)

11) Alimentamos con estos datos al programa Win ISD, este completará lo que no hallamos y así tendremos completamente caracterizado al componente, el programa nos guiará en el diseño del gabinete acústico mas apropiado para este componente.

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Descubrimos que nuestro parlante TodoBanda es en realidad muy bueno, nuestro nuevo cono tiene una masa móvil Mms de solo 8,8 gramos y el motor desarrolla un BL de 12,3 Tesla/metro, así logramos unos increíbles 97 dB/Wm teóricos, la frecuencia de resonancia es de 85 Hz y tiene la oportunidad de producir unos graves interesantes, con una caja Bass-Reflex de 22 litros, hasta aquí todo va bien, pero los agudos no aparecen por ningún lado, al verificar la auto inductancia del nuevo componente descubrimos el problema: con 530 uHenry no vamos a oír agudos nunca.

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Pero efectivamente suenan muy nítido, los usamos un tiempo así, con el ecualizador era posible arrancarles brillo, con lo que quedaba claro que el diafragma que hicimos efectivamente podía reproducir los agudos, entonces el problema esta en otro lugar; se nos ocurre modificar el diseño del cono y mejora muy poco, pero el verdadero problema es que una inductancia tan alta jamás le permitirá al componente funcionar correctamente, así que después de darle vueltas al problema encontramos una solución para tener la mitad de la inductancia manteniendo la impedancia del componente.

Y la gallina dijo Eureka. (Les Luthiers)

¿Como son los KS-601?

Hacer un nuevo modelo de altavoz es siempre un riesgo, pues puede no servir para nada, es decir no sonar mejor que lo que teníamos antes, comparando nuestro nuevo componente TodoBanda en el papel contra el Fostex 166 tiene buena pinta, así que todas las cajas que se diseñaron para este le servirán a nuestro humilde componente, pero las diseñaremos todas desde cero pues ambos componentes son parecidos, pero no idénticos, las limitaciones de nuestro parlante obligan a rendirlo con la mejor caja posible, en este caso utilizamos la habitual caja de paredes de madera terciada de virola de 18 mm con refuerzos internos.

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Nuestro recinto acústico tipo Bass Reflex tendrá las paredes encostilladas y agregamos una costilla entera de arriba a abajo, su fabricación es trabajo de un tarde, pero divide la caja en secciones mas pequeñas y le permitirá auto contener la vibración, esta costilla refuerza las caras más grandes del cajón, que son las que tendrían mas problemas de resonancia, cubrimos la caja internamente con lana de poliéster que evite que vibre y resuene sobre los 280 Hz que es la frecuencia natural de resonancia de este material, también atenúa el eco interno propio de las cajas rígidas y sus ondas estacionarias.

 

Con los 22 litros comprometidos en este baffle, nuestro nuevo altavoz llegará a los 54 Hz con -6dB, que no esta nada mal, pero sigue siendo difícil para nuestro componente todobanda producir los agudos suficientes.

Hicimos un nuevo con de papel fino e impregnado, que dado su diámetro efectivo hará énfasis sobre los 10 ó 12 KHz, corregimos el problema de la inmensa auto inductancia definitivamente bajando a solo 90 uH, un Tweeter suele tener unos 45 uH, así que vamos muy bien, ahora si funciona mejor, llegamos a los 17 KHz -6 dB, lo que significa que nuestros componentes estarán a la altura de muchos Tweeters de cúpula blanda como los fenólicos tan comunes; nuestros parlantes tiene un desempeño comparable con los TodoBanda de verdad hechos por fabricantes serios.

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Después de corregir todo lo posible los últimos detalles, los mostramos en público y quienes los oyeron quedaron muy satisfechos con nuestra idea, tenemos un TodoBanda en Venezuela, con tecnología venezolana, es decir: sin tecnología.

Un caballero nos visito para recoger unos cables que le vendimos por MercadoLibre y aprovechamos para mostrarle nuestros nuevos altavoces modelo KS-601 en fase de experimentación y nos compro un par, nuestra sorpresa fue grande, todos los errores cometidos pasaron a un segundo plano cuando conseguimos la música apropiada para estos altavoces.

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The Jazz Messengers con Art Blakey y Thelonious Monk remasterizado en cassettes normales y reproducido en un Nakamichi 1000II.

 

 

Ahora fabricaríamos altavoces con parlantes TodoBanda, segun nuestra limitadísima experiencia con esta clase de altavoces, suenan muy bien hasta que se los compara con nuestras torres de dos vías KS-702 que tenemos como referencia, nuestros primeros altavoces hechos hace ya mas de 6 años, evidentemente no se deben comparar altavoces tan diferentes, pero a falta de otra opción…

Al probarlos así se nota que la sensibilidad de ambos es parecida, a favor de los TodoBanda, los graves están limitados y es lógico pues son unos Bookshelf medianos, los agudos tiene un Roll-Off que se nota, pero no molesta, pero más allá de eso el sonido destaca por su claridad, con Pink Floyd son mejores las torres, con Maighread ní Dhomhnaill son mejores los Bookshelf.

