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Análisis detallado del altavoz de banda completa

2025-05-29
   ¿Por qué hablar de los drivers de altavoz? Simple, porque el sonido que escuchas proviene de ellos. Sin importar cuán avanzada sea la caja acústica (o si no se usa caja) o cuán perfecto sea el filtro de cruce, sin buenos drivers, todo es en vano. Por lo tanto, la importancia de los drivers es indiscutible.
   Entonces, ¿qué tiene de especial un driver de rango medio que no alcanza frecuencias altas ni bajas? Pero muchos afirman que el rango medio es la banda de frecuencia más crucial en la reproducción de audio, y estoy completamente de acuerdo. Si alguna vez, como yo, has probado escuchar a la cantante taiwanesa Tsai Chin usando solo un tweeter, o los violines de Paganini con solo un woofer, comprenderás profundamente el valor de un driver de rango medio. Estoy seguro de que coincidirás en que, si te obligaran a escuchar música con un solo driver, elegirías uno que parezca un driver de rango medio. La razón es simple: sabes (o sospechas) que reproducirá frecuencias medias, donde se concentra nuestra audición como terrícolas y donde reside el cuerpo principal de la música.
   Diseño del driver de rango medio
   El concepto del tweeter "un dedo Jiang" mencionado anteriormente puede extenderse al rango medio, ya que cualquier driver puede descomponerse en diafragma, suspensión y sistema de conducción. Sin embargo, debido a las diferentes bandas de trabajo, estos elementos han evolucionado a lo largo de los años hacia un tamaño específico. No obstante, su forma y materiales han experimentado más variaciones, especialmente en los materiales del diafragma, que han proliferado en los últimos años. Examinemos uno por uno:
   Diafragma de cono de papel
   Este debería ser el material más antiguo. Básicamente, se vierte una suspensión de pulpa de papel en un molde de malla con forma de cono previamente diseñado. La pulpa se deposita en él, se extrae cuando alcanza el grosor adecuado y se somete a secado y otros procesos posteriores para formar un diafragma de cono de papel. La composición de la pulpa, como el tipo y longitud de las fibras, los componentes de relleno, el proceso de fabricación del papel y los tratamientos posteriores (como secado al aire o prensado en caliente) afectan las características del producto final y, por ende, las propiedades acústicas. Estos son, por supuesto, secretos comerciales celosamente guardados (Nota 1)...
  (Nota 1: Hace años leí un artículo del Sr. Hong Huaigong explicando el proceso de fabricación de conos de papel. Además de maravillarme por la complejidad del tema, admiré profundamente su espíritu de investigación. Mis breves comentarios aquí no hacen justicia a la esencia acumulada durante años por pioneros que sudaron sangre.)
   En general, las características sonoras del cono de papel son suaves y naturales, claras sin nerviosismo. Sus innumerables fibras entrelazadas absorben rápidamente la energía transmitida, proporcionando un excelente amortiguamiento. Esto minimiza las resonancias por división del cono en el extremo superior del rango de frecuencia, resultando en una caída suave. Esta es una excelente característica, ya que permite usar filtros de cruce simples sin ecualización adicional, logrando una integración saludable del sistema. Además, el cono de papel tiene buena rigidez, ofreciendo excelente respuesta transitoria y detalle auditivo. Aunque el papel común parezca blando, con la forma y grosor adecuados, puede lograrse una rigidez notable. Además, con un diseño y fabricación adecuados, los conos de papel pueden ser extremadamente ligeros, hasta un 15% más que los diafragmas de plástico más livianos. Aunque ligeramente más pesados que las fibras sintéticas de alta tecnología, la diferencia es mínima, garantizando alta eficiencia. El driver de rango medio de cono de papel de 6.5" de Audax, serie PR170, alcanza 100dB/W.
   Una posible debilidad es que sus características varían con la humedad ambiental. Al absorber humedad, el papel aumenta su densidad (peso) y reduce su rigidez (ablandamiento), afectando su rendimiento acústico. Si este cambio es positivo o negativo es subjetivo: los miembros del club Lowther en el Reino Unido afirman que sus altavoces suenan mejor los días lluviosos.
   La mayor preocupación sería la fatiga del material tras múltiples ciclos de humedad/sequedad, alterando sus propiedades originales. Sin embargo, muchos drivers antiguos de cono de papel siguen funcionando perfectamente después de décadas, indicando que este cambio es gradual y leve, similar a una maduración hacia un nuevo estado estable, no problemático para los usuarios.
