miniatura|Una pareja de cajas acústicas de tipo estantería, de la marca Focal JMlab.
miniatura|Estructura de una caja acústica básica. Un altavoz (también conocido como parlante, altoparlante, bocina o corneta, mayormente en América del Sur) es un transductor electroacústico, esto es, un dispositivo que convierte una señal eléctrica de audio en ondas mecánicas de sonido. Un sistema de altavoz, generalmente referido simplemente como altavoz, incluye uno o más transductores, un bafle, conexiones eléctricas, y posiblemente incluya un filtro de cruce. El transductor puede verse como un motor lineal conectado a un diafragma que acopla el movimiento del motor al movimiento del aire. Una señal de audio, típicamente de un micrófono, grabación o transmisión de radio, se amplifica electrónicamente a un nivel de potencia suficiente como para mover el motor y este reproduce el sonido correspondiente a la señal eléctrica original. Realiza la función inversa que un micrófono. Se pueden encontrar pequeños altavoces en radios, televisores, reproductores de música portátiles y computadoras. Los altavoces grandes se utilizan en sistemas de sonido potentes de alta fidelidad, instrumentos musicales electrónicos, sistemas de refuerzo de sonido en cines y teatros y megafonía.
Terminología El término altavoz se refiere a los transductores individuales o a un sistema completo de altavoces, también referido como «caja acústica», que consiste en un bafle, uno o más transductores y un filtro de cruce.
En Costa Rica, El Salvador, Honduras, Nicaragua, Perú, Chile y Argentina al altavoz se le conoce como parlanteparlante Diccionario de la Lengua Española. RAE (2020). 23.4.ª ed. o altoparlante,altoparlante Diccionario de la Lengua Española. RAE (2020). 23.4.ª ed. bocina en México, Panamá, Colombia y Ecuador —aunque se entiende el significado de «altavoz» y de «altoparlante»—. Por su parte, en Venezuela se le conoce como corneta.corneta Diccionario de la Lengua Española. RAE (2020). 23.4.ª ed.
Para poder reproducir adecuada y exactamente un amplio rango de frecuencias, la mayoría de los sistemas utilizan más de un altavoz (transductor), particularmente para un mayor nivel de presión sonora o máxima precisión. Se utilizan altavoces individuales para reproducir diferentes bandas de frecuencias; llamados: subwoofer (para muy bajas frecuencias); woofer (bajas frecuencias); altavoz-medio (frecuencias medias); tweeter (altas frecuencias); e incluso supertweeter (las frecuencias audibles más altas y más allá). Cuando se utiliza más de un altavoz en un sistema se coloca un filtro de cruce para separar la señal de entrada en sus distintas bandas de frecuencia y dirigirlas al transductor adecuado. Un altavoz con n bandas de frecuencia diferentes, se define como «altavoz de n vías». Los más usuales son el altavoz de 2 vías y el altavoz de 3 vías. En lo que se conoce como altavoz activo, el amplificador está incluido en la propia caja, estos son cada vez más comunes, especialmente como altavoces de ordenador.
Principios básicos miniatura| Altavoz de 3 vías marca JBL.
Cuando se pone en funcionamiento un altavoz, su membrana hace vibrar el aire por delante, pero también por detrás. En el movimiento de la vibración cuando la membrana avanza, la presión del aire aumenta por delante, pero disminuye por detrás, y viceversa cuando la membrana retrocede: Decimos que la onda trasera está desfasada 180 °. Por lo tanto, los cambios en la presión del aire (sonido) no se transmiten correctamente al aire circundante, ya que el aire tiende a circular entre la parte frontal y la parte posterior de la membrana para igualar las presiones. Este es el llamado fenómeno de cortocircuito acústico, muy significativo a bajas frecuencias. La solución es poner un bafle para suprimir (o al menos atenuar) las radiaciones traseras y que no cancelen las delanteras. En la práctica, llamamos carga acústica a la forma en que gestionaremos este problema. Los especialistas han encontrado multitud de formas, más o menos complejas, de resolverlo.Enceintes acoustiques et haut-parleurs par Vance Dickason Elektor 1996 El diseño del bafle influye significativamente en la calidad de sonido obtenida.
Un sistema de altavoz generalmente contiene no solo los altavoces, sino también filtros, módulos de amplificación, botones de encendido o de ajuste, rejillas protectoras o incluso puertos de ventilación en el caso de una caja acústica tipo bass-reflex. Finalmente, está equipado con conectores destinados a conectar un amplificador u otra fuente que contenga la señal sonora a emitir. Algunos altavoces llamados «inalámbricos» puede prescindir de dicha conexión, la señal que llega mediante la transmisión de radio (actualmente el sistema Bluetooth es el más habitual para productos de consumo). Dichos altavoces suelen funcionar con pilas o con baterías, lo que los convierte en dispositivos móviles.
Existen multitud de tipos de sistemas de altavoces que corresponden por un lado a una amplia variedad de usos, y por otro lado a diferentes niveles de calidad, considerándose generalmente que los altavoces son el eslabón más débil en la cadena de reproducción del sonido junto con la sala de escucha. El uso que se quiera hacer es, por tanto, fundamental: sistema de sonido, monitorización, Hi-Fi o incluso cine en casa. El género musical, contrariamente a la creencia popular, no influye en la elección de los sistemas de altavoces. Un sistema de altavoces de buena calidad debe poder reproducir correctamente cualquier tipo de sonido. Incluso forma parte de los criterios y técnicas para la selección de una caja acústica. Sin embargo, el uso final determina los criterios de selección, por lo que no utilizaremos las mismas soluciones para distribuir música en un supermercado que para proporcionar sonido para un concierto al aire libre.
