Gestione della potenza acustica in un diffusore

[plata]

Ciao a tutti, mi sorge un dubbio riguardante la potenza riprodotta da un qualsiasi diffusore acustico.

Prendiamo come esempio comune un ampli da 70W RMS a 8Ohm e delle casse a 3 vie dichiarate 130W RMS, 8Ohm d'impedenza.
Premesso che i 70W di potenza acustica sono riferiti alla somma di tutte le frequenze riprodotte nello stesso istante (tipo rumore rosa), o piuomeno ad un concerto ricco di strumenti suonanti nello stesso istante.

Le mie domande sono:
1. Se collego l'ampli soltanto al woofer, esso dovrà sostenere 70W massimi o interviene il crossover a ridurla qb, se si di quanto circa?

2. Se l'ampli lo collego a tutte e 3 le vie, la potenza acustica viene matematicamente divisa ai 3 diffusori, quindi 23W per ciascuno o rimane sempre di 70W?

3. Infine, ascoltando musica ricca di bassi ad esempio dance, è possibile mandare in distorsione il woofer già con la manopola a ore 3 (circa a 60W massimi) ed eq flat?

 

[Nordata]

1 - In un programma sonoro di musica "normale" il maggior contenuto energetico è nella gamma media-bassa, la gamma alta fornisce poco contributo alla potenza, pertanto sarà il woofer a sopportare la maggior parte della potenza erogata.

2 - Il crossover divide in base alle frequenze di taglio e quindi il tutto dipende dal già citato contenuto energetico del segnale, come appena scritto la gamma bassa è quella che ne contiene di più.

3 - Ci sono troppe variabili per poter dare una risposta precisa, la posizione della manopola non indica nulla, dipende dalla sensibilità di ingresso dell'ampli, dal livello di uscita della sorgente e dal livello con cui è stato inciso il segnale; il livello effettivo del diffusore dipende dalla sua sensibilità.

Oltre a questo entra in gioco la qualità del woofer, ad esempio l'escursione massima che il cono può sopportare, la dissipazione termica della bobina, la qualità delle sospensioni, bisogna anche vedere quale sia la potenza effettiva sopportabile dal woopfer (non quella pubblicizzata nelle brochure). Ovviamente fondamentale è la qualità del diffusore.

 

[pace830sky]

...Premesso che i 70W di potenza acustica sono riferiti alla somma di tutte le frequenze...

I 70W di potenza elettrica dell'ampli sono un mero parametro che dà conto (se rilevato in condizioni standard) di diversi limiti fisici, dal surriscaldamento dei componenti, alla disponibilità di corrente erogata dallo stadio di alimentazione, alla non linearità di molti componenti circuitali, alla efficacia delle correzioni circuitali al problema della non linearità.

La progettazione degli amplificatori è supportata da molta teoria ma non si può considerare strettamente una scienza esatta, ogni progettista ha il suo bagaglio di esperienze e soprattutto fa molte scelte di compromesso tra soluzioni ideali e vincoli di costo o tecnologici. Altrimenti gli amplificatori sarebbero tutti uguali...

...Se collego l'ampli soltanto al woofer, esso dovrà sostenere 70W massimi o interviene il crossover a ridurla qb...

Se colleghi l'ampli "soltanto al woofer", e lo fai letteralmente, bypassi il crossover. Il quale, comunque, non è un limitatore di potenza.

...la potenza acustica viene matematicamente divisa ai 3 diffusori...

Se il diffusore reale si comportasse come il modello matematico di progetto una nota pura (sinusoidale), nella piena gamma bassa, di 70W, porterebbe tutti i suoi 70W sul solo woofer, e lo stesso accadrebbe per una nota media o acuta rispettivamente sul midrange o sul tweeter. E, con una certa approssimazione, succede veramente.

...è possibile mandare in distorsione il woofer già con la manopola a ore 3 ...

