Twitter

Los tweeters de cono tienen el mismo diseño y forma básicos que un woofer, con optimizaciones para funcionar a frecuencias más altas. Las optimizaciones suelen ser:

• un cono muy pequeño y ligero para que pueda moverse rápidamente;
• Materiales para los conos elegidos por su rigidez (por ejemplo, conos cerámicos en la línea de un fabricante), o por sus buenas propiedades de amortiguación (por ejemplo, papel, seda o tela revestida), o ambas cosas;
• una suspensión (o araña) que es más rígida que para otros transductores: se necesita menos flexibilidad para la reproducción de altas frecuencias;
• Bobinas de voz pequeñas (de 3/4 de pulgada es lo habitual) y un cable ligero (fino), lo que también ayuda a que el cono del tweeter se mueva rápidamente.

Los tweeters de cono fueron populares en los altavoces estéreo de alta fidelidad de antaño, diseñados y fabricados en las décadas de 1960 y 1970, como alternativa al tweeter de cúpula (desarrollado a finales de la década de 1950). Hoy en día, los tweeters de cono suelen ser relativamente económicos, pero muchos de los antiguos eran de alta calidad, como los fabricados por Audax/Polydax, Bozak, CTS, JBL, Tonegen y SEAS. Estos tweeters de cono clásicos presentaban una respuesta de frecuencia muy plana, baja distorsión, respuesta transitoria rápida, una baja frecuencia de resonancia y una atenuación suave de las bajas frecuencias, lo que facilitaba el diseño del filtro divisor de frecuencias.

Típicos de las décadas de 1960 y 1970 eran los tweeters de cono CTS con "anillo fenólico", que presentaban una respuesta plana de 2000 a 15 000  Hz, baja distorsión y una rápida respuesta transitoria. El tweeter CTS con "anillo fenólico" recibe su nombre del anillo de suspensión de color naranja que posee, fabricado en resina fenólica. Se utilizaba en muchos modelos de altavoces clásicos de gran prestigio y era una unidad de precio medio.

Los tweeters de cono tienen una dispersión más estrecha, similar a la de los woofers de cono. Por ello, muchos diseñadores creían que esto los convertía en la combinación perfecta para los altavoces de rango medio y woofers de cono, permitiendo una excelente imagen estéreo. Sin embargo, el punto óptimo de escucha, creado por la dispersión estrecha de los tweeters de cono, es reducido. Los altavoces con tweeters de cono ofrecían la mejor imagen estéreo cuando se colocaban en las esquinas de la habitación, una práctica común en las décadas de 1950, 1960 y principios de 1970.

Durante las décadas de 1970 y 1980, la popularización de discos audiófilos de alta calidad y la llegada del CD provocaron la pérdida de popularidad de los tweeters de cono, ya que estos rara vez superan los 15  kHz. Los audiófilos consideraban que los tweeters de cono carecían de la claridad y la nitidez de los tweeters de cúpula u otros tipos. No obstante, muchos tweeters de cono de gama alta se siguieron fabricando de forma limitada por marcas como Audax, JBL y SEAS hasta mediados de la década de 1980.

Los tweeters de cono se utilizan raramente en los sistemas de alta fidelidad modernos y se ven habitualmente en aplicaciones de bajo coste, como altavoces de fábrica para automóviles, sistemas estéreo compactos y radiocasetes portátiles. Algunos fabricantes de altavoces de alta gama han vuelto recientemente a los tweeters de cono de gama alta, especialmente a las recreaciones de los modelos de anillo fenólico de CTS, para crear un producto con sonido clásico.

Un tweeter de cúpula se construye uniendo una bobina móvil a una cúpula (hecha de tela tejida, metal delgado u otro material adecuado), la cual se fija al imán o a la placa superior mediante una suspensión de baja elasticidad. Estos tweeters generalmente no tienen marco ni cesta, sino una simple placa frontal unida al conjunto del imán. Los tweeters de cúpula se clasifican según el diámetro de su bobina móvil, que varía entre 19  mm (0,75  pulgadas) y 38  mm (1,5  pulgadas). La gran mayoría de los tweeters de cúpula que se utilizan actualmente en altavoces de alta fidelidad tienen un diámetro de 25  mm (1 pulgada). 

Una variante es el radiador anular, en el que la suspensión del cono o la cúpula se convierte en el principal elemento radiante. Estos tweeters presentan características de directividad diferentes en comparación con los tweeters de cúpula estándar.

Un tweeter piezoeléctrico (o piezoeléctrico) contiene un cristal piezoeléctrico acoplado a un diafragma mecánico. Se aplica una señal de audio al cristal, que responde flexionándose en proporción al voltaje aplicado a través de sus superficies, convirtiendo así la energía eléctrica en energía mecánica.