   Muchos drivers de cono de papel fabricados recientemente incorporan mejoras para mayor estabilidad: recubrimientos superficiales o modificaciones en la fórmula del papel. Algunos fabricantes afirman que sus conos son impermeables, y los altavoces PA para exteriores demuestran su fiabilidad. Como mencioné antes, como usuarios, solo podemos observar superficialmente; comprender los detalles técnicos es más complejo. Además, no equipares la larga historia del cono de papel con "obsoleto". En la industria del audio, los drivers de cono de papel dominan en participación de mercado. Mira tu TV, radio-cassette portátil, equipo de dormitorio, computadora... ¿no usan principalmente pequeños drivers de cono de papel? ¡Pero estos no pueden compararse con mi equipo High-End de alta tecnología! Sin embargo, si estos productos "secundarios" usaran drivers no de papel, sonarían peor y serían más caros. Esto se debe a que el material de cono de papel está muy desarrollado, ofreciendo una excelente relación costo-beneficio. Además, muchos altavoces legendarios y nuevos líderes incorporan conos de papel: WE/ALTEC 755A de rango completo, GoodMAn Axiom 80 de rango completo, Altec A5/A7, AR 3a, Lowther de rango completo, TAD... y muchos más. Entusiastas veteranos declaran abiertamente: "¡Dame cono de papel, nada más!" Muchos consideran la fabricación de conos de papel más un arte que una ciencia, evidenciando su fascinación.
   Diafragma de plástico
   Gracias a la industria petroquímica, los plásticos son omnipresentes. Su materia prima barata y procesamiento sencillo los hace atractivos para diversas industrias, incluido el audio.
   Los diafragmas plásticos aquí referidos son conos moldeados por inyección u otros métodos, principalmente de polipropileno (PP). Lo encontramos en recipientes para microondas y tuppers. Las bandas de refuerzo para cajas, amarillas o grises, también son de fibra de PP. Esto nos dice una cosa: el material es extremadamente resistente. La mayoría de los polímeros tienen gran tenacidad. Su estructura molecular masiva y desordenada absorbe rápidamente la energía mecánica, proporcionando buen amortiguamiento. Esta ventaja, similar al cono de papel, permite una caída suave en agudos, sonido natural y filtros de cruce simples de bajo orden. Muchos altavoces europeos de 2 vías exhiben estas cualidades. El driver de medios-graves SCAN de 6.5" con diafragma PP transparente usado por ProAc es un ejemplo destacado.
   Sin embargo, comparado con otros materiales, el PP tiene rigidez moderada y es relativamente pesado. Que un tupper duela al golpearlo no significa buena rigidez en movimientos microscópicos de alta velocidad, condición crucial para diafragmas.
   La rigidez limitada del PP causa que, en movimientos rápidos (altas frecuencias), la energía de la bobina no se transmita completamente al diafragma, produciendo "división del cono". Aunque el buen amortiguamiento controla la resonancia, el movimiento de pistón perfecto se pierde, aumentando la distorsión. Auditivamente, se traduce en suavidad excesiva con falta de resolución y dinámica. Algunos altavoces de 2 vías basados en woofers de 8" PP pueden sonar lentos y apagados en medios-medios agudos. Si no se abusa de los graves, usar drivers de menor diámetro mitiga el problema. Peor aún, lograr rigidez suficiente en áreas grandes requiere mayor grosor, aumentando la masa. Por ello, no encontrarás drivers de alta eficiencia con diafragma PP.
   A diferencia del papel, el PP no absorbe humedad, pero sus características varían con la temperatura. Afortunadamente, este cambio es lento y gradual, como con el papel y la humedad, así que no hay de qué preocuparse.
   En resumen, la rigidez moderada y mayor masa del PP podrían parecer desventajosas, pero todo depende de las compensaciones. El driver Scan, a pesar de usar PP, es un producto exitoso con rendimiento sobresaliente.
   Alternativamente, se puede mejorar el material añadiendo aditivos al PP para aumentar su rigidez. Esto mejora la dinámica, distorsión, resolución y eficiencia. Dynaudio e Infinity/Genesis usan drivers con este tratamiento, con aditivos y procesos diferentes pero resultados notables.
   Además, la disponibilidad de materias primas petroquímicas y moldeo por inyección ha impulsado nuevos materiales: Bextrene, TPX o Neoflex. Su composición química es desconocida, pero parecidos al PP, ofrecen mejor rigidez y menor masa para mayor dinámica y resolución. Verás estos materiales en catálogos; compruébalo cuando puedas.
   Diafragma metálico
   Si baja rigidez causa falta de dinámica y resolución, usar metales rígidos debería ser efectivo. Excluyendo drivers de compresión para bocinas, los metales más usados en drivers directos de medios/graves son aluminio y sus aleaciones. Su mayor ventaja es la alta rigidez, manteniendo la forma bajo condiciones de trabajo, resultando en baja distorsión y buena resolución. Pero alta rigidez implica bajo amortiguamiento interno. Como mencioné con el tweeter "un dedo Jiang", la energía no es absorbida por el material, causando picos de resonancia notables en la respuesta de frecuencia alta. Sin tratamiento adecuado, produce "sonido metálico".