Dalla complessità di fattori citati da Nordata vorrei evidenziare (o forse aggiungere) i fattori esterni:

1) la musica potrebbe essere già distorta già alla sorgente
2) alcune sorgenti danno un segnale più potente di altre (che infatti andrebbe aggiustato sorgente per sorgente per evitare che passando dal TV ad CD si debba ogni volta aggiustare il volume). Il che rafforza il concetto che la posizione della manopola non significa nulla.
3) i segnali digitali possono gestire l'enfasi di una gamma di note (tipicamente i bassi) in modo più efficiente dei circuiti elettronici destinati a gestirli. Se chi ha prodotto quella musica dance ha impostato il basso ad un livello molto più alto delle altre note (non dimentichiamo che "cento volte tanto" in acustica sono "solo" 20 dB in più) ma per il povero ampli è e resta "cento volte tanto") sarà fisiologico che se si imposta il volume sui suoni della gamma media quel basso distorcerà (quasi) dovunque lo si suoni, se si imposta il volume per i bassi la restante musica si sentirà troppo piano (quasi) dovunque la si suoni.

 

[plata]

Grazie dei consigli che apprezzo, ma ci siete girati leggermente intorno, aggiungendo altri aspetti.
Non mi sono ancora chiari però i punti 1 e 2 o meglio la mia domanda è se il 70W rms iniziali si riducono o dividono se riprodotti da più di un altoparlante contemporaneamente

 

[Nordata]

il 70W rms iniziali si riducono o dividono se riprodotti da più di un altoparlante contemporaneamente

Se per "più altoparlanti contemporaneamente" intendi più diffusori, tutti uguali collegati tra di loro, ad esempio per fare musica di sottofondo, allora la risposta è sì, la potenza erogata si dividerà in parti uguali tra tutti i diffusori: 10 diffusori collegati in parallelo (o parallelo/serie) tra di loro e pilotati da un ampli di 70 W riceveranno ognuno 7 W (se sono collegati in modo opportuno).

Se invece ti riferisci ad un gruppo di altoparlanti posti nello stesso diffusore e dopo un crossover allora mi sembra che ti sia già stata data la risposta e senza girarci attorno, proverò a dirlo in forma più stringata: se il contenuto energetico è distribuito in forma "normale" quindi un brano di musica pop senza particolari enfasi o trattamenti, allora la maggior parte del contenuto andrà al woofer, un po' meno al midrange ed ancor meno al tweeter; se invece si registra la musica in modo che vi sia un contenuto uguale per ogni gamma allora sì, ma mi sembra una evenienza ben strana.

Non capisco però a qual fine la tua domanda.

 

[plata]

Grazie, quindi se ho capito bene, con l'ampli collegato a tutti e 3 gli altoparlanti il woofer riceverà meno di 70W (la maggior parte andrà ad esso ed i restanti al mw/tw), ma se collego soltanto il woofer all'ampli (usando i connettori inferiori) riceverà fino a 70W massimi?

Lo chiedo per curiosità o anche per aver notato il woofer delle 5.02 andare in distorsione sbatacchiando leggermente ad ogni ritmo di batteria, a volume ore 9 con eq flat.
Quindi per sorvolare tale "inconveniente" sarebbe da abbinare a un ampli come il mio 70W una cassa da 70W massimi per woofer e non totali, giusto?

 

[Nordata]

NO, se colleghi solo i morsetti inferiori per il woofer non cambia nulla, poichè dopo c'è comunque la sezione del crossover relativa alla gamma bassa, pertanto riceverà la stessa quantità di energia che riceverebbe con tutto collegato, l'unica differenza è che tu non ascolterai il resto della gamma dagli atri due altoparlanti.

Anche se mandassi tutta la gamma al woofer, (collegamento diretto) per lui non cambierebbe molto, la quantità di energia in gamma media e alta è veramente piccola rispetto a quella della gamma bassa, l'unica differenza è che sentiresti un po' di medi e forse un po' di acuti, ma sarebbero sporcati da un po' di intermodulazione, motivo per cui si usano altoparlanti separati.

Ben diverso se inviassi la gamma completa direttamente al tweeter, gli arriverebbe tutta l'energia della gamma bassa, non la riprodurrebbe per limiti fisici, ma la bobina si brucerebbe quasi subito per la troppa corrente che la percorrerà.

Per il tuo problema direi che non devi scegliere un diffusore da 70 W (sono sempre indicazioni ottimistiche) ma uno da 100 o più Watt, specialmente se prediligi ascoltare ad alto livello e musica tipo Dance o simili.

