domingo, 25 de julio de 2010

Understanding Loudspeaker

Frequency response may well be one of the most misunderstood and frequently abused speaker specifications that any consumer has to deal with. An Axiom customer emailed me with the following query:
"Speakers all come with various rated frequency ranges and it's easy to see the change within a brand. For example, one speaker company offers a bookshelf speaker with a frequency range of 55-20,000 Hz, another with a range of 40-20,000 Hz, and some tower speakers with a range of 35-20,000 Hz and even 30-20,000 Hz. So the implication is that as you move up the speaker food chain (within the same brand), the frequency gets lower on the bass end. But, some speakers costing a lot more actually have frequency specs that would appear to be much worse! For example, when I look at Infinity, then Axiom, then Paradigm, and then Rockets, I can't see any consistency with the frequency range and the price. How can a speaker with a frequency range of 60-20,000 Hz cost four times as much as a speaker that has a rating of 30-20,000 Hz?"
The short answer is that none of these frequency response ranges can be compared, for reasons that will become clear.
To get a better idea of frequency response, imagine yourself sitting at the keyboard of a grand piano (don't worry--you won't have to practice!). If you push the bottom key on the keyboard, the felt hammer inside the piano strikes the longest string, which then vibrates back and forth 28 times per second (a frequency of 28 Hz). If you then play middle C, pushing the key with the same pressure, and then the uppermost key on the piano (somewhere in the 4,000-Hz range), the resulting tones should emerge from the piano at about the same volume or intensity. If the piano has been finely crafted, we can assume that any key played with the same pressure over the piano's entire keyboard should emit a sound at a particular frequency at the same volume or amplitude. If one key produced a noticeably softer sound, and another a much louder sound, it would be difficult for the pianist to control the overall effect he or she wanted to create.
Now, let's say we make a recording of every key you played on the piano, using a fine-quality studio microphone that responds equally to all sounds the piano makes. If the microphone has a smooth frequency response--and really good studio mikes do--then the resulting recording, stored on a digital medium or even on a fine Studer analog tape machine, should be an accurate sonic replica of that piano's sound.
Now the big leap: if we play back the digital or analog tape of each piano key being played with the same force, and amplify the electrical signals with a smooth linear amplifier, feeding the output to a theoretically perfect loudspeaker, the speaker would reproduce each piano tone at the same intensity and would sound equally loud to your ear, just like it did in real time when you sat at the piano keyboard. We could then say that our theoretical speaker had a frequency response of 28 Hz to 4,000 Hz, +/- 0 dB, roughly the frequency range of a piano keyboard (more about the dB in a moment).
But no speaker is perfect. Consequently, some tones may emerge from a given speaker somewhat softer or louder than others. We measure these variations in the speaker's output--its frequency response--with the decibel (dB), a unit of relative volume, 1 dB being the smallest change in volume that most of us can detect. A difference of 3 dB is quite noticeable. A difference of 10 dB subjectively sounds like "twice as loud," or "half as loud" if, for instance, the speaker's output dropped by -10 dB at certain frequencies.
To cite a specific case, if the Axiom M80 reproduces the sound of the A above middle C at 440 Hz, and a second tone at 3,000 Hz, the two tones will be within, at most, 3 dB of each other in intensity. But if we play the 28 Hz tone, the M80's output at 28 Hz won't be as loud. If we measure it in an anechoic chamber, it may be at -6 dB. (The M80's output at 25 Hz is -9 dB. It's much harder for woofers to reproduce deep bass as powerfully as midrange frequencies.) Not only that, but our ears are not nearly so sensitive to bass as they are to midrange sounds, so, relatively speaking, the speaker has to work even harder to produce audible bass. Once placed in a room, a speaker's deep bass output is helped by "room gain," so the differences aren't quite so dramatic.
A simple claim of frequency response that cites two frequency extremes unqualified by a dB specification (e.g., frequency response: 34 Hz - 22 kHz) is meaningless and useless. It may mean that although the speaker responds at 34 Hz--the cone moves a bit, perhaps--nothing will be audible because the speaker's response at 34 Hz is at -30 dB and inaudible! On the other hand, if Axiom states that the M80's frequency response is 34 Hz - 22 kHz +/-3 dB, this indicates that every tone that emerges from the M80 will be within 3 dB of any other over that entire frequency range.
Moreover, manufacturers often use different methods of measuring frequency response, because there are still no universally accepted standards. That said, reputable companies such as Axiom and some other Canadian builders do careful measurements that are qualified by dB ratings.
So to return to the original question, all those figures quoted without the dB qualification are not comparable. You must begin by looking carefully at the extremes and the dB qualification. There may be several different measurements, an anechoic one and a room measurement. You can always assume that the most extreme variation will occur at the lowest bass frequencies, because the most expensive aspect of speaker design is building in deeper and deeper bass output. For example, the M22ti's response is stated as 60 Hz to 22 kHz, +/-3 dB, whereas the M80's is 34 Hz - 22 kHz, +/-3 dB. The M80 supplies almost a full octave of deeper bass output than the M22ti, which is why a subwoofer is wonderful addition to extend the M22i's low-frequency coverage. There are, of course, many other reasons why speakers with similar, honestly stated frequency ranges may differ dramatically in price and performance, not the least of which will be determined by the entire family of amplitude response curves that make up the total performance of the speaker. Beyond this are there are the cosmetic and design factors. But that's for another issue of AudioFile.

