Dimensionamento cavi per diffusori passivi - sezione cavi

Cavi di Alimentazione, Segnale e Potenza
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superdeath1978
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Re: Dimensionamento cavi per diffusori passivi - sezione cav

#11 Messaggio da superdeath1978 »

MarioBon ha scritto:L'impedenza di uscita dell'ampli si deduce dal fattore di smorzamento che è definito come:

FS = 8/Zampli (dove 8 è l'impedenza teorica si 8 ohm del carico assunto come riferimento)

quindi Zampli = 8/FS

In teoria il fattore di smorzamento dovrebbe essere infinito (Zampli =0 ohm). Il valore minimo FS vene generalmente indicato pari a 20 (Zamp=0.4 ohm).

Valori tipici per gli amplificatori a stato solido vanno da 20 a oltre 100 (quindi Zampli va da 0.4 ohm a 0.08 ohm). In genere più il fattore di smorzamento è alto e più l'ampli è retroazionato.

Per ampli a valvole il fattore di smorzamento è più alto e parte da 4 (monotriodo non retroazionato) a salire fino a 10 o poco più. Dato che gli ampli a valvole sono in genere poco retroazionati il fattore di smorzamento è generalmente basso.

Gli ampli a valvole OTL funzionano come generatori di corrente e il fattore di smorzamento dovrebbe essere teoricamente nullo (impedenza di uscita infinita). Tipicamente è minore di uno.
Richiedono diffusori acustici con impedenza costante o progettati ad hoc.

Senza fare tanti calcoli basta orientarsi verso cavi con conduttori di sezione compresa tra AWG 10 e AWG 12 (sezione del singolo conduttore tra 5.2 e 3.3 millimetri quadri).
Grazie mille :) ho imparato una cosa nuova...quindi è semplice....nei classe D in pratica è bassissima perché hanno un F.S.altissimo oltre i 500 (il mio hypex da 8.0 per subwoofer è intorno a 1000 se non ricordo male..vado a memoria )
Marco Chiarini
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Coltr@ne
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Re: Dimensionamento cavi per diffusori passivi - sezione cav

#12 Messaggio da Coltr@ne »

MarioBon ha scritto:L'impedenza di uscita dell'ampli si deduce dal fattore di smorzamento che è definito come:

FS = 8/Zampli (dove 8 è l'impedenza teorica si 8 ohm del carico assunto come riferimento)

quindi Zampli = 8/FS
Scusa la domanda scema, un diffusore ha impedenza che cambia con la frequenza, quindi cosa e come varia con la frequenza, il fattore di smorzamento o l'impedenza di uscita dell' ampli o tutte e due, oppure non ci ho capito niente?
Ne segue che due individui diversi di fronte alla stessa sorgente sonora non sentono la stessa cosa. Nemmeno la stessa persona, di fronte alla ripetizione dello stesso messaggio, sente due volte la stessa cosa.
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MarioBon
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Re: Dimensionamento cavi per diffusori passivi - sezione cav

#13 Messaggio da MarioBon »

Coltr@ne ha scritto:
MarioBon ha scritto:L'impedenza di uscita dell'ampli si deduce dal fattore di smorzamento che è definito come:

FS = 8/Zampli (dove 8 è l'impedenza teorica si 8 ohm del carico assunto come riferimento)

quindi Zampli = 8/FS
Scusa la domanda scema, un diffusore ha impedenza che cambia con la frequenza, quindi cosa e come varia con la frequenza, il fattore di smorzamento o l'impedenza di uscita dell' ampli o tutte e due, oppure non ci ho capito niente?
La domada non è affatto scema. Quello che cambia è la risposta in frequenza dei diffusori. Il problema è quanto cambia e la risposta: poco se FS è alto, tanto se FS è basso.
Per un monotriodo non controreazionato le variazioni sulla risposta in frequenza del diffusore possono arrivare a 3 dB(quindi molto importanti e assolutamente ben udibili).