   El tratamiento adecuado implica suprimir este pico en el filtro de cruce, ubicándolo en la banda de atenuación. Así, la señal al driver no contiene frecuencias que exciten la resonancia, "escondiéndola". Para lograrlo, se requieren pendientes de filtrado de al menos 2º orden; 1º orden es insuficiente. Bajar la frecuencia de cruce sacrifica ancho de banda útil, una solución poco saludable. Por tanto, filtros de alto orden y selección cuidadosa de la frecuencia de cruce son cruciales para drivers metálicos.
   Alternativamente, en lugar de evitar el problema, se puede mejorar activamente añadiendo amortiguamiento: estructuras sandwich o recubrimientos amortiguadores. Cada vez hay más productos exitosos, como Elac (analizado anteriormente) o el suizo Ensemble, de sonido y precio elevados.
   Además de la resonancia en agudos, el peso es otra desventaja. Por coste, no existen drivers de rango medio de titanio. Así, aunque los drivers metálicos ofrecen gran dinámica con potencia alta, su eficiencia general es baja, requiriendo amplificadores potentes.
   Materiales de fibra sintética
   Parece que los materiales más avanzados primero se usan en armas, triste realidad humana. ¡Imagina si se usaran en audio para disfrutar música! Años después de usar fibra de boro-carbono y estructuras sandwich nido de abeja en aviones de combate, estos materiales llegaron al audio.
   Siendo materiales aeroespaciales, combinan ligereza y alta resistencia: más ligeros que el papel, más rígidos que el metal, y con resistencia que supera al aluminio e incluso al acero (Nota 2). ¡Ideales para diafragmas! Los fabricantes de drivers Kevlar o fibra de carbono destacan su alta rigidez, baja masa y amortiguamiento. Las dos primeras son ciertas, pero el amortiguamiento depende de condiciones y no siempre es mejor.
  (Nota 2: Esto se refiere a los mejores resultados con ciertos métodos de formación, no a que un diafragma delgado sea más duro que un cuchillo de cocina. Aún no es posible.)
   Sin tratamiento adecuado, estas fibras sintéticas rígidas enfrentan problemas similares a los metales: resonancia por división del cono en agudos. Aunque menos grave, esta resonancia existe y puede ser molesta. Auditivamente, causa dureza en medios-altos y agudos-bajos, pudiendo volverse estridente. Hace años, una reseña criticaba el rendimiento de un driver de rango medio Kevlar.
   Con tratamiento de amortiguamiento (recubrimientos o estructuras sandwich) y filtrado adecuado, estos drivers ofrecen excelente resolución, respuesta transitoria precisa, gran dinámica macro/micro, y alta eficiencia. El Audiom 7K de Focal, con diafragma sandwich de Kevlar/espuma de polímero recubierto de látex, alcanza 98dB/W. Aunque ligeramente inferior a los 100 dB/W del cono de papel de Audax, es destacable (Nota 3).
  (Nota 3: Comparando datos, el imán del Focal Audiom 7K es más grande (1132g vs 880g) y la masa móvil menor (7.3g vs 9.1g), pero su eficiencia es menor. Esto revela que otros factores como la suspensión, diseño del circuito magnético, bobina o forma del diafragma implican más ciencia y compromisos.)
   Además de los comunes de fibra de carbono y Kevlar, hace años surgió un material especial: HAD (High Definition Aerogel), de Audax. Usa gel de polímero acrílico y fibras sintéticas (incluyendo carbono y Kevlar) (Nota 4). Ofrece excelente rendimiento: respuesta transitoria medida sobresaliente, distorsión mínima, caída suave en agudos sin picos de resonancia. Aunque la eficiencia actual es inferior a papel o Kevlar (probablemente por diferencias en el diseño magnético), su potencial es innegable. El Allure de tres vías de SWANS, diseñado por Martin Colloms de Stereophile, usa este driver. Mi breve experiencia auditiva: naturalidad relajada como un buen cono de papel, pero con resolución y dinámica modernas, sin coloraciones. Un diseño muy exitoso (y la buena integración del sistema también contribuye).
  (Nota 4: El proceso de mezcla gel-fibra es único: el gel se reduce al 10% de su volumen inicial. Además, las moléculas poliméricas se alinean con las fibras añadidas, permitiendo controlar la dirección molecular, logrando rigidez y amortiguamiento excepcionales.)
   Otros materiales
   Además de los cuatro tipos principales, muchos otros materiales ligeros y resistentes sirven para diafragmas: fibra de vidrio, celulosa, fibra de grafito, baquelita, seda, poliestireno expandido, espumas plásticas, cerámica sinterizada al vacío... Muchos son prometedores, algunos para agudos, otros para graves, y algunos para todo el espectro. Incluso se rumorea en Japón sobre un cono "cultivado" con un molde y un hongo especial. ¡Supuestamente su sonido natural supera cualquier material! Pero su producción en masa es inviable por el alto coste (especialmente temporal).
   (Advertencia: Muchos diafragmas ocultan su material real o imitan otros. Esto raya en la falsificación. Como consumidores, debemos ser cautelosos.)
