This post is part of the series Conferencia Internacional sobre Tecnología de auriculares 2016

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Me propongo escribir acerca de Micro-Speakers ¿A quién puede interesarle?

Aunque usted no lo crea usted conoce los micro-speakers; lleva en contaco con ellos desde los años 90.

La primera conferencia que se realizó en la “Conferencia Internacional sobre Tecnología de auriculares 2016″ llevada a cabo por la Audio Engineering Society este 24 de agosto de 2016 se llamó “Micro- Speakers: Los híbridos entre los auriculares y los altavoces” y fue realizada por Wolfgang Klippel profesor en electroacústica de la Universidad de Dresden

Decir que se me hace increíblemente complicado escribir acerca de los aspectos técnicos del discurso es poco. Pero me gustaría poder traducir el idioma técnico a un lenguaje un poco más entendible por todos y que nos ayude a comprender de qué va esto de los Micro-Speakers.

¿Qué es un Micro Speaker?

Aunque no existe una definición formal de lo que es un Micro-Speaker o Micro-Altavoz se puede decir que se llama así a cualquier altavoz cuya dimensión es de 20 mm o menos.

Micro-Speakers
Estos micro-altavoces se utilizan sobre todo en dispositivos de comunicación móviles y dispositivos portátiles; y están pensados para otorgar un sonido de calidad que realce principalmente los rangos de frecuencias de  la voz – 300 Hz a unos 3400 Hz apróx- esta medición está sujeta a distintos factores de variación.

Mientras que las pantallas de los teléfonos inteligentes, reproductores móviles, tabletas y portátiles han tenido mejoras impresionantes, el tema del rendimiento de audio se han quedado atrás.

Los altavoces de estos dispositivos siguen dando un sonido muy limitado en frecuencias.
Los diseñadores utilizan diversas técnicas para aumentar la intensidad y la calidad del sonido, pero con un éxito bastante limitado.
Pensemos que uno de los problemas más comunes en este tipo de dispositivos es la distorsión y pérdida de sonido en los altavoces.

Como siempre un poco de historia y un rescate del olvido.

Los teléfonos y los altavoces prácticamente nacieron juntos cuando al inventor alemán Johann Philipp Reis instaló un altavoz eléctrico en su primer prototipo de teléfono en 1860.

Hasta ese momento las formas de amplificación estaban supeditadas a cuernos metálicos o de madera que ampificaban el sonido. Este tipo de amplificador era muy utilizado entre 1870 y 1930 para la reproducción del sonido grabado en cilindros de cera y posteriormente en discos planos.

Nipper perro Imagen logo

Pintura original de Francis Barraud “La voz de su Amo”. Ésta imagen fue la base para el logotipo de varias compañías de grabación de audio. El perro de la imagen se llamaba Nipper.

El altavoz instalado en el prototipo telefónico de Johann Philipp Reis era capaz de transmitir notas musicales continuas pero reproducía palabras incomprensibles.

El altavoz de Reis funcionaba por Magnetostricción; un fenómeno físico en el que los materiales con propiedades magnéticas cambian de forma cuando un campo magnético es aplicado. Los materiales magnetostrictivos convierten la energía magnética (energía que proviene de un imán) en energía cinética (energía que proviene de un cuerpo en movimiento).

teléfono presentado por Johann Philipp Reis

teléfono presentado por Johann Philipp Reis

En su primer receptor Reis enrolló una bobina de cable alrededor de una aguja de hierro de telar y apoyó la aguja contra el agujero de un violín. A medida que

la corriente eléctrica pasaba a través de la aguja el alambre se contraía y se producía una señal de sonido muy débil, pero que tenía una calidad de sonido aceptable.

Sin embargo su invento quedó opacado en la historia por el de Alexander Graham Bell quien patentó su primer altavoz eléctrico (capaz de reproducir el habla inteligible) como parte de su teléfono en 1876 y que fue seguido en 1877 por una versión mejorada de Ernst Siemens.

Sin embargo no fue hasta 1924 que Chester W. Rice y Edward W. Kellogg, dos ingenieros de General Electric, decriben los principios básicos de un altavoz de radiación directa con una bobina móvil basandose en la idea del inventor alemán Ernst Siemens, quien en 1874 había  descripto el movimiento de un transductor de bobina móvil. Edward Wente de los Laboratorios Bell había descubierto de forma independiente este mismo principio y lo patentó en 1925.


