¿Qué significa Cardioide para subwoofers?

por Jun 15, 2017Blog3 Comentarios

¿Qué es Cardioide y qué hace en el contexto de los subwoofers?

El Despliegue en Modo Cardioide implica una o más cajas de cara a la audiencia pero con al menos una de ellas que no lo esté.

Cardioid, or heart-shaped, refers to the shape of the coverage, or pickup, of a transducer. A cardioid microphone picks up sounds in front of it more effectively than it picks up sounds behind it. A cardioid subwoofer or subwoofer array produces a heart-shaped coverage pattern in which levels are louder to the front of it and lower behind it.

There are several methods for achieving a cardioid pattern but the principles of the function depend upon signals from multiple sources being aligned in one direction and mis-aligned in the other.

Ejemplo de Gráfico Polar Cardioide

Cardioide, o en forma de corazón, se refiere a la forma de la cobertura, o captación, de un transductor. Un micrófono cardioide capta los sonidos delante de él de manera más efectiva que los sonidos que se encuentran detrás. Un subwoofer array o subwoofer cardioide produce un patrón de cobertura en forma de corazón en el que los niveles son más fuertes en la parte delantera y más bajos detrás de ella.

Existen varios métodos para lograr un patrón cardioide, pero los principios de la función dependen de señales de múltiples fuentes alineadas en una dirección y desalineadas en la otra.

Las ondas de sonido irradian desde un subwoofer en un patrón en gran parte esférico, a menos que sean interferidas por una superficie o por presión opuesta. Las ondas de presión positiva se pueden cancelar con ondas de presión negativa, por lo que es posible utilizar un subwoofer para cancelar la salida de otro subwoofer.

Si alguna vez conectado un subwoofer en polaridad inversa a otro, sabes cuán efectiva puede ser la cancelación. El truco con un parlante cardioide, o un cardioide array, es utilizar el espaciado y el demorado (también conocido como offset de tiempo) para que la cancelación se oriente solo en una dirección en lugar de cancelar la salida en todas partes.

El nivel de presión sonora medido en la dirección de la cancelación se reduce y el nivel de presión sonora medido en la dirección opuesta, aumenta. Cuando estas medidas se grafican en un gráfico polar, el gráfico parece tener forma de corazón, por lo que se denomina Patrón Cardioide.

Example of Cardioid Polar Plot

Nótese que un gráfico polar se refiere a un gráfico que muestra mediciones de nivel de presión sonora, con el nivel más bajo en el centro y el nivel más alto hasta el borde exterior, por lo que las mediciones más altas se grafican más lejos del centro y las más silenciosas se grafican más cerca del centro. La fuente, el altavoz, se imagina que está en el centro, con la perspectiva del espectador desde arriba, mirando hacia abajo. (Específicamente, esto describiría un gráfico polar de cobertura horizontal).

Los gráficos polares se miden en frecuencias individuales o bandas de frecuencia porque grafican la salida relativa a la posición en lugar de la salida relativa a la frecuencia, por lo que habría gráficos de forma ligeramente diferente a través del rango operacional del altavoz en cuestión.

El resultado de un Array Cardioide desplegado correctamente es la capacidad de enfocar más graves en el lugar que desees y que tenga menos en donde no. Eso puede significar mantener los graves alejados de los vecinos, fuera de escenarios, lejos de las tornamesas o evitando que se refleje en las paredes generando interferencias destructivas en cualquier lugar de la habitación.

Un parlante o array cardioide requiere más piezas, más procesamiento y, en última instancia, más dinero que un sistema de subwoofer común. Dos subwoofers idénticos utilizados uno al lado del otro en una configuración convencional entregarían más salida en la parte delantera, y también en la parte trasera, que los mismos dos subwoofers utilizados en una configuración de Cardioide, sin embargo, en la configuración de Cardioide habrá MUCHO menos salida en la parte trasera y solo un poco menos de salida hacia el frente.

Hay altavoces «cardioides pasivos» que usan puertos diseñados en lados opuestos del gabinete para crear el efecto cardioide, sin embargo, su ancho de banda y salida operacionales son limitados en comparación con los sistemas cardioides activos.