   Sistema de circuito magnético
   Tras explorar diafragmas, analizamos el sistema magnético. El Sr. Chen Yunshuang ya cubrió materiales magnéticos, así que nos centraremos en el diseño global. Técnicamente, incluye la bobina, no solo imanes y polos, pues funcionan juntos y deben diseñarse en conjunto. Básicamente, el cono se mueve por la bobina, que a su vez se mueve por la interacción entre el campo magnético variable de su corriente y el campo fijo de los imanes/polos. Todos conocen este principio. El diseño de la bobina y aspectos como el ancho/longitud del entrehierro merecen análisis.
   Diseño de la bobina
   La bobina es, obviamente, la bobina que produce sonido. Consiste en alambre esmaltado enrollado firmemente y con adhesivo especial en un cilindro. Los materiales del alambre son cobre, aluminio, plata o aleaciones. Su sección transversal suele ser rectangular o hexagonal para máxima densidad de enrollado, es decir, más vueltas en una longitud dada (Nota 5). Más vueltas significan mayor fuerza magnética, mejor fuerza motriz, mayor coeficiente de aceleración del cono y, en resumen, alta eficiencia y capacidad dinámica. Para una bobina de alambre plano con relación altura/ancho de 1:5, enrollada con el lado corto contra el cilindro, la aceleración puede ser un 30% mayor que con alambre redondo.
  (Nota 5: "Longitud de la bobina" se refiere a la longitud axial de la bobina enrollada, no al largo del alambre desenrollado.)
   La presión total del enrollado es enorme. Haz la prueba: enrolla hilo (hilo de coser, sedal o hilo dental) con fuerza en tu dedo, solo 10 vueltas. ¿Resultado? En segundos querrás soltarlo. ¡Algunas bobinas ejercen presión total en el cilindro equivalente a toneladas! Por ello, el cilindro debe ser extremadamente robusto y resistente al calor generado. Suele usarse aluminio (aleación), Kapton u otros materiales ligeros, fuertes y termorresistentes. Fabricantes exigentes someten las bobinas a múltiples tratamientos térmicos para mayor estabilidad.
   Jim Hunter de Klipsch mencionó en una entrevista para "Speaker Builder" un driver de bocina reparado: el plástico fundido de la garganta indicaba calor extremo, ¡pero la bobina seguía funcional!
   Determinar el tamaño de la bobina implica dilemas. Para fuerza motriz (eficiencia y dinámica), una bobina grande y larga es ideal, pero aumenta peso e inductancia, perjudicando transitorios y agudos. Una bobina larga solo parcialmente cubierta por el entrehierro reduce el control magnético y aumenta la distorsión por modulación del campo. Una bobina pequeña es ligera pero débil, limitando eficiencia, control y potencia admisible. Por tanto, el tamaño de la bobina debe optimizarse según área del diafragma, forma y fuerza magnética.
   Sistema magnético
   Tradicionalmente, los imanes en drivers tienen polarización axial (polos paralelos al eje). Materiales permeables (polos) guían el flujo magnético al entrehierro, completando el circuito. La bobina requiere campo radial en el entrehierro (dirección paralela al radio). La intensidad del campo depende del tipo y tamaño del imán. La mayoría usa imanes cerámicos de ferrita (Fe2O3): resistentes a temperatura y desmagnetización, mecánicamente fuertes, anticorrosivos y baratos. Su desventaja: gran tamaño/peso para lograr intensidad magnética. Por eso, drivers de alta eficiencia tienen estructuras magnéticas enormes.
   En tweeters y drivers de bocina, el imán es más grande que el diafragma. Algunos drivers de rango medio de 6-7" tienen imanes casi del diámetro del diafragma. ¡Incluso woofers profesionales de 10-12"! Altavoces como los de Theil procesan internamente el panel para guiar la onda trasera. O usar paneles metálicos delgados y resistentes también evita el problema.
   Los marcos de chapa de hierro antiguos, con soportes anchos cercanos al cono, aumentan reflexiones y coloración. Los modernos marcos de aluminio fundido ofrecen mejor forma, resistencia, estética y menor coloración.
   Otra solución: imanes fuertes y compactos (como neodimio) para facilitar la expansión de la onda trasera. Hace cinco años, el driver de rango medio del altavoz de tres vías de Vandersteen (Nota 6) usaba pequeños imanes de neodimio. El flagship Bishop de Wilson Benesch, con diseño isobárico (woofers enfrentados), lleva imanes hacia fuera usando neodimio-hierro-boro, polos aerodinámicos y marco minimalista. Incluso Lowther, mencionado antes, optimiza la forma del imán y el marco para minimizar obstrucciones.
   Además, la interacción bobina-sistema magnético es clave. Técnicamente, la bobina y el sistema magnético se empujan mutuamente; el sistema magnético parece impulsar la bobina porque está fijo.
  (Nota 6: La filosofía de diseño de Vandersteen es sólida: invierte en lo importante, con empaque minimalista, sonido equilibrado y musicalidad. Ideal para melómanos. Lástima que su estética poco convencional limite su popularidad local.)
