Cajas de 2 vías vs. 3 vías: ventajas y desventajas

¿Qué ventajas tiene una de tres vías frente a una de dos vías? ¿Y hay ventajas de una de dos vías frente a una de tres vías?

Lo de "tres vías" se refiere a cuántos puntos de crossover hay en la división del trabajo entre graves, medios y agudos. Si es una caja de tres vías, hay dos puntos de división. Entonces hay una sección de agudos, una sección de medios y una sección de graves. En una caja de dos vías hay un solo punto de división, o sea que hay una sección de agudos y una sección de graves.

Lo importante de esto es que cuando tienes un crossover, tienes un corrimiento de fase inherente que ocurre con ese crossover. Entonces tienes un desfase de tiempo. Con lo más moderno, hasta cierto punto puedes compensar ese desfase con filtros FIR, pero al final estás corriendo todo hacia más tarde, así que en la práctica aumentas el tiempo de retraso para angostar la ventana de llegada.

Una forma de verlo es imaginar un tren llegando a una estación. Cuando un tren entra a una estación, ¿llega cuando llega el frente, cuando llega el medio o cuando llega el final? ¿Dónde cuentas ese tiempo de llegada? Porque hay un periodo de tiempo durante el cual va a llegar este sonido, ya que se dividió en estas secciones, y por la física de la masa de los distintos drivers, no llegan todos al mismo tiempo. Entonces llegan a lo largo de un periodo de tiempo.

Cuando tienes una caja de tres vías, necesariamente aumentaste la cantidad de tiempo, alargaste el tren hasta cierto punto, así que toda la forma de onda de la señal va a tardar más en pasar por la caja y llegar a tus oídos. Con una de dos vías tienes un tren más corto, tienes la transición. Los tiempos de llegada de las dos secciones se acortan, así que la ventana no es tan larga.

Esa es la ventaja y la desventaja de un sistema de dos vías frente a uno de tres vías. El sistema de dos vías te permite entregar la forma de onda completa del espectro del sonido en una ventana de llegada más ajustada, y eso es mejor desde el punto de vista del phase smear, que es un time smear (corrimiento en el tiempo). Entonces, en teoría, tienes una imagen más enfocada en cuanto a imagen estéreo y cosas así, y en cómo percibes la coherencia de esas señales.

Con la llegada de los filtros FIR puedes, como dije, acortar la ventana, pero mueves la ventana más lejos. O sea, en la práctica el tren se hace más corto, pero llega a la estación más tarde. No puedes hacer que llegue antes porque no lo puedes acortar desde atrás. Tienes que acortarlo desde el frente y entonces llega.

Entonces, hasta cierto punto puedes resolver el problema de ese tiempo extra que requiere el segundo filtro de crossover. Pero no lo resuelves haciendo que llegue antes. Lo resuelves haciendo que todo llegue después. Eso significa más latencia. Para ciertas aplicaciones es crítico no tener esa latencia larga, y se vuelve más crítico con otras partes de la cadena de señal que pueden sumar latencia.

Así que si necesitas algo que te dé retroalimentación inmediata, no quieres alargar esa latencia. En sistemas más grandes, ya sabes, puede ser demasiado: el sistema puede ir demasiado atrás de lo que pasa en el escenario, y es en vivo. La retroalimentación o el monitoreo puede llegar demasiado tarde respecto a la acción que alguien está haciendo en el escenario; la información de regreso que usan como referencia puede llegar tarde. Entonces se les atrasa, y eso de verdad puede desconcentrar a un artista si la llegada es tardía. Es como cuando estás en una llamada y escuchas el eco de tu propia voz.

Es muy desconcertante. Te hace hablar mucho más lento. De verdad te puede desubicar. Entonces, en menor medida, no quieres eso. En menor medida, eso pasa a medida que sumas latencia. Esas son las ventajas y desventajas propias de la red de crossover.

Otra cosa que entra en juego es que todas estas piezas tienen características distintas y, la mayoría de las veces, si no están montadas en forma coaxial, radian su sonido desde puntos distintos en el espacio. Así que aumentan la cantidad de recorridos distintos. Si tienes un medio, un agudo y un grave acomodados, cuando estás fuera de eje hacia un lado, el agudo va a llegar antes. El medio posiblemente llegue después del grave, dependiendo de qué tan separados estén, y así.