La conversión de pulsos eléctricos en vibraciones mecánicas y la posterior conversión de estas vibraciones mecánicas en energía eléctrica constituyen la base de las pruebas ultrasónicas. El elemento activo es el componente principal del transductor, ya que convierte la energía eléctrica en energía acústica y viceversa. Este elemento activo consiste básicamente en un material polarizado (es decir, algunas partes de la molécula tienen carga positiva, mientras que otras tienen carga negativa) con electrodos conectados a dos de sus caras opuestas. Al aplicar un campo eléctrico al material, las moléculas polarizadas se alinean con dicho campo, generando dipolos inducidos en la estructura molecular o cristalina del material. Esta alineación molecular provoca un cambio en las dimensiones del material. Este fenómeno se conoce como electroestricción . Además, un material permanentemente polarizado, como el cuarzo (SiO₂ ₎ o el titanato de bario (BaTiO₃ ₎ , produce un campo eléctrico cuando sus dimensiones cambian como resultado de una fuerza mecánica aplicada. Este fenómeno se conoce como efecto piezoeléctrico .

Los tweeters piezoeléctricos rara vez se utilizan en audio de alta gama debido a su baja fidelidad, aunque sí se incluyeron en algunos diseños de alta gama de finales de los 70, como el Celef PE1, donde se empleaban como supertweeter en combinación con un tweeter de cúpula convencional. Suelen utilizarse en juguetes, zumbadores, alarmas, cajas acústicas para bajo, altavoces económicos para ordenador o estéreo y bocinas de megafonía.

Un tweeter de cinta utiliza un diafragma muy delgado (a menudo de aluminio o, en ocasiones, de película plástica metalizada) que soporta una bobina plana, frecuentemente fabricada mediante la deposición de vapor de aluminio, suspendida en un potente campo magnético (generalmente proporcionado por imanes de neodimio ) para reproducir altas frecuencias. El desarrollo de los tweeters de cinta ha seguido, en líneas generales, el desarrollo de los micrófonos de cinta . La cinta es de un material muy ligero, lo que le permite una aceleración muy alta y una respuesta de alta frecuencia extendida. Tradicionalmente, las cintas no han sido capaces de ofrecer una alta potencia de salida (la principal razón son los grandes espacios entre los imanes que provocan un acoplamiento magnético deficiente). Sin embargo, las versiones de mayor potencia de los tweeters de cinta se están volviendo comunes en los sistemas de arreglo lineal de refuerzo de sonido a gran escala, que pueden atender a audiencias de miles de personas. Son atractivos en estas aplicaciones, ya que casi todos los tweeters de cinta presentan inherentemente propiedades direccionales útiles, con una dispersión horizontal (cobertura) muy amplia y una dispersión vertical muy reducida. Estos transductores se pueden apilar fácilmente en vertical, creando un arreglo lineal de alta frecuencia que produce altos niveles de presión sonora mucho más lejos de la ubicación de los altavoces que los tweeters convencionales.

Algunos diseñadores de altavoces utilizan tweeters magnéticos planares, a veces denominados cuasi-cinta. Estos tweeters suelen ser menos costosos que los tweeters de cinta tradicionales, pero no son exactamente equivalentes, ya que la cinta de lámina metálica es más ligera que el diafragma y las estructuras magnéticas son diferentes. Generalmente se utiliza una fina lámina de PET o plástico con un hilo de bobina móvil que se extiende verticalmente varias veces sobre el material. La estructura magnética es menos costosa que la de los tweeters de cinta.

Un tweeter electrostático funciona según los mismos principios que un altavoz electrostático de rango completo o unos auriculares electrostáticos. Este tipo de altavoz utiliza un diafragma delgado (generalmente de plástico, normalmente de película de PET ), con un revestimiento conductor fino, suspendido entre dos pantallas o láminas metálicas perforadas, denominadas estatores.

La salida del amplificador de excitación se aplica al primario de un transformador elevador con un secundario con toma central, y se aplica un voltaje muy alto —de varios cientos a varios miles de voltios— entre la toma central del transformador y el diafragma. Los amplificadores electrostáticos de este tipo necesariamente incluyen una fuente de alimentación de alto voltaje para proporcionar el voltaje utilizado. Los estatores se conectan a los terminales restantes del transformador. Cuando se aplica una señal de audio al primario del transformador, los estatores se excitan eléctricamente con un desfase de 180 grados, atrayendo y repeliendo alternativamente el diafragma.

Una forma poco común de alimentar un altavoz electrostático sin transformador consiste en conectar las placas de un amplificador de válvulas push-pull directamente a los estatores, y la fuente de alimentación de alto voltaje entre el diafragma y tierra.