   Reconociendo esto, surgen problemas: 1) El campo magnético de la bobina desmagnetiza parcialmente el imán, por lo que este debe resistir para mantener dinámica, fuerza y eficiencia. La resistencia a la desmagnetización afecta el sonido; la tonalidad encantadora en medios-agudos de los altavoces con imanes Alnico probablemente se relacione. 2) El campo de la bobina distorsiona el campo estático del entrehierro. Se usan polos cobreados o anillos de cortocircuito de cobre para suprimir esta modulación, reduciendo drásticamente la distorsión, especialmente la distorsión por intermodulación en drivers de graves-medios, donde grandes excursiones graves y rápidos movimientos medios complican la modulación.
   Dilemas del sistema magnético vs. Innovación: Polarización radial y estructura de polos
   Al principio mencioné que tradicionalmente los imanes tienen polarización axial, pero la bobina necesita campo radial. ¿Por qué no hacer imanes con polarización radial? Por dificultad y coste, hasta hace 4-5 años.
   Desventajas de la polarización axial: 1) Mayor volumen; 2) Dificultad para lograr alta densidad de flujo y entrehierro profundo. El volumen ya se discutió; ahora el entrehierro.
   En sistemas tradicionales, la longitud del entrehierro equivale al grosor del polo superior. Para alta densidad de flujo, primero se reduce el ancho del entrehierro, pero complica el ensamblaje de la bobina y aumenta costes. Además, el flujo en los polos no debe saturarse, requiriendo material y grosor adecuados.
   Para lograr entrehierro largo y bobina corta, se enfrenta densidad de flujo reducida. Combinado con bobina corta, la eficiencia cae drásticamente. Aunque esta configuración mejora la linealidad de potencia, lograr alta eficiencia simultáneamente es difícil.
   Como las series Altec 515 y TAD 160X, con bobina corta y entrehierro largo, logran excelente linealidad de potencia y alta eficiencia, una hazaña notable.
   Con imanes de polarización radial, lograr alta densidad de flujo y entrehierro largo es físicamente más sencillo (aunque no barato). La longitud de entrehierro con densidad constante puede ser varias veces mayor que en sistemas tradicionales, ¡permitiendo excursión lineal multiplicada! Esto minimiza distorsión a alto SPL, ideal para graves. Ya existe un producto profesional de 18" (Nota 7), que afirma alcanzar SPL máximos lineales insoportables con distorsión mínima.
  (Nota 7: Aura Sound 1808. Nota: No confundir con la submarca Aura de B&W.)
   Lamentablemente, aún no hay drivers de rango medio con esta tecnología. Aunque no requieren gran excursión, esta estructura permite tamaño reducido y fuerza magnética alta, beneficios clave para medios. Seguramente algún fabricante lo tiene en desarrollo; pronto veremos productos.
   Hacia el rango completo
   ¿No era este artículo sobre drivers de rango completo? ¡Llevamos hablando solo de medios!
   ¡Disculpas! La reproducción de rango completo enfrenta demasiados desafíos. Comenzar por el rango medio y extender hacia ambos extremos aclarará el panorama.
   Porque un driver ideal (independientemente de su rango) debe cumplir:
   1. Baja distorsión
   2. Buena linealidad de potencia
   3. Alta eficiencia
   4. Amplio rango de frecuencia efectivo.
   Si maximizamos el punto 4, obtenemos un driver de rango completo.
   En la próxima entrega explicaré cómo extender un driver de rango medio a rango completo, los dilemas involucrados y las ingeniosas soluciones de los fabricantes. ¡Estén atentos!
   A primera vista, ¿no parece complejo? Haz que un driver de rango medio reproduzca más agudos y graves, ¡y listo! Esos drivers "de rango completo" en equipos de auto, PC, radios portátiles o microcadenas son omnipresentes. ¡No debe ser gran cosa!
   Pero no es tan simple. ¿Sabes qué ancho de banda real tienen esos drivers? Sin mediciones, se nota que reproducir voz clara ya es logro; graves y agudos suelen ser deficientes. ¿Órgano de tubos? ¿Armónicos de cuerdas? ¡Olvídalo!
   Para definir reproducción de rango completo, ver recuadro. Ahora discutiremos los problemas y compromisos al diseñar un driver para todo el espectro.
   Extensión en graves
   Visualmente, drivers de rango medio y graves de tamaño similar (ej. 6" o 7") apenas difieren, quizás los graves tengan suspensión más ancha y blanda para mayor excursión. Pero esto no es regla absoluta.
   ¿Podrías modificar un driver de rango medio de 6-7" para reproducir graves? Si solo importa emitirlos (sin considerar SPL o distorsión), sí. Generalmente, la frecuencia mínima de operación se aproxima por la frecuencia de resonancia libre (fs).