 

[plata]

Come no, è la seconda opzione. Difatti la penso anch'io così, ovvero collegando solo i morsetti inferiori il woofer riceverà tutta la potenza di 70W, anche se il crossover interviene per tagliare le frequenze >100Hz.
Quoto per il tw, ma anche qui c'è il crossover che taglia le freuqenze non riproducibili dal tw.

Per il PM8005 da 70W, forse non mi sono spiegato bene: intendevo dire sarebbe meglio abbinarlo a delle casse acustiche da almeno 60-70W per altoparlante, (e un complessivo di 140-200W dichiarati), in modo da evitare di mandare in distorsione il woofer, essendo possibile che su 70W totali, buona parte come ad esmpio 60W vada al woofer. Se come nel caso delle 5.02, nonostante siano dichairate 120W RMS, i woofer ne supportano soltanto 40W massimi e quindi vanno in distorsione prima dell'ampli e questo ad eq in flat. Con delle casse di maggior potenza o un ampli meno potente tale inconveniente non dovrebbe accadere, giusto?

 

[Nordata]

Ai morsetti arriverà comunque sempre la potenza totale, bisogna vedere cosa arriva ai morsetti dell'altoparlante.

Per il woofer arriverà quasi tutta al potenza.

Però direi che tutto ciò siano cose normali e risapute, se il tuo cruccio o paura è quella di non poter usare tutta la potenza disponibile, l'unica è acquistare dei diffusori che sopportino una potenza superiore, in pratica che siano dichiarati almeno per 150 W, poichè solitamente, se non si tratta di diffusori professionali, quelle dichiarazioni sono sempre molto ottimistiche.

Non ha molta importanza stabile cosa arrivi o meno ai vari altoparlanti.

 

[plata]

No, la mia abitudine è di evitare di mandare in distorsione i drivers per questioni di sicurezza. Mi è capitato in passato che i treccini dei wf delle Tesi 542 si siano staccati per un difetto e penso per la stessa questione.

Quindi concludendo:
caso 1 - ampli connesso ad entrambi i morsetti:avviene che, come dicevi, la maggior parte dei 70W di potenza emessi andranno al wf e al mwf. Il tw i rimanenti. Mettiamo per ipotesi siano 40-60 al wf e 20-30 al tw.
caso 2 - asmpli connesso solo ai morsetti inferiori (quindi il wf non è bypassato, ma suono solo quest'ultimo. La potenza sarà la stessa del caso 1 (40-60W ipotizzati) o in questo tutta la potenza va soltanto al woofer e quindi ci saranno 70W pieni?

 

[Nordata]

E' un limite sicuramente mio che non so spiegarmi.

In tutti i casi ai morsetti del diffusore arriva sempre la stessa potenza, agli altoparlanti arriva una potenza diversa poichè il crossover elimina parte dell'energia disponibile.

Se colleghi solo il woofer a lui arriverà sempre e comunque una parte di energia, non ne arriva di più o di meno, ma sempre la stessa, l'unica differenza è che non essendoci collegati gli altoparlanti delle vie superiori non udrai quella gamma di frequenza.

Si può fare lo stesso discorso con il gruppo midrange/tweeter, se scolleghi il woofer a questi arriverà sempre e comunque la stessa quantità di energia che arrivava prima.

Non fosse così se malauguratamente si staccasse il woofer mentre sta suonando gli altri due si brucerebbero perchè improvvisamente arriverebbe loro tutta quanto la potenza disponibile, invece NO, non arriva come non arrivava prima poichè il filtro la ferma.

Spero che sia chiaro, mi sembra che si stia parlando di questioni lana caprina o peggio.

Se in passato hai avuto problemi con un diffusore i casi sono due:

- amplificatore sottodimensionato a cui veniva richiesta una potenza maggiore, pertanto andava in distorsione, con tutti i danni che ne conseguono ai diffusori.

- diffusore sottodimensionato per la potenza che gli arrivava.

Vedi in quale delle due situazioni ti trovi e prendi gli opportuni provvedimenti.

Comunque in un locale di dimensioni normali (25 m[SUP]2[/SUP]) personalmente raramente arrivo a superare i 25 W di uscita (effettivi e reali, misurati) e ti assicuro che la pressione sonora che si raggiunge non è male.