Chester W. Rice y Edward W. Kellogg en 1926 también publican un diseño de amplificador que centraba el impulso de la potencia transmitida por los altavoces.

En 1926, la compañia RCA utilizada este diseño llamándolo “Radiola” en su línea de radios hogareñas.

Radiola RCA

Radio RCA Radiola, en el Museo de Trelew, Argentina

Aviso Radiola RCA

Aviso de Radiolas RCA. Publicado en “Caras y Caretas”, Buenos Aires, Argentina, 1926.

 

Hablemos de cómo funciona un altoparlante.

Veamos esta serie de infografías realizadas por el estudio de diseño Animagraff donde muestran de forma clara cómo es el funcionamiento de un altoparlante.

Descripción de izquierda a derecha de los elementos que componen una bocina. Surround=Anillo Elástico – Dust cap=Tapa contra el polvo – Cone=Diafragma – Spider Araña/Suspención – Basket=Canasta/Campana – Voice Coil=Bobina móvil – Terminal=Terminales – Top plate=Placa frontal – Magnet=Imán Fijo – Pole plece=Juntura

 

En la siguiente imagen se muestra cómo funcionan los imanes de un altoparlante. Pero antes debemos tomar en cuenta que el sonido se ha transformado en una señal de audio.

Para que esto suceda el sonido es captado por un micrófono (el cual funciona de manera similar que un altoparlante pero al revés – en otro post lo explicaremos con detalle) y el micrófono convierte el sonido en una señal eléctrica (señal de audio).

 

Descripción de arriba hacia abajo. La señal de audio eléctrica fluye a través de la bobina móvil formada por un cilindro al cual se le enrolla un alambre especial (el calibre del alambre determina la impedancia y potencia del altoparlante junto con las vueltas que se le dá a la bobina). La bobina móvil está suspendida dentro del imán fijo (que tiene forma de argolla). La señal de audio (señal eléctrica) fluye a através de la bobina creando un campo electromagnético alrededor del alambre. El campo electromagnético se altera a medida que la corriente eléctrica fluye haciendo que la bobina móvil sea atraída y repelida por el imán.

 

Para que vea que no me fui por la ramas

Como decíamos antes, los altavoces y los teléfonos se han desarrollado mano a mano. Los primeros altavoces fueron utilizados en receptores de teléfono, poco después se comenzaron a utilizarse para amplificar otros sonidos más allá del de la voz y se hicieron más grandes y más potentes y se separaron de la senda de los teléfonos para desarrollarse como una tecnología aparte.

En la década de 1980 y 90 los caminos volvieron a unirse con la llegada de los teléfonos móviles modernos que contaban con dos altavoces. Un altavoz  dedicado a la escucha (el auricular) y otro altavoz dedicado al refuerzo de sonido como el timbre de llamada, la reproducción de música y las llamadas con manos libres.

Lo que comenzó con un altavoz pensado únicamente para reproducir tonos de llamada polifónicos para un teléfono móvil terminó siendo, con el paso de los años, un equipo de sonido.

 

 

Los micro-speakers están atrapados entre dos tendencias opuestas, más potencia de salida y un tamaño más pequeño. A medida que estas tendencias se aceleran, los diseñadores de los altavoces están empezando a buscar formas nuevas e innovadoras para conseguir obtener el mejor sonido posible.

Estos micro altavoces no sólo están siendo utilizados en altoparlantes pequeños sino también en auriculares.

La conferencia del profesor Wolfgang Klippel toma como punto de partida la distorsión que generan este tipo de micro altavoces y presenta una nueva técnica de medición poniendo a prueba la relación con el rendimiento general de la señal (distorsión, compresión) y el impacto en la impresión de la escucha.
Usted puedes descargarse la conferencia desde la librería de AES
También puede leer otros artículos presentados por Wolfgang Klipper acerca del mismo tema

¿Por qué es importante hablar de los Micro-Speakers?

La tecnología relacionada con los auriculares está en constante cambio, ya sea a través de los teléfonos móviles, el desarrollo de la industria de los videosjuegos o la realidad virtual.

Entender los principios básicos de esos cambios. ¿Qué los produce? ¿Cómo se generan? es importante para entender cómo está evolucionando el mercado del audio y del sonido que está transformando nuestras formas de escucha. Si usted no me cree tan sólo mire este comercial de los nuevos auriculares HD desarrollados por la empresa Flips Audio

Pero también vea este otro video que tiene una perspectiva totalmente diferente.


 

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