   ¿Cómo reducir fs? Impedancia acústica (Nota 2), masa móvil, fuerza magnética y compliancia de la suspensión son clave. La impedancia acústica (o "resistencia acústica") está relacionada con área de radiación y frecuencia de trabajo, y puede considerarse constante para drivers de tamaño/frecuencia similares (es crucial para graves y eficiencia global; lo abordaremos otro día). Así que discutamos los otros factores.
   En graves, el diafragma básicamente oscila "lentamente", con menos ciclos por unidad de tiempo. Según física básica, bajo fuerza constante, la aceleración es inversamente proporcional a la masa. Por tanto, a igualdad de condiciones, mayor masa móvil implica menor fs. Comparando datos de drivers, esta relación generalmente se cumple. Woofers de 15"+ con fs <25Hz suelen tener masa móvil >100g.
   La forma más simple de bajar fs es aumentar la masa del cono. Pero es mala idea: un cono pesado reduce eficiencia y extensión en agudos. Callejón sin salida. Luego, podemos reducir el amortiguamiento externo: mecánico y eléctrico. Ambos "frenan" el movimiento del cono.
   Usemos la suspensión de un auto como analogía: los autos antiguos estadounidenses tenían suspensiones muy blandas (baja elasticidad) para confort, logrando baja frecuencia de resonancia del sistema. Así absorbían baches (impactos de media/alta frecuencia), pero en puentes con ondulaciones largas (baja frecuencia) oscilaban 2-3 veces (resonancia).
   Similarmente, en drivers, bajar fs implica aumentar la compliancia (ablandar la suspensión). Directo y efectivo.
   Pero esto trae problemas:
   Amortiguamiento mecánico: Proviene principalmente del rodamiento exterior y la araña. Este sistema no solo amortigua el movimiento global, sino que también controla resonancias del cono (especialmente el rodamiento). Cambiar el rodamiento altera significativamente el sonido. Reducir drásticamente el amortiguamiento para bajar fs aumenta la coloración, especialmente en medios. Se requiere moderación.
   Amortiguamiento eléctrico: Es el control magnético sobre la bobina. Más fuerza magnética implica mayor fuerza motriz, pero también mayor amortiguamiento. Queremos fuerza motriz para eficiencia y baja distorsión, pero el alto amortiguamiento resultante impide bajar fs. Aquí el dilema es claro, obligando a un compromiso. Si añadimos la extensión en agudos, el compromiso es aún más complejo.
   Extensión en agudos
   Los factores que afectan el rendimiento en agudos son eléctricos y mecánicos, pero diferentes. Los eléctricos se refieren a la inductancia de la bobina. Exploremos más.
   Una bobina es un inductor. Si estuviera sola, sería un inductor de aire, con baja inductancia y linealidad. Pero la bobina trabaja dentro del circuito magnético, con un poste central: ¡un inductor con núcleo de hierro! Esto aumenta enormemente la inductancia. Por su naturaleza de filtro paso bajo, atenúa fuertemente las altas frecuencias. Peor aún, el movimiento de la bobina modula la inductancia y el campo magnético, causando distorsión por intermodulación, especialmente a alto volumen y ancho de banda. Auditivamente: sonido borroso, áspero, pérdida de textura, imagen colapsada, escena plana. Solución: Recubrir el poste con cobre o insertar anillos de cobre para "cortocircuitar" el campo, reduciendo la modulación y la inductancia. Esto mejora extensión en agudos y reduce distorsión.
   Factores mecánicos: Según física básica (F=m*a), para que un diafragma frene en su avance, se detenga y retroceda a 20kHz, todo debe ocurrir en 1/40,000 segundos. ¡La aceleración en el punto de inversión es enorme!
   Lograr esta respuesta requiere alta aceleración del diafragma. Según la ley, solo hay dos caminos: reducir masa o aumentar fuerza motriz. Pero esto trae nuevos dilemas.
   Dilemas y contradicciones complejos
   Masa del diafragma
   Aumentar masa baja fs fácilmente, pero perjudica agudos y eficiencia. Solución ingeniosa: "división mecánica de frecuencias". Hacer que el driver "vea" diferente masa según la frecuencia: en graves, todo el cono se mueve; en agudos, solo la parte central (más ligera) sigue a la bobina, mientras la periferia (más pesada) no puede seguir. Así, la "masa efectiva" varía con la frecuencia.
   Esto suena simple, pero es extremadamente difícil de controlar. ¿Cómo asegurar que partes del diafragma dejen de moverse limpiamente en ciertas frecuencias sin vibrar caóticamente? La distorsión sería enorme si no se controla.
   Fuerza motriz
   Para extensión en agudos, se necesita alta fuerza motriz para lograr la aceleración requerida. Proviene de la bobina y el sistema magnético. Más vueltas en la bobina aumentan fuerza magnética, pero también inductancia y masa, perjudicando agudos. Así que la bobina debe ser un compromiso: "pequeña pero eficiente" es mejor.