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Los altavoces comerciales, como los que acompañan a los minicomponentes están cortados de 60 Hz a 70 Hz en adelante y tienen punch, a la gente le causa la impresión de tener unos graves enormes, pura psicoacústica, al oír nuestros altavoces, que en medio de todo, pueden reproducir graves desde los 54 Hz no parecen escasos, aunque no tienen punch, en cuanto los agudos, los agudos mas detallados de los platillos pequeños aparecen ensombrecidos, pero en el registro vocal el espacio es enorme, como si fuesen unos altavoces grandes, no es un sonido fiel, es un sonido que conviene a ciertas grabaciones y no producen fatiga.  Efectivamente en música folklórica y algunas canciones de Cranberries dan cuerpo a las voces femeninas y suenan muy bien.

Nuestros nuevos componentes TodoBanda tienen una eficiencia de 97 dB/Wm que se convierte en 91,5 dB/Wm al montarlos en una caja Bass-Reflex de 22 litros, no usamos una caja mas pequeña pues el rendimiento sería poco satisfactorio y no usamos una caja mas grande pues llegamos al límite de uso.  De todas maneras los diafragmas quedan lastrados con cerca de 2,5 gramos de aire aproximadamente, esta eficiencia sigue siendo muy alta en comparación con los 88 dB/Wm típicos de los Bookshelf compactos, de esta manera la gran ventaja de estos altavoces es que podrán ser atacados por un amplificador pequeño de unos 25 Watts a 35 Watts y lograr un alto volumen, en este caso alcanzamos 107 dB con los dos altavoces activos colocados a 2 metros.  Su rendimento es ideal en una habitación de 8 metros cuadrados.

Esta es la razón por la que Fostex y los fabricantes serios no hacen énfasis en el diseño Bass-Reflex, que si bien funcionan perfectamente y tiene unos graves mas que razonables, tiene por defecto desperdiciar la sensibilidad del transductor, este problema no se presenta con los parlantes de diafragma pesado; una idea mejor es montarlos directamente en una trompeta para los graves, no para que tenga mas graves, sino para no lastrar con la masa del aire al diafragma del altavoz, queda claro que la caja ya no será un Bookshelf compacto; tenemos planeado montar mas adelante estos componentes unas pequeñas torres con trompeta plegada.

¿Como hicimos los KS-601?

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Compramos una tabla de madera terciada y contrachapada de pino con cola fenólica, es una madera muy ligera y rígida, con lo que su frecuencia de resonancia será más alta y más fácil de corregir, la ventaja de la madera contrachapada es que es mas rígida que la madera cruda; de todas manera no confiamos al material la contención de la presión interna, diseñamos una estructura interna que reduzca todo lo posible las vibraciones, pero entonces creamos otro problema, el eco interno.

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Recibimos las tablas, las cortamos segun nuestros planos, nuestros baffles tendrán una altura sólida de 47 cmts, 49 centímetros con las patas; así que cortamos la tabla en listones de 47 cmts, de estas piezas sacaremos las paredes laterales, el frente, el fondo y la costilla interna.

Cortamos todas las piezas y biselamos las 4 caras centrales, a estas les hacemos las correcciones y las perforaciones, una para montar el propio componente, otra para el puerto de graves y otra para el conector, a las costillas internas las perforamos para permitir el libre paso del aire en el interior del gabinete y no dividirlo en dos volúmenes.

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Terminadas las piezas grandes y las piezas medianas, preparamos las piezas pequeñas, que son las patas, los refuerzos de las esquinas, las costillas auxiliares y las piezas que formaran el puerto de graves. Este puerto lo haremos de madera para poder redondearlo completo y mejorar su desempeño, tambien (creemos) mejorará el aspecto estético de nuestros altavoces.

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Cuando están armadas todas las piezas queda así: las piezas más grandes requieren el mejor refuerzo, en este caso preparamos una costilla que apoyara 4 paredes del altavoz, esta pieza tiene por propósito evitar que vibre la pared donde van montadas las patas, pues eso haría vibrar a todo el gabinete y produciría un sonido diferente del que debería tener, esa costilla es el centro del diseño de estas cajas y su pieza mas importantre, apoya las paredes laterales que son las superficies más grandes y las que tendrían la menor frecuencia de resonancia a estas se las apoya usando el refuerzo interno como un contrafuerte, finalmente las piezas medianas que son el frente y el fondo tiene sus propios refuerzos.

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Dado que este es un altavoz de alta categoría (para nuestro pequeño catálogo) consideramos inapropiado ponerles unos puertos de graves plásticos, preferimos hacerlos de la propia madera, estos puertos deben tener 5,6 cmts, así que pegamos 3 tablas juntas, una es en realidad una costilla, para que funcione correctamente debe ser redondeado, eso lo hacemos con una escorfina, así corregimos la forma interna y externa, esto permitira el paso del aire sin turbulencia.