Medidores de radiación generada por las antenas de telefonía móvil y otras instalaciones radioeléctricas

Radiansa Consulting suministra medidores de radiación de alta frecuencia y microondas, tanto para uso profesional como para uso particular, para medir las exposiciones a la radiacion emitida por las antenas.

Pero no solamente vendemos los equipos de medida, también proveemos a nuestros clientes toda la información necesaria para interpretar las lecturas de las mediciones. Nuestros clientes tienen acceso a varios recursos online, como una guía de exposiciones que incluye detalles de la normativa vigente, niveles de exposición cautelares, etc, e información detallada sobre cómo realizar las mediciones.
Para ver nuestra gama completa de medidores, por favor visita nuestra
tienda online. A continuación detallamos algunos de los equipos más usados para medir la contaminación electromagnética de alta frecuencia.

Medidor Gigahertz Solutions HF35C

GigaHertz Solutions HF35C
El HF35C es un instrumento de uso muy fácil, que mide los niveles de exposición a las emisiones de las antenas de telefonía móvil. Para empezar la medición, tan solo hay que encender el equipo, y tomar las lecturas. El instrumento mide toda la radiación en el rango de frecuencias de 800 MHz a 2.5 GHz, es decir, cubre los sistemas de telefonía móvil de segunda (GSM900 y GSM1800) y tercera generación (UMTS).
Medición usando el equipo HF35C El HF35C muestra la intensidad de la radiación en unidades de microvatios por metro cuadrado (µW/m2), hay una tabla de conversiones en el dorsal del instrumento para poder convertir la lectura en unidades de milivoltios por metro (mV/m). Se suministra con una sonda direccional para que el usuario pueda medir la radiación que proviene de una dirección específica. Además de mostrar la intensidad de radiación en su pantalla LCD, el HF35C posee un modo de operación en el cual el instrumento emite una señal acústica (beep-beep) que sigue la intensidad de la radiación. Esta disponible un
cortometraje en castellano sobre el uso del equipo, producido por el fabricante Gigahertz Solutions.