   Entonces, aumentamos la fuerza magnética. Aunque mencionamos que alta fuerza magnética amortigua en exceso (elevando fs), es necesaria para acelerar un cono "no tan ligero" (Nota 4) a niveles de agudos, o no se diferenciaría de un driver medio estándar. El exceso de amortiguamiento se compensa relajando el amortiguamiento mecánico.
   Problemas de integración del sistema
   ¿"Sistema" con un solo driver? Se refiere a: 1) Ajuste fino del balance tonal; 2) Diseño de la caja/acústica de carga. Ambos se interrelacionan.
   Teóricamente, un driver de rango completo ideal debería sonar perfecto montado en una caja o panel sin filtros. Pero tras los múltiples compromisos del diseño, ¿esperas rendimiento perfecto sin concesiones? Recuerda: la solución a los dilemas suele ser el "compromiso".
   Si conoces Stereophile, habrás visto sus gráficas de respuesta. Los amplificadores suelen tener respuesta plana de 20Hz-20kHz; los altavoces, en cambio, muestran curvas irregulares. Los diagramas de cascada y respuesta fuera de eje son peores. ¿Por qué? Porque los altavoces son sistemas mecánicos complejos con interacciones energéticas que causan picos de resonancia y cancelaciones. Lo ideal es que las irregularidades sean suaves y uniformes, evitando coloraciones fuertes que distorsionen el balance y enmascaren detalles (incluso con filtros notch, la resonancia residual ensucia).
   El amortiguamiento también afecta la curva: pendiente ascendente en agudos indica sobre-amortiguamiento en medios-graves (sonido delgado y brillante); pendiente ascendente en graves indica sub-amortiguamiento (sonido grueso y oscuro).
   Menciono estos "aspectos oscuros" para enfatizar que incluso los drivers "legendarios" de rango completo tienen sus compromisos y limitaciones. Hasta los instrumentos musicales requieren gran esfuerzo para lograr tono perfecto y respuesta equilibrada; los drivers son imitadores "de segunda línea".
   Así, un driver de rango completo puede cubrir el espectro, pero no necesariamente con respuesta plana.
   Problemas comunes: Protuberancia ancha en medios (medios-agudos o medios-graves), causando coloración; caída suave en agudos (sonido oscuro); sobre-amortiguamiento con caída en graves (sonido delgado sin peso).
   Si hay una protuberancia molesta, se puede usar un filtro notch para ecualizar. Si es leve, funciona bien. No lo subestimes: aunque añade componentes entre amplificador y driver, solo corrige respuesta de frecuencia, mucho más simple que las complejas interacciones y distorsión de fase en sistemas multi-vía. Muchos altavoces incluyen filtros notch.
   Si hay caída en agudos, generalmente por fuerza magnética insuficiente o cono demasiado grande (incluso con división mecánica). La única solución es añadir un tweeter. ¿No es eso hacer trampa? No si se hace bien: integrando el tweeter desde 16-18kHz (o más alto) con pendiente suave de -6dB/octava, manteniendo coherencia de fase y preservando la mayoría de ventajas del rango completo. (Si tienes Altec 412C y te quejas de falta de agudos, ¡avísame! Los compro, los mejoro y no te los devuelvo).
   Finalmente, si hay caída en graves (drivers con alto amortiguamiento, sonido ajustado y detallado), se puede usar una caja sintonizada o carga de bocina para aumentar la resistencia acústica en graves y mejorar eficiencia. Bien ejecutado, ofrece el mejor rendimiento de rango completo.
   Hablando de cajas, el 90% de altavoces comerciales son caja sellada o bass-reflex. Los drivers de rango completo deben minimizar la excursión en graves: mayor excursión aumenta distorsión en graves y afecta medios/agudos. Imagina medios/agudos (movimiento rápido y corto) "cabalgando" sobre graves (movimiento lento y amplio): distorsión por intermodulación y efecto Doppler. Aunque todos los drivers enfrentan esto, es más crítico en rango completo por su ancho de banda.
   El bass-reflex es más adecuado para drivers de rango completo porque reduce la excursión del cono cerca de la frecuencia de sintonía (generalmente 30-50Hz), reduciendo distorsión, aumentando potencia admisible y mejorando eficiencia. Por eso, la mayoría funciona bien en este tipo de caja.
   Puristas argumentan que una caja "mancha" el sonido con resonancias, prefiriendo paneles abiertos. Drivers con graves suficientes (como WE/Altec 755C) pueden usarse así para sonido puro. Se dice que su respuesta en medios es rápida como un rayo, rivalizando con paneles electrostáticos, pero con mejor dinámica. Desventajas: tamaño enorme (el bajo depende del área del panel, mínimo 1m²), menor eficiencia/potencia admisible, graves más débiles, complejidad por radiación bipolar y estética poco práctica.
   Finalmente, la opción más compleja: carga de bocina. Profundizaremos otro día. Brevemente, una bocina es un ducto en forma de trompeta. La alta resistencia acústica en la garganta (estrecha) permite un acople eficiente de energía entre diafragma y aire, mejorando eficiencia.