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Una vez terminada la forma base lijamos con papel abrasivo de grano 100 hasta lograr el acabdo deseado, luego con grano 240 para que al barnizar puedan brillar. Los fabricantes serios hacen énfasis en el detalle de los puertos de graves, si bien en realidad es un asunto secundario si es importante que funcionen correctamente, son en realidad mas importantes los refuerzos y el control sobre la vibración, nosotros intentamos que nuestros altavoces tengan la estructura mas rígida posible, eso es lo primeros que recomiendan los entendidos en estos temas a todos los entusiastas, nosotros recomendaremos lo mismo para cualquier proyecto.

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Finalmente la caja es todo lo rígida posible, le agregamos la lana de poliéster antes de cerrarla, pues no tendremos acceso a la parte trasera, detras del contrafuerte central que lo impide, las caras internas de lasparedes están todas cubiertas de dos capas de sellador.

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Ahora debemos hacer una base de sellador por fuera para el teñido o el barniz, un par de estos Bookshelf no serán teñidos pues así nos los encargaron. De todas maneras tandrá un color ligermante mas oscuro pues aprovecharemos de emparejar el color para que sea mas regular.

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Después de 5 capas de sellador y lijar hasta tener una superficie lisa podemos aplicar el barniz, tres capas de barniz y lijamos para tener una superficie completamente satinada, dos capas mas le permiten al acabado brillar, las patas y el fondo del baffle llevan 3 capas de pintura negra que soporta la humedad, así queda terminado este par de altavoces.

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Hicimos dos parejas de altavoces KS-601 que equiparemos con nuestros  componentes TodoBanda KS-D61 de fabricación artesanal, vendimos un par por encargo, ofreceremos el otro por MercadoLibre y si todo va bien construiremos la trompeta KS-611.

 

Este modelo abre la puerta a que hagamos altavoces de alta eficiencia para uso doméstico, los altavoces de alta eficiencia solo se ofrecen para el mercado profesional (en Venezuela), pero ahora los podremos ofrecer para Hi-Fi, esta solución ha sido abandonada por el mayor consumo de madera y el gran tamaño de las cajas, pero eso para los humitas no es un problema.

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Una pareja de monitores Full Range modelo KS-601 fueron encargados en color caramelo, pero para el otro par intentaremos un acabdo en negro brillante.

 

¿Como laquear unos altavoces?

Vimos casi tosos los tutoriales disponibles y nos pusimos manos a la obra, no quiere decir que sepamos realmente laquear unos altavoces, de hecho este artículo se esta reescribiendo sobre la marcha.

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Para teñirlos preparamos 4 litros de un compuesto que tiene thinner sellador y tinte negro, la composición fue de 2/3 de thinner, casi 1/3 de sellador y 1/20 de tinta negra concetrada para madera, el propósito de esta base es saturar la madera de sellador para protegerla contra la humedad, este compuesto es completamente absorbido por la madera, debe aplicarse por capas, hasta dos cada dia y dejar que seque; al final deja un acabado gris oscuro y se ve claramente la madera, no lo vamos a dejar así, aunque podríamos pues el aspecto ya es muy bueno, pero todos nuestros altavoces tienen (o tratan de tener) un acabdo brillante.

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Dejamos secar y a partir de ahora preparamos un compuesto mas espeso, tiene 1/2 de thinner, casi 1/2 de sellador listo para usar y 1/10 de tinta negra, aplicaremos una capa tras otra para tapar las vetas de la madera y conseguir una superficie lisa, cuando la pelicula de sellador cubra completamente la madera la podremos lijar para conseguir una terminación satinda como ya hicimos para las torres que teñimos junto con este pedido.

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Si bien en la foto ya tiene buena pinta, no es así, debemos repetir este procedimiento para lograr una superficie completamente cubierta que podamos lijar, debemos esperar entre capas, pero al final sera la base para la laca; despues de dejar secar dos dias podemos lijar, despues de lijar volveremos a teñir hasta que este completamente satinado y plano.

 

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Hemos decidido hacer este particular acabado oscuro para enfatizar el detalle de los diafragmas blancos de nuestros componentes.  Despues de lijar ambos altavoces saltan todos los defectos de nuevo, pero finalmente tenemos una superficie casi completamente perfecta al tacto, lisa y pareja; preparamos 1 litro mas de compuesto para teñir los altavoces, en este caso es casi todo sellador listo para usar, 1/10 de tinta negra y un poco de thinner para mantener la viscosidad mientras pintamos, pues solo se puede hacer una capa por dia, pues caso contrario el solvente disuelve la capa inferior.

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Ofrecemos nuestro agradecimiento a la gente de PCP Audio por mostrarnos como se hacen los altavoces.

Y recomendamos en particular este artículo:

http://www.pcpaudio.com/pcpfiles/proyectos_altavoces/Diva1/Diva1.html

Nos hizo entender que un altavoz no es un electrodoméstico, es un asunto muy personal. Pensando en estas piezas diseñamos nuestros KS-802.

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