Certo, se volessi ricreare la pressione sonora di una discoteca o di un concerto rock/metal allora cambierai amplificatore e, sopratutto, diffusori, magari dei bei modelli a tromba, il tutto del settore pro.

 

[plata]

Scusa se sono duro nel capire, ora è più chiaro
Quindi se c'è potenza abbondante in entrata come in questo caso i 70W, essa viene limitata dal crossover per adeguata al tipo di altoparlante, e questo per ogni singolo altoparlante presente nella cassa.

Un'altra cosa che mi sfugge e che volevo capire sin dall'inizio: la potenza di 70W che parte dall'ampli viene moltiplicata per ogni altoparlante o suddivisa per ognuno di essi?

Secondo quanto da te detto, è come se in una cassa avessi 70, 70, 70, ma in realtà ridotta a dei valori ipotetici che per facilità dicamo siano 30, 50, 60. Se fosse vera l'ultima ipotesi non si spiega il fatto che la cassa ricevera ben 140W invece dei 70W emessi dall'ampli.



Dai che ti offro una birra per il tempo dedicato :cincin:

 

[Falchetto]

io però non capisco dove vuoi arrivare
secondo me hai semplicemente trovato il limite del tuo impianto, dove le IL tipicamente hanno un basso poco controllato e quel mara un po' morbido secondo me non aiuta.
io sarei curioso di provare un'altro ampli dalle caratteristiche diverse come l'hegel (anche se qui si sostiene che non dovrebbe cambiare nulla, ma almeno lo scopriamo!).
comunque ti hanno indicato le due possibilità e quindi devi indagare su queste!

l'erogazione della potenza in realtà è cosa assai complessa poiché entra in gioco anche il modulo di impedenza. l'ampli eroga quello che eroga e la cassa con la sua rete crossover se lo ciuccia. tra l'altro non è che se in programma musicale aggiungi più medi poi ti si abbassano i bassi, quindi la cosa a cosa giova?
se avessi la possibilità di provare un cross elettronico e pilotare direttamente ogni singolo altoparlante (senza cross interno) allora sarebbe diverso e potesti sommare le potenze, ma mi pare che non è così!

 

[plata]

Se vuoi fai la prova tu stesso con l'hegel.
Io ho già provato e confrontato il PM8005 copn il PM6005, per me basta e avanza.

Non voglio dilungarmi molto su ste cose, perchè si ha molto da discutere, ma voglio capire le cose per bene e non solamente intuirle Indi voglio arrivare semplicemente all'ultima domanda posta, che cerco di rigirarla nuovamente:

Se l'ampli eroga 70W/Ch in totale, tale potenza va suddivisa per ogni altoparlante presente nella cassa? si/no

(fare un segno sulla risposta corretta)

 

[pace830sky]

NO.

Ciascun altoparlante, in particolari condizioni, potrebbe ricevere tutti i 70W.

Detesto citare un mio precedente intervento, e mi scuso di farlo ora, ma vorrei attirare la tua attenzione sulla parte evidenziata in rosso:

Se il diffusore reale si comportasse come il modello matematico di progetto una nota pura (sinusoidale), nella piena gamma bassa, di 70W, porterebbe tutti i suoi 70W sul solo woofer, e lo stesso accadrebbe per una nota media o acuta rispettivamente sul midrange o sul tweeter. E, con una certa approssimazione, succede veramente.

capisco che una frase come "con una certa approssimazione succede veramente" non è la risposta semplice e diretta che ci si aspetta da un tecnico ma tu stesso hai detto di voler capire, e per capire occorre dominare la complessità, non eluderla con forzature e semplificazioni.

 

[Falchetto]

Se vuoi fai la prova tu stesso con l'hegel.
Io ho già provato e confrontato il PM8005 copn il PM6005, per me basta e avanza.

Non voglio dilungarmi molto su ste cose, perchè si ha molto da discutere, ma voglio capire le cose per bene e non solamente intuirle Indi voglio arrivare semplicemente all'ultima domanda posta, che cerco di rigirarla nuovame..........[CUT]

l'hegel c'è da 80w, simile al tuo mara da 70w ma ha caratteristiche di pilotaggio opposte, ovvero ha un fattore di smorzamento notevolmente alto rispetto al pm8005 che invece è basso.

quindi è solo un metodo per comparare due scuole di pensiero diverse e vedere se questo fa una qualche differenza. bada che non ho detto 'comprare', ma solo 'provare'.