Il fattore di smorzamento riguarda l'amplificatore. Per essere rigorosi dobbiamo definire il fattore di smorzamento come (8 è l'impedenza costante di riferimento):

FS(jw)= 8/Zamp(jw)

mettendo in evidenza che Zamp dipende dalla frequenza e che FS, di conseguenza, dipende dalla frequenza (Audio Review misura FS a 100, 1000 e 10000 Hz).
La tensione ai morsetti del diffusore acustico con impedenza Z(jw) sarà:

V(jw)= Z(jw)/(Zmp(jw)+ Z(jw)) per Zamp(jw)=0 -> Z(jw)/ Z(jw)) = 1

si capisce che se Zamp(jw) è nulla (caso ideale) V(jw) diventa pari a 1 e non dipende più dalla frequenza. In questo caso la risposta in frequenza del diffusore è quella voluta dal progettista. Più il fattore di smorzamento è piccolo più V(jw) si avvicina all'unità. Nella pratica ci si accontenta di un FS minimo da 20 in su (costante o poco variabile con la frequenza).
In questo ragionamento il cavo viene considerato parte dell'amplificatore e quindi anche l'impedenza del cavo deve essere minima (perché si somma all'impedenza di uscita dell'ampli).
Per andar bene l'impedenza del cavo dovrebbe essere molto minore dell'impedenza di uscita dell'amplificatore.
Quindi il fattore di smorzamento è un dato che se è alto (tipo 50 o più) non ci deve preoccupare mentre se è minore di 20 deve indurci a provare l'amplificatore con i nostri diffusori perché potrebbero esserci delle variazioni sensibili (a volte gradevoli, a volte no).
A maggior ragione se è minore di 10.
Da questo discorso si evince anche che l'impedenza dei cavi ha una importanza diversa quando FS è alto (importante) o basso (meno importante).
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Re: Dimensionamento cavi per diffusori passivi - sezione cav

#14 Messaggio da MarioBon »

Immagine
In nero: Tensione all'uscita dell'amplificatore senza carico (carico infinito)
In verde: Tensione all'uscita dell'amplificatore con diffusore collegato
In Arancio: come la verde ma l'impedenza del diffusore è stata compensata alle alte frequenze
Con l'impedenza compensata l'amplificatore vede una impedenza quasi indipendente dalla frequenza da 400 Hz in su.
L'amplificatore di questo esempio è un monotriodo con fattore di smorzamento pari a 4.8.
Il segnale è rumore rosa da 32 a 16kHz.
L'attenuazione sfiora i 4 dB a 200 Hz.
A questo punto ci si può anche chiedere perché pilotare un diffusore ad alta efficienza con un amplificatore a valvole di piccola potenza (e poca retroazione) per poi buttare 4 dB di sensibilità pagata a caro prezzo. Meglio un buon amplificatore a stato solido (di potenza doppia) e un diffusore con 3 dB in meno di sensibilità (quindi più piccolo o che scende più in basso).
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Re: Dimensionamento cavi per diffusori passivi - sezione cav

#15 Messaggio da MarioBon »

Un'ultima considerazione sulla potenza che viene dissipata dal cavo (potenza persa).
Consideriamo 3 metri di cavo AWG 10 (sezione 5.2 millimetri quadri, Resistività 3.38 ohm/km)
Consideriamo un diffusore "ostico" con un minimo a 2.5 ohm a 250 Hz.
Prepariamo un segnale sinusoidale a 250 Hz con ampiezza di picco di 40 Volt. In questo modo stiamo erogando sul carico 100 Watt continui.
Il carico visto dall'amplificatore è di 3.38x6/1000 ohm + 2.5 ohm = 0.020+2.5 = 2.520 ohm
La tensione di picco è 40 Volt quindi la corrente di Picco vale 40/2.52 = 15.87 Ampere
La potenza dissipata nel cavo vale 15.87x15.87x0.02x0.5= 2.52 Watt continui.
La perdita di sensibilità causata dal cavo è di 0.07 dB.

Supponiamo ora che il diffusore presenti 8 ohm di impedenza:
Il carico visto dall'amplificatore è di 3.38x6/1000 ohm + 8ohm = 0.020+8 = 8.020 ohm
La tensione di picco è 40 Volt quindi la corrente di Picco vale 40/8.02 = 4.98 Ampere
La potenza dissipata nel cavo vale 4.98x4.98x0.02x0.5= 0.248 Watt continui.
La perdita di sensibilità causata dal cavo è di 0.021 dB.

Quindi con 3 metri di AWG 10 la perdita di sensibilità e la potenza dissipata dal cavo sono adatte a pilotare carchi a partire da 2.5 ohm con perdite inferiore a 0.1 dB.

Se questo cavo fosse utilizzato con l'amplificatore dell'esempio precedente il suo contributo sarebbe ampiamente trascurabile. Quindi è il cavo giusto da adoperare.
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Re: Dimensionamento cavi per diffusori passivi - sezione cav

#16 Messaggio da superdeath1978 »

Grazie mille per le spiegazioni :) è uscito fuori un 3d formativo
Marco Chiarini
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