El gráfico de respuesta anterior muestra la radiación hacia delante y hacia atrás de un par de subs en configuración cardioide. La línea superior (amarilla) es la salida de NPS a un metro del lado de la audiencia, o lo que podría llamarse la parte delantera de los gabinetes, y la línea inferior (rosada) es la salida de NPS a un metro del lado del escenario, o hacia atrás de los gabinetes. El gráfico indica que la reducción de nivel se encuentra en un amplio rango de frecuencias.

La efectividad disminuye gradualmente por debajo de 30 Hz porque las longitudes de onda son demasiado largas como para que la distancia de desplazamiento sea controlada por una sola caja. Sin embargo, en la mayoría del ancho de banda operacional de las cajas de prueba, hay una gran diferencia entre lo que escuchas y experimentas detrás y lo que escuchas y experimentas de frente.

Una de las ventajas de los subwoofers configurados en cardioide para interiores, además de mantener bajos los niveles detrás de ellos, es que prácticamente elimina los reflejos que provienen de las paredes detrás de los subwoofers. Esas reflexiones pueden causar caídas grandes y desagradables en la respuesta de frecuencia observada en áreas del auditorio y de la pista de baile. Esos saltos pueden cancelar mucha más energía de la que perderías al dedicar uno de tus subwoofers a »back-canellation-duty», también conocido como modo cardioide.

Three-dimensional representation of Cardioid pattern:
boxes stacked vertically.

Three-dimensional representation of Cardioid Coverage:
seen from above.

3 Comentarios

  1. Aaron

    Does a cardioid subwoofer set up only work when they are in blocks and centered on the stage? Can you have 4 subs, two on either side of the stage and have each set be cardioid? Does that help or hurt when working indoors? 🙂

  2. David Lee

    Hi Aaron,

    A cardioid setup works indoors or outdoors and works with a minimum of 2 boxes no matter where you put them, unless they are under a stage or backed up against a wall. A combination of three boxes, with two facing forwards and one backwards, is the ideal combination however they can also be used in pairs. When you use cardioid pairs, it’s best to reduce the level of the reversed box by 3dB because one cardiod-mode reversed box at full output can compensate for the rearward radiation of two boxes in normal mode.

    When outdoors, a cardiod setup will reduce the sound pressure level of the low frequencies on stage and in the area behind the stage. When indoors, if there is a wall behind the stage, cardiod setups will also reduce the amount of energy that is reflected off that back wall and back out to the audience/dance floor area.

    Without a cardiod setup, the sound that would ordinarily reflect off the wall behind the stage or DJ would arrive in the audience area out-of-phase with the direct sound from the subwoofers and it often causes loss of level and loss of impact. By running your system in cardiod mode and minimizing those reflections, you can achieve a better result in both level and clarity for the audience and the band or DJ on stage.

    Whether to run left-right or centered is a question all of its own. Sometimes the available space dictates where you can set up, so you have to be able to do either. The primary advantage to center placement is the avoidance of nulls caused by interference between the two separated sub locations. The disadvantage is that it can concentrate the sub energy in the center, where there may not be a balance of enough highs to keep up, and at the same time leave the left and right sides out of balance with too much mid and high energy relative to the sub level there. For instance, on a smaller scale, if the tops are way far apart and the subs are center stacked, the system won’t deliver an even and balanced sound throughout the audience area. When center-stacked subs are done on a festival scale stage, the center area mid and high frequency content is supplemented with center fills. One has to adjust the solution to suit the venue and the event.

    if you’d like a more detailed reference check out the updated manual with additional info on cardioid setup: https://www.bassboss.com/wp-content/uploads/2018/10/BASSBOSS-ZV28-Powered-Subwoofer-Manual.pdf

    thanks!
    best
    David Lee

  3. Gerardo Montoya

    Una Pregunta: Si tenemos 2 sistemas de 6 cajas dobles cada uno, solo que uno se configura cardioide y otro de forma convencional o NO cardiode, tendremos mas decibeles o NPS en el sistema convencional verdad?.
    Es decir la ventaja principal seria solamente eliminar la frecuencias bajas en la parte trasera de los subwoofers?
    Gracias de antemano, Excelente todo! Saludos..

    Google Translate:
    One Question: If we have 2 systems of 6 double boxes each, only one is configured cardioid and another in a conventional way or NOT cardiode, we will have more decibels or NPS in the conventional system right ?.
    In other words, the main advantage would only be to eliminate the low frequencies at the back of the subwoofers?
    Thanks in advance, Excellent everything! Regards..

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