Pero cuando estás del otro lado, el medio va a llegar primero, el grave va a llegar más o menos en medio y luego van a llegar los agudos. Y eso cambia otra vez cuando te centras en el eje y hacia abajo. Entonces tienes todos estos factores; tener varios drivers no necesariamente resuelve problemas. Tener varias vías no resuelve problemas. Crean problemas en la misma solución que dan a otros problemas.

Entonces, ¿cuál es la ventaja de una caja de tres vías frente a una de dos vías? Estás dividiendo el trabajo. Le das a cada componente, a cada transductor, un rango de trabajo más angosto. Normalmente los componentes de agudos se pueden cortar un poco más arriba, con menos exigencia de baja frecuencia. Eso puede reducir los componentes de distorsión que puedan estar produciendo.

Muchas veces les permite ser más ligeros y rápidos y así llegar a frecuencias más altas, rangos de operación más altos. Lo siguiente es que ahora tienes un componente dedicado a medios que no tiene que ser muy pesado porque intenta hacer graves, ni tan ligero porque tiene que hacer agudos. Tienes este componente dedicado a medios, y el argumento es: sí, eso puede ser un beneficio importante, porque ahora tus medios, que es donde tus oídos son más sensibles a los tiempos de llegada y a los cambios de frecuencia, salen de un solo componente.

Si esa transición al componente de agudos está lo bastante arriba, no interfiere. Pero regresas a otro problema: dependiendo del diámetro de ese componente, puedes empezar a tener beaming (direccionalidad excesiva) en ciertas frecuencias. Entonces las transiciones quedan forzadas a ciertos rangos, según cuáles sean esos componentes. Así que no es tan simple como decir "sí, tres vías es mejor".

Luego tienes la transición a tu componente de graves, que te da una ventaja: en teoría puedes tener una caja de tres vías que produce más información de baja frecuencia, porque los componentes de graves no tienen que hacer medios y viceversa. Entonces el componente de medios no se mueve con tanta amplitud como para causar distorsión por intermodulación. Y el factor de distorsión otra vez es más bajo. Concentras la energía de baja frecuencia en el componente de graves, y la distorsión que ocurre ahí no influye en el trabajo del componente de medios.

Ahora, las ondas de presión y demás van a seguir causando distorsión por intermodulación, pero no estás lidiando con las mismas causas de esa distorsión por intermodulación. Así que otra vez: divide y vencerás. Pero otra vez terminas con compromisos. Tienes problemas distintos. Una forma de reducir el impacto negativo de esos compromisos es hacer un componente coaxial de medios y agudos. Eso significa que la distancia fuera de eje en cualquier dirección es la misma desde el centro del agudo y desde el centro del medio.

Entonces no tienes esos problemas de llegadas múltiples cuando tienes medio y agudo coaxiales. Si tuvieras medio, agudo y grave coaxiales, otra vez tendrías lo ideal, que sería la fuente puntual perfecta. La fuente puntual perfecta. Por otro lado, si te vas al extremo, es infinitamente pequeña y radia en todas direcciones por igual con respuesta plana. Ya sabes cómo va esa fantasía. Pero cuando empiezas a darle dimensiones para construir esas cosas, empiezas a meter otros factores.

La cantidad de vías sigue teniendo el mismo beneficio, en el sentido de que puedes dividir ese trabajo de graves, medios y agudos en más partes. Sigues teniendo el time smear que suman esos crossovers adicionales, pero no tienes el desfase físico cuando tienes una sección coaxial de medios y agudos. Esas son las formas en que las puedes construir y reducir las consecuencias negativas de estos distintos componentes.

Desde el punto de vista de lo que quieres lograr, puedes acotar la aplicación a beneficios muy específicos en tres vías frente a dos vías. Pero otra vez, depende de la tarea. ¿Es mejor? No para todo. Cuando buscas un nivel de presión sonora alto en los medios, puedes generar más nivel de presión sonora con más componentes.

El problema con eso, otra vez, es que tienes llegadas múltiples. Por eso la simplicidad de dos vías. Si tienes a dos personas cargando una caja, digamos una persona en un extremo y otra persona en el otro extremo, se pueden coordinar bastante bien. Las dos personas pueden trabajar juntas, como el agudo y el grave. Pueden trabajar juntas.

Si tienes a tres personas cargando la misma caja, hay más que coordinar. Pueden levantar más peso, pero hay más que coordinar. Y tienes que hacer que todo funcione junto. Así que mientras más vías tienes, más formas hay de que algo salga mal. Así que lo simple es mejor.