 

[plata]

E possibile che ci sia un picco di qualsiasi frequenza, ciò non è da escludere: un urlo di conseguenza tutta la potenza può andare a favore del wf oppure del tw.
Hai risposto di no alla domanda, ma vuoi dire che quanto il wf ha un picco di 70W, in quel preciso istante tw e mwf si zittiscono perchè la potenza rimanente è 0W. Quindi richiedo: la potenza totale viene attribuita in fette diverse o moltiplicata (e in secondi ridotta dal crossover) ad ogni singola via?

 

[hal999]

Hai risposto di no alla domanda, ma vuoi dire che quanto il wf ha un picco di 70W, in quel preciso istante tw e mwf si zittiscono perchè la potenza rimanente è 0W. Quindi richiedo: la pote..........(e in secondi ridotta dal crossover)[CUT]

La potenza non viene mai ridotta dal crossover, lui lavora solo per la frequenza.

Per quanto riguarda il woofer ti sfuggono due cose MIL e MOL, che sono massimo livello di ingresso e massimo livello di uscita.
Guarda questa recensione delle Indiana Line Tesi 542 che sono i diffusori molto simili a tuoi. La MIL a 40 Hz è di un Watt, a 63 Hz è 55 W e dopo con aumento della frequenza sale più o meno regolarmente. Come la MIL è direttamente collegata alla MOL a 40 Hz puoi avere al massimo 85 dB della SPL con 5% della distorsione. Pertanto anche se scarichi sul tuo woofer i 70 W, nelle basse frequenze lui oltre certi limiti non riesce a andare, come lo hai visto anche te, comincia distorcere e sbattere.

 

[Nordata]

Provo ancora così, poi rinuncio.

I 70 W che citi quando ascolti un brano musicale sono composti da tutta una serie di frequenze, ognuna con il suo livello (ovvero potenza), ad esempio: le frequenze tra 20 e 800 Hz, tutte assieme possono arrivare a generare 45 W, quelle comprese tra 800 e 6000 Hz possono generare 15 W ed infine quella tra 6 KHz e 20 KHz 10 W, chiaro sino a questo punto?

Quando le invii all'ingresso del crossover questo le suddividerà ed a ogni altoparlante arriverà al massimo (in quel momento preciso) la potenza che ho indicato prima, se usi solo il woofer saranno comunque 45 W.

Se riproduci nuovamente lo stesso punto ed aumenti il livello in modo da avere sulla gamma bassa un valore di 70 W il tuo ampli non avrà più riserva per erogare la potenza delle altre due vie e distorcerà (questo capiterà con qualsiasi ampli, di qualsiasi marca e di qualsiasi prezzo).

Se usi un ampli con potenza di uscita maggiore tutto funzionerà nuovamente bene, ma a questo punto può darsi che il livello che arriva ai singoli altoparlanti sia superiore a quanto possono sopportare singolarmente.

 

[pace830sky]

....ma vuoi dire che quanto il wf ha un picco di 70W, in quel preciso istante tw e mwf si zittiscono perchè la potenza rimanente è 0W...

Stai scambiando causa ed effetto.

Se l'autore ha creato un brano con un assolo di contrabasso, finché dura l'assolo suonerà quasi esclusivamente il woofer, se alzi il volume fino alla potenza massima il woofer riceverà la potenza massima. Questo è l'unico caso in cui il woofer prende l'intera potenza.

Se a suonare sono un contrabbasso una tromba ed un campanellino e tutti insieme vengono amplificati fino ad ottenere 70W, per sua natura l'energia di quel segnale sarà composta di un tot di watt per il contrabbasso una altra quota per la tromba ed un'altra per il campanellino. La somma delle tre energie farà 70watt e ciascuna di esse sarà meno di 70.

Tutto questo non lo fa il crossover, è nella natura del suono per come è stato prodotto, accade anche se non c'é nessun crossover, accade anche se sostituisco la cassa con una lampadina (ammesso che si possa fare).