Medidores Spectran HF2025E y HF4040

Analizador de radiaciones Spectran HF2025E
Los medidores de la línea Spectran combinan un análisis complejo de la radiación emitida por las estaciones base de telefonía móvil con un sistema de uso sencillo ideal para usuarios no-expertos.
Además de mostrar la intensidad de radiación en las unidades estándar de W/m2 (vatios por metro cuadrado) y V/m (voltios por metro), los Spectran también pueden mostrar el nivel de radiación lectura como porcentaje de los límites de exposición legales vigente en el Estado Español para facilitar la interpretación de los resultados obtenidos. Los Spectran se suministran con una sonda direccional, para que el usuario pueda averiguar la dirección de donde proviene el haz de radiación más intenso.
Medición usando el equipo Spectran
Ofrecemos varios medidores de la línea Spectran. Para particulares recomendamos el Spectran HF2025E (700 MHz - 2,5 GHz), un instrumento muy práctico y económico, que tiene un rango de frecuencia que cubre todas las redes de telefonía móvil; por otro lado, el modelo HF4040 (100 MHz - 4 GHz) cubre las frecuencias de las emisiones de las antenas de televisión, además de las de la telefonía móvil. Están disponibles otros modelos con rangos de frecuencias más amplias, junto con varias opciones como la grabación de datos, etc - contactar con nosotros para más información.
Como accesorios, los medidores Spectran incluyen una batería recargable y cargador, una maleta de aluminio para el transporte, una antena direccional desmontable y una guía rápida en castellano. Los Spectran poseen una conexión USB, lo que permite, a quien lo desea, conectar el equipo con un PC y realizar un análisis complementario todavía más completo; el software de análisis es gratuito - visita nuestra sección de
recursos para descargar la versión más actualizada.

Medidor EMF-839

EMF-839 medidor de radiación de alta frecuencia
El EMF-839 es un instrumento con sonda isotrópica (tri-axial) para poder realizar lecturas de la radiación que proviene de todas las direcciones a la vez. El equipo se suministra con 2 sondas, una para el rango de frecuencias 100 kHz - 100 MHz, y otra para el rango 100 MHz - 3 GHz; se pueden seleccionar varios rangos de frecuencias de medición - 900 MHz, 1 GHz, 1,8 GHz, 2,4 GHz, 2,45 GHz, 3 GHz, y varios puntos dentro del rango 100 kHz - 100 MHz (ver la información técnica para más detalles). Se puede especificar las unidades de medición como W/m2, mW/m2, o V/m. Los monitores disponen de una alarma acústica para avisar si el nivel de radiación supera un umbral pre-programado. Como accesorios, se incluyen un maletín metálico, tarjetas de memoria para las sondas, y un adaptador de 9V AC. El medidor se alimenta por una pila de 9V.

Tabla de comparación de medidores

Modelo Respuesta de frecuencia Respuesta de sonda
EMF-839 Selectiva Isotrópica
HF2025E / HF4040 Espectroscópica Direccional
HF35C Banda amplia Direccional


Isotrópica: Los medidores isotrópicos (o más bien, sondas isotrópicas) detectan y miden la radiación que proviene de todas las direcciones en el espacio simultáneamente.
Direccional: Los medidores direccionales (o más bien, sondas direccionales) detectan y miden la radiación que proviene de sólo una dirección, normalmente especificada por la orientación de la sonda.
Banda amplia: Los medidores de banda amplia miden la intensidad de radiación en todas las frecuencias dentro del rango de medición del medidor simultáneamente.
Selectiva: Los medidores con respuesta de frecuencia selectiva permiten la realización de mediciones a frecuenicas especificass pre-programadas; por ejemplo, se puede selecionar el rango de frecuencias de telefonía móvil GSM900, entre otros rangos pre-programados.
Espectroscópica: Los medidores espectroscópicos analizan la distribución de frecuencias de la radiación detectada, lo que permite tomar lecturas en cualquier punto dentro de un rango de frecuencias especificada por el usuario, y realizar operaciones matemáticas usando funciones con dependencia de frecuencia, como comparar las lecturas con los límites de exposición.

Publicado por Geraldine Linares /CRF

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