Los transductores electrostáticos presentan una distorsión armónica de orden par reducida gracias a su diseño push-pull. Además, tienen una distorsión de fase mínima. Este diseño es bastante antiguo (las patentes originales datan de la década de 1930), pero ocupa un segmento muy pequeño del mercado debido a sus altos costos, baja eficiencia, gran tamaño para diseños de rango completo y fragilidad.

El tweeter Air Motion Transformer funciona expulsando el aire perpendicularmente desde el diafragma plisado. Este diafragma está formado por pliegues de película (normalmente PET) alrededor de soportes de aluminio, mantenidos en un campo magnético intenso. En décadas pasadas, ESS de California fabricó una serie de altavoces híbridos que utilizaban estos tweeters, junto con woofers convencionales, denominándolos transductores Heil en honor a su inventor, Oskar Heil . Estos transductores son capaces de alcanzar niveles de salida considerables y son bastante más robustos que los electrostáticos o de cinta, aunque comparten elementos móviles de baja masa.

La mayoría de los transductores AMT que se utilizan actualmente tienen una eficiencia y una respuesta en frecuencia similares a los diseños originales de Oskar Heil de la década de 1970.

Un tweeter de bocina es cualquiera de los tweeters mencionados anteriormente acoplado a una estructura acampanada o de bocina . Las bocinas se utilizan con dos propósitos: controlar la dispersión y acoplar el diafragma del tweeter al aire para una mayor eficiencia. En ambos casos, el tweeter se suele denominar driver de compresión y es bastante diferente de los tipos de tweeters más comunes (véase más arriba). Si se utiliza correctamente, una bocina mejora la respuesta fuera del eje del tweeter al controlar (es decir, reducir) su directividad. También puede mejorar la eficiencia del tweeter al acoplar la impedancia acústica relativamente alta del driver a la impedancia más baja del aire. Cuanto mayor sea la bocina, menores serán las frecuencias a las que puede funcionar, ya que las bocinas grandes proporcionan acoplamiento al aire a frecuencias más bajas. Existen diferentes tipos de bocinas, incluidas las radiales y las de directividad constante (CD). Los tweeters de bocina pueden tener una firma sonora algo diferente a la de los tweeters de cúpula simples. Las bocinas mal diseñadas o con un crossover incorrecto presentan problemas predecibles en la precisión de su salida y en la carga que presentan al amplificador. Quizás preocupados por la imagen de bocinas mal diseñadas, algunos fabricantes utilizan tweeters con carga de bocina, pero evitan usar el término. Sus eufemismos incluyen "apertura elíptica", "semibocina" y "directividad controlada". Sin embargo, estas son, en esencia, una forma de carga de bocina.

Debido a que el gas ionizado tiene carga eléctrica y, por lo tanto, puede manipularse mediante un campo eléctrico variable, es posible utilizar una pequeña esfera de plasma como tweeter. Estos tweeters se denominan tweeters de plasma o tweeters iónicos. Pueden ser más complejos que otros tweeters (la generación de plasma no es necesaria en otros tipos), pero ofrecen la ventaja de que la masa móvil es óptimamente baja, si no prácticamente nula, y por lo tanto, muy sensible a la señal de entrada. Los primeros modelos de estos tweeters no eran capaces de alcanzar una alta potencia de salida, ni de reproducir frecuencias superiores a las muy altas, por lo que suelen utilizarse en la garganta de una bocina para controlar los niveles de salida utilizables. Una desventaja es que el arco de plasma puede producir ozono y NOx , gases tóxicos , en pequeñas cantidades como subproducto. Debido a esto, los altavoces Magnat "magnasphere" de fabricación alemana fueron prohibidos en Estados Unidos en la década de 1980. Cualquier diseño moderno utiliza catalizadores para reducir la emisión de gases a cantidades insignificantes.

En el pasado, el fabricante dominante en EE. UU. era DuKane, cerca de San Luis, que fabricaba el Ionovac; también se vendía una variante en el Reino Unido como Ionophone. Electro-Voice fabricó un modelo durante un breve período bajo licencia junto con DuKane, del inventor Siegfried Klein. Estos primeros modelos eran delicados y requerían el reemplazo regular de la celda donde se generaba el plasma (la unidad de DuKane utilizaba una celda de cuarzo mecanizada con precisión). Como resultado, eran unidades costosas en comparación con otros diseños. Quienes han escuchado los Ionovac informan que, en un sistema de altavoces bien diseñado, los agudos eran "etéreos" y muy detallados, aunque no era posible obtener una alta potencia.

En la década de 1980, el altavoz Plasmatronics también utilizaba un tweeter de plasma, aunque el fabricante no se mantuvo en el mercado por mucho tiempo y se vendieron muy pocas de estas complejas unidades.