Historia
El primer dispositivo que permitió al público en general escuchar música en casa fue el fonógrafo, patentado por Thomas Edison.. Le siguió el gramófono inventado por Émile Berliner en 1888, que utilizaba soportes en forma de disco. En estos dos dispositivos, no hay «altavoz» estrictamente hablando: el sonido es emitido por una membrana unida a la aguja que está en contacto con el soporte y solo está amplificado por una bocina.izquierda|miniatura| Altavoz de bocina Klipschorn fabricado por Klipsch Audio Technologies en 1948. El principio de la bocina acústica consiste en realizar una adaptación de impedancia entre la membrana emisora y el aire ambiente. Se obtiene así una mejora espectacular en la eficiencia de modo que las bocinas siguen siendo, al menos para las frecuencias medias y altas, utilizadas casi universalmente en el ámbito de la sonorización de potencia. Para los graves, el tamaño de la bocina a menudo se vuelve prohibitivo por lo que esta solución sigue siendo poco común, pero debemos mencionar la caja acústica Klipschorn de Klipsch, creada en la década de 1940, que utiliza una bocina para graves gracias a aprovecharse de las paredes de la sala, colocado en la esquina.
Johann Philipp Reis instaló un altavoz eléctrico en su teléfono en 1861; fue capaz de reproducir tonos claros, pero también podía reproducir el habla amortiguada después de algunas revisiones. Alexander Graham Bell patentó su primer altavoz eléctrico (capaz de reproducir el habla inteligible) como parte de su teléfono en 1876, que fue seguido en 1877 por una versión mejorada de Werner von Siemens. Durante este tiempo, Thomas Edison recibió una patente británica para un sistema que usaba aire comprimido como mecanismo de amplificación para sus primeros fonógrafos de cilindro, pero finalmente se decidió por el familiar cuerno de metal impulsado por una membrana unida a la aguja. En 1898, Horace Short patentó un diseño para un altavoz accionado por aire comprimido; luego vendió los derechos a Charles Parsons, al que se le otorgaron varias patentes británicas adicionales antes de 1910. Unas pocas compañías, entre ellas la Victor Talking Machine Company y Pathé, produjeron reproductores de discos utilizando altavoces de aire comprimido. Sin embargo, estos diseños estaban significativamente limitados por su mala calidad de sonido y su incapacidad para reproducir el sonido a bajo volumen. Se utilizaron variantes del sistema para aplicaciones de publicidad y, más recientemente, se han utilizado otras variaciones para probar la resistencia de los equipos espaciales a los niveles de sonido y vibración muy fuertes que produce el lanzamiento de cohetes.
Altavoz de bobina móvil
El primero Altavoz dinámico (de bobina móvil) experimentales lo invento Oliver Lodge en 1898. Los primeros altavoces de bobina móvil prácticos, fueron fabricados por el ingeniero danés Peter L. Jensen and Edwin Pridham en 1915, en Napa, California. Como los altavoces anteriores, usaban bocinas para amplificar el sonido producido por un pequeño diafragma. A Jensen se le negaron las patentes. Sin éxito intentando vender su producto a las compañías telefónicas, en 1915 cambiaron su táctica a las radios y la megafonía, llamando a su producto Magnavox. Jensen fue durante años de la invención del altavoz parcialmente propietario de la compañía Magnavox. Pero los verdaderos comienzos del altavoz de bobina móvil tal como lo conocemos se remontan a 1925, cuando Chester W. Rice y Edward W. Kellogg lo patentaron (Patente US 1,707,570. ), junto con un amplificador capaz de entregar una potencia de para su dispositivo. Este último, el Radiola Modelo 104, con amplificador incorporado, fue lanzado al año siguiente. La diferencia principal entre los intentos anteriores y la patente de Rice y Kellogg es el ajuste de los parámetros mecánicos para obtener una respuesta en frecuencia relativamente plana. Nos referimos al altavoz Rice-Kellogg para designar este primer modelo. Sin embargo, la paternidad está en disputa, ya que se ha realizado un trabajo similar en otros países desarrollados.
Los primeros altavoces usaban electroimanes porque los imanes permanentes grandes y potentes no estaban disponibles a un precio razonable. La bobina del electroimán se activaba con una corriente por otro par de conexiones. Esta bobina tenía una segunda función, usándose como una bobina de choque filtrando la alimentación del amplificador de audio, al que estaba conectado el altavoz. El rizado en alterna en la corriente, se atenuaba por el hecho de pasar por la bobina de choque. Sin embargo, las frecuencias alternas presenten en la alimentación del amplificador tendía a modular la señal de audio que pasaba por la bobina móvil, resultando en un zumbido audible. En 1930 Peter L. Jensen presentó el primer altavoz comercial de imán permanente; sin embargo, los pesados imanes de hierro de la época no eran prácticos y los altavoces con electroimanes fueron predominantes hasta que la amplia disponibilidad de imanes ligeros de alnico estuvo disponibles después de la Segunda Guerra Mundial.
Los altavoces siguen utilizando el mismo principio básico y han tomado su forma definitiva con bastante rapidez, pero han evolucionado mucho: los materiales utilizados y el diseño y las pruebas con sistemas informatizados significan que el rendimiento ha experimentado un progreso considerable, incluso en los modelos para el mercado de gran consumo.
Los primeros sistemas de altavoces