Potenza dell'ampli 2 di 2
Esempi
Consideriamo un ambiente di ascolto medio, in accordo a quanto specificato dall' IEC (IEC Standard Listening Room, con dimensioni 6.7 m per 4.1 m, altezza 2,8 m, con tempo di riverberazione di 0.34 s, che vuol dire un coefficiente di assorbimento medio uguale a 0.32), con un ascoltatore posto a 4 m di distanza dai diffusori; vogliamo un livello di pressione sonora di 90 dB nel punto in cui e' situato l'ascoltatore.
Con le formule descritte in appendice, si ottengono i seguenti risultati:
Sensibilita' Diffusori (SPL/W/m) Potenza Richiesta (Watt)
85 714
90 226
95 71
100 22
Livello sonoro richiesto a 4 m di distanza dalla sorgente = 90 dB, ambiente con coefficiente di assorbimento medio a = 0.32
Dalla tabella si nota come la sensibilita' dei diffusori utilizzati influenzi pesantemente la potenza richiesta all'amplificatore.
Naturalmente valori ben diversi di potenza si ottengono se ci si accontenta di avere una pressione acustica di 80 dB, come evidenziato nella tabella qui di seguito.
Sensibilita' Diffusori (SPL/W/m) Potenza Richiesta (Watt)
85 71
90 23
95 7.1
100 2.2
Livello sonoro richiesto a 4 m di distanza dalla sorgente = 80 dB, ambiente con coefficiente di assorbimento medio a = 0.32
Considerando un ambiente con coefficienti di assorbimento piu' bassi, cioe' con meno tende, tappeti, divani, ecc. possiamo analizzare cosa succede se il coefficiente di assorbimento medio e' uguale a 0.12 anziche' 0.32. Si ottengono i seguenti risultati:
Sensibilita' Diffusori (SPL/W/m) Potenza Richiesta (Watt)
85 474
90 150
95 47
100 15
Livello sonoro richiesto a 4 m di distanza dalla sorgente = 90 dB, ambiente con coefficiente di assorbimento medio a = 0.12
Anche in questo caso, se ci si accontenta di avere una pressione acustica di 80 dB, si ha una notevole riduzione di potenza necessaria, come evidenziato nella tabella che segue.
Sensibilita' Diffusori (SPL/W/m) Potenza Richiesta (Watt)
85 47.4
90 15
95 4.7
100 1.5
Livello sonoro richiesto a 4 m di distanza dalla sorgente = 80 dB, ambiente con coefficiente di assorbimento medio a = 0.12
Da notare anche che il numero di ascoltatori presenti nella stanza ha il suo peso nella determinazione della potenza richiesta. In generale si puo' assumere che dieci ascoltatori richiedono circa il 10% in piu' di potenza all'amplificatore, a parita' di altre condizioni, rispetto al caso di un solo ascoltatore.
Come ultimo esempio, analizziamo il caso in cui l'impianto di amplificazione debba essere installato all'aperto. Come abbiamo visto, in questo caso il solo contributo alla pressione acustica e' quello dovuto all'onda diretta che va dalla sorgente all'ascoltatore; e' quindi verosimile attendersi una richiesta maggiore di potenza, a parita' di condizioni, rispetto al caso di installazione in ambiente chiuso. Le tabelle qui di seguito confermano tali attese, ed indicano i risultati nei casi di livelli di pressione pari a 90 dB e 80 dB rispettivamente.
Sensibilita' Diffusori (SPL/W/m) Potenza Richiesta (Watt)
85 5000
90 1600
95 500
100 160
Livello sonoro richiesto a 4 m di distanza dalla sorgente = 90 dB, in spazio libero
Sensibilita' Diffusori (SPL/W/m) Potenza Richiesta (Watt)
85 500
90 160
95 51
100 16
Livello sonoro richiesto a 4 m di distanza dalla sorgente = 80 dB, in spazio libero
Considerazioni Finali
Da quanto sopra esposto, possiamo cosi' riassumere i passi che devono essere seguiti per la corretta scelta dell'impianto di amplificazione:
� determinare il livello sonoro che si desidera avere nell'ambiente; tale scelta dovrebbe essere guidata dal tipo di musica che si desidera riprodurre.
� Farsi un'idea delle caratteristiche acustiche dell'ambiente in cui si vuole inserire l'impianto di amplificazione. In alternativa assumere i valori medi indicati in questo articolo.
� Usare le formule indicate in appendice (oppure, in alternativa, servirsi delle tabelle fornite nell'articolo, che ripetiamo sono valide solo se il livello di pressione sonora desiderato e' di 80 e 90 dB rispettivamente) per calcolare le caratteristiche dell'amplificatore e dei diffusori acustici; ovviamente questo puo' essere fatto scegliendo un determinato diffusore (quindi fissando la sensibilita') e calcolando di conseguenza la potenza dell'amplificatore, o in alternativa, scegliendo un determinato amplificatore (quindi fissando la potenza) e calcolando la sensibilita' del diffusore richiesta.
Appendice - Formule utili
Qui nel seguito vengono riportate le formule per il calcolo della potenza elettrica che deve essere fornita da un amplificatore (in letteratura essa e' indicata con la sigla inglese EPR) in funzione di:
(a) la pressione sonora richiesta,
(b) la distanza dalla sorgente alla quale si desidera ottenere tale pressione,
(c) le caratteristiche del diffusore (sensibilita' e direttivita')
(d) l' Headroom richiesto
(e) le caratteristiche dell'ambiente, nel caso in cui il sistema di amplificazione deve essere inserito in un ambiente chiuso.
La formula per il caso di installazione dell'impianto all'aperto e' la seguente:
(Term1 - Term2 + Term4 - Term5)/10
EPR = 10
La formula per il caso di installazione in un ambiente chiuso e' la seguente :
(Term1 - Term2 - Term3 + Term4 - Term5)/10
EPR = 10
dove :
EPR = potenza elettrica richiesta all'amplificatore, espressa in Watt
Term1 = Livello di Pressione richiesta (SPL), espresso in dB
Term2 = 20 log(Rr/R1), dove Rr e' la distanza di riferimento (tipicamente 1 m), mentre R1 e' la distanza, espressa in metri, alla quale si desidera il sopracitato livello di pressione
Term3 = 10 log[(Q A + 16 pigreco R1^2) / (Q A + 16 pigreco Rr^2)], dove Q e' la direttivita' del diffusore, mentre A e' il fattore di assorbimento totale dell' ambiente,
A = a1*s1 + a2*s2 +....+an*sn
essendo a1, a2, ..., an i vari coefficienti di assorbimento delle superfici s1, s2,..., sn contenute nell'ambiente
Il fattore di assorbimento totale A e' anche legato al tempo di riverberazione della stanza T60, definito come il tempo necessario affinche un suono si riduca di 60 dB, dalla relazione : T60 = 0.163 V / A, essendo V il volume dell'ambiente.
Term4 = Headroom, che rappresenta la differenza tra valor medio e valore di picco del segnale audio. Per il parlato, il valore assunto tipicamente e' di 10 dB, mentre per la musica il valore tipico e' 20 dB.
Term5 = Sensibilita' del diffusore acustico, espressa in dB/W/m[/I]".
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