   Usando bocinas plegadas cargadas por la parte trasera, se mejora eficiencia en medios-graves/graves, complementando perfectamente drivers con alto amortiguamiento.
   Descripción de drivers
   Numerosos fabricantes han producido drivers de rango completo. Mencionaré algunos destacados (algunos aún en producción, otros solo en mercado secundario):
   Jordan Watts
   Diseño único: cono de aluminio con suspensión especial de "hilos", alta compliancia. Mi experiencia comenzó con sus altavoces "jarrón". Compré por estética y liquidación, pero su sonido sorprendió: graves respetables en 30m², pureza y musicalidad encantadoras para música de cámara a volumen moderado. Desventajas: ligera coloración en medios-graves (desaparece tras 30 minutos de escucha) y baja eficiencia (claridad afectada a volumen alto).
   Otro modelo de 2": también aluminio, limitado en graves y eficiencia, pero excelente en respuesta transitoria (medida y subjetiva). Un clásico.
   Diatone P-610 series
   Histórico y aclamado. Cono de papel de 6.5", imán Alnico, 90dB/W, graves hasta 50Hz (bueno para rango completo). Las estrías en el cono controlan la división mecánica de frecuencias. La versión original P-610 (Mark IV) dejó de fabricarse en 1993; la edición conmemorativa es rara. No lo he escuchado, pero fuentes confiables lo consideran el driver de rango completo más equilibrado: sonido suave y dulce, imagen precisa, microdinámica exquisita, fácil de usar en caja bass-reflex. Supuesta combinación perfecta con amplificadores SET de triodo directo, especialmente 2A3.
   WE/Altec 755A/C
   Legendario driver de rango completo de cono de papel de 8", alta eficiencia. Especificaciones: 755A: 70Hz-13KHz, 8W; 755C: 40Hz-15KHz, 15W. Un anillo estampado en el cono actúa como división mecánica. Pocas unidades WE originales sobreviven; las Altec son raras. Su apariencia simple no revela su grandeza. Entusiastas internacionales lo comparan con paneles Quad en pureza, pero con mejor dinámica. El violinista y DIYer Joseph Esmilla usó 755A/C en paneles abiertos con amplificadores SET (2A3/300B), logrando musicalidad impecable.
   Goodmans Axiom 80
   ¡Otra leyenda! Vi uno en casa de un amigo coleccionista (un "museo de clásicos"). Su trasero verde oscuro me resultó familiar. Al confirmar que era un Goodmans, lo examiné con reverencia. Diseño único: suspensión y marco especiales, imán compacto (probablemente Alnico). Especificaciones originales: 20Hz-20KHz (!), 6W. Nunca lo escuché, pero fuentes confiables afirman que las especificaciones son reales, requiriendo bocina de carga trasera para rendir plenamente, idealmente con amplificador 2A3 (300B es demasiado potente).
   Lowther series
   Famoso, con más de 50 años de historia. Características distintivas: cono blanco, marco de diseño estructural, y en modelos superiores, fase plug "en forma de champiñón" o nuevo diseño "OVNI" que mejora agudos.
   Su doble cono es clave: en graves/medios, ambos conos se mueven; en agudos, solo el interno avanza, con el fase plug evitando cancelaciones y mejorando dispersión. El cono de papel se fabrica manualmente con láminas (no pulpa) para uniformidad de grosor, con estrías para rigidez y control de resonancias. Alta artesanía.
   Tres tipos de imanes: ferrita estándar (más económico), Alnico (más potente; el PM-4A alcanza 2.4 Tesla y 22kHz), y Neodimio (similar a Alnico en rendimiento, más compacto).
   Requieren bocina de carga trasera para graves, ya que su excursión máxima es solo 1mm. Recientemente, el Lowther American Club publicó diseños bass-reflex que afirman alcanzar 40Hz planos con mejor resolución en medios-graves. Debate pendiente.
   Sonido característico: presencia impactante, detalles asombrosos, dinámica instantánea. Mediblemente, suelen tener ligera protuberancia en medios-agudos y pobre respuesta fuera de eje. Polariza: amantes fieles vs detractores que lo consideran no-HiFi.
   Tiene clubs en Europa, EE.UU. y Japón. Fácil de adquirir; únete si te convence.
   Conclusión
   Los altavoces de rango completo, usados adecuadamente, ofrecen una satisfacción musical única: coherencia de fase en todo el espectro, sin filtros que degraden la señal, microdinámica expresiva, imagen y escena excepcionales. Ventajas que los sistemas multi-vía no igualan. Pero nada es perfecto: si escuchas rock a 120dB, usas el sistema para cine o karaoke, evítalos. Sufrirán y sufrirás.
   Úsalos con cuidado y respeto, a volumen moderado con música acústica, para una conmoción espiritual profunda. La música misma te conmoverá; el volumen será irrelevante.