Filtro pasivo o activo: en qué se diferencian y cuándo compensa el DSP

Todo altavoz de varias vías necesita un filtro divisor. El woofer no debe recibir agudos, con los que su cono entra en rotura y concentra el sonido en un haz estrecho. El tweeter, a su vez, no debe recibir graves, que lo dañarían. El filtro reparte la señal entre los drivers y, al mismo tiempo, iguala su nivel y su fase para que en la zona de cruce suenen como una sola fuente. La pregunta no es si lo necesitas, sino dónde va a estar: después del amplificador o antes.

Filtro pasivo: bobinas, condensadores y resistencias

El filtro pasivo va dentro del altavoz, entre los terminales y los drivers. Un único amplificador envía la señal completa y una red de componentes la divide. Una bobina en serie con el woofer deja pasar las frecuencias bajas; un condensador en serie con el tweeter, las altas. Los divisores resistivos bajan el driver más sensible al nivel de los demás, y otras redes corrigen la impedancia o eliminan el pico de resonancia.

Las ventajas son evidentes: el altavoz solo necesita un cable y un amplificador, no requiere alimentación y dura décadas. Por eso sigue siendo la solución más habitual.

El filtrado pasivo también tiene limitaciones que conviene conocer:

• El filtro trabaja con la impedancia del driver. Esta varía con la frecuencia, por lo que los valores «de libro» casi nunca funcionan. El filtro debe diseñarse para la impedancia real de ese driver concreto dentro de la caja.
• Pérdidas. La bobina delante del woofer tiene resistencia. Esta reduce tanto el control del amplificador sobre el driver (factor de amortiguamiento) como la sensibilidad, y con valores altos la bobina resulta cara y pesada.
• Tolerancias y calor. Los componentes tienen tolerancias y, a alta potencia, la bobina móvil del driver se calienta. Su resistencia aumenta y la frecuencia de corte se desplaza ligeramente.
• Cada cambio implica soldar. El ajuste fino tras medir es lento y cada iteración cuesta componentes.

Filtro activo: primero dividir, después amplificar

En el filtrado activo, la señal se divide antes del amplificador, a nivel de línea. Cada driver tiene su propio canal de amplificación conectado directamente, sin componentes entre él y el driver. La división la hace un circuito analógico o, hoy con más frecuencia, un procesador digital de señal (DSP).

Qué cambia con ello:

• Filtros precisos. Una pendiente de 24 o 48 dB por octava es en un DSP un simple ajuste. El filtro no depende de la impedancia del driver y no envejece.
• Alineación temporal. Los centros acústicos de los drivers no están en el mismo plano. El DSP añade un retardo de microsegundos y los drivers quedan alineados sin necesidad de un bafle inclinado.
• Ecualización. La caída de graves por debajo de la transición del bafle (baffle step), la resonancia del driver o las irregularidades de la respuesta se corrigen con unos pocos filtros paramétricos. En pasivo, esto supondría más bobinas y más pérdidas.
• Mejor amortiguamiento y más potencia. El amplificador «sujeta» el driver directamente. La potencia se reparte entre los canales, de modo que ni siquiera una nota grave potente satura el canal del tweeter.
• Cambios sin soldar. Cargas un nuevo ajuste en el procesador en pocos segundos. Puedes tener varios presets, por ejemplo para colocación junto a la pared y en campo libre.

Entonces, ¿por qué no es todo activo?

Un altavoz activo necesita alimentación, amplificador y procesador para cada par de drivers. Antes esto era caro y complicado, con varios amplificadores y un procesador externo en rack. Otro obstáculo era la programación: sin mediciones ni experiencia, un DSP puede configurarse tan mal como un filtro pasivo.

Esto cambió con los módulos que reúnen amplificador, DSP y fuente de alimentación en una sola placa montada en el panel trasero del altavoz. Un ejemplo típico es el Hypex FusionAmp. El altavoz activo se conecta entonces como un monitor activo cualquiera: cable de red y señal desde el previo o el reproductor.

Comparativa rápida

	Pasivo	Activo con DSP
Amplificador	uno por altavoz, externo	un canal por driver, integrado
Filtros	dependen de la impedancia del driver	precisos, independientes de la carga
Alineación temporal	solo mecánica	retardo en el DSP
Ecualización	componentes adicionales con pérdidas	sin pérdidas, a voluntad
Ajuste fino	soldadura y componentes nuevos	nuevo ajuste en el ordenador
Alimentación	no necesaria	toma de red en cada altavoz
Precio	menor con filtros sencillos	mayor por el módulo, pero se ahorran componentes y amplificador

Cuándo compensa cada solución

El filtro pasivo tiene sentido si ya tienes un buen amplificador, construyes un clásico altavoz de estantería de dos vías o quieres un altavoz sin electrónica. Un filtro sencillo de segundo orden con unos pocos componentes es barato y, con buenos drivers, suena de maravilla.

El filtrado activo compensa en cajas de tres vías, donde el filtro pasivo tendría decenas de componentes, en woofers grandes que exigen bobinas grandes y en bafles abiertos y dipolos, que necesitan una fuerte ecualización de graves. También ayuda cuando quieres ajustar el altavoz a la sala. En una caja de tres vías, la solución activa suele costar más o menos lo mismo que un buen filtro pasivo con un amplificador aparte.

Cómo lo trata Loudsmith

En el paso Filtro puedes cambiar entre un diseño pasivo con componentes y el filtrado activo con un módulo Hypex. Con el filtro pasivo, la aplicación elige valores del catálogo de la tienda, incluida la resistencia de las bobinas, y muestra el esquema y la respuesta resultante. Con el activo, diseña filtros, retardo, ganancia y polaridad para cada canal y genera los archivos FIR para cargar en el amplificador. Ambas opciones usan el mismo modelo de caja, así que puedes comparar sus resultados directamente.

El modelo es una estimación. Tanto con filtro pasivo como activo, obtendrás el mejor resultado si mides los drivers en la caja terminada y cargas las mediciones FRD y ZMA en la aplicación.