Cosa aspettarsi da un woofer

[MarioBon]

Mario, la SD da dove la calcoli ? dal centro sospensione/centro sospensione o dal diaframma netto dell'altoparlante ? (avevo letto diverse interpretazioni)

Di norma si misura a metà della larghezza della sospensione esterna.
Esiste un modo più scientifico:

- si monta il woofer in cassa chiusa
- si dota la cassa chiusa di un dispositivo che misuri la variazione di volume (per esempio una siringa)
- si produce uno spostamento noto del diaframma (per esempio di 2 mm)
- di legge la variazione di volume
- di divise la variazione di volume per lo spostamento applicato.
Con questo sistema si misura anche BL (ovvero quanta corrente serve per spostare il diaframma di 2 mm).

Oppure (anche se è meno preciso):
si misura la frequenza di risonanza in aria e in cassa chiusa, si ricava VAS e si risale a SD (noti per esempio la frequenza di risonanza e la massa del diaframma).

[MarioBon]

è altrettanto vero che dati due membrane di materiale uguale "distorcerà" più facilmente quello più grande, a parità di diametro bobina mobile, leggi break-up.

...se invece il materiale è "solido" (break-up contenute) l'altoparlante più grande (e con minore escursione) produrrà meno back-emf
Quante variabili!

Produrrà meno back emf solo a parità di massa mobile, nonché di elasticità delle sospensioni.
Ma un ap più grande notoriamente ha anche una maggior massa mobile, quindi le back emf saranno sì ridotte dal regime piu statico, ma anche aumentate dal maggior carico "inerziale".

ti devo correggere: a parità di SPL prodotto.

[MarioBon]

Molto, molto interessante.
Condivido quanto scrivete ed aggiungo una mia personale curiosità.
Cerco di restare entro gli esempi citati per semplicità.
C'è differenza nell'usare un woofer (midwoofer?) da 5" alla propria xmax di 6.5mm rispetto ad un woofer da 10" alla propria xmax di 7mm?
Per fare un esempio che ai miei occhi è lampante: la sospensione del 5" stirata di 6.5mm subirà una variazione della propria costante elastica paragonabile alla sospensione del 10" la cui sospensione venga stirata di 7mm? Lo spider? Pur non andando a sbattere da nessuna parte, la bobina del 5 subirà una variazione della fem paragonabile a quella del 10"?
In altre parole, conta il Vd in quanto tale o conta (anche) il rapporto tra i fattori che lo compongono?

Dipende. Una cosa è lo spostamento Xmax (cosiddetto lineare) un'altra cosa è il massimo spostamento meccanico Xmec.
Se il woofer da 5" ha Xmax=6.5 e Xmec=13 è sicuramente meglio di un 10" con Xmax=7 e Xmec=8. La sospensione esterna (rim) in teoria non dovrebbe essere elastico ma solo resilente.
Nei grossi woofer deve essere necessariamente anche elastico. La funzione del rim è contenere l'aria. Poi deve fare anche altre cose tipo smorzare i modi del cono (rocking) e questo si vede bene confrontando un rim in foam (leggero e poco smorzante) e uno in gomma (pesante ma molto smorzante). In questo modo il rim diventa importante nella riproduzione della gamma media.

Esistono anche soluzioni tecniche diverse più o meno adatte ad uno specifico scopo. Per esempio il motore può essere:
overhung (con la bobina più alta del traferro, più adatto ai woofer)
underhung (con la bobina più bassa del traferro, più adatto ai midrange)
Un diaframma può essere in carta (break-up in gamma media, effetto coincidenza a 700-800 Hz) o in alluminio (break-up a frequenze più alte). Uno spider può essere singolo o doppio o doppio in push-pull. Ci possono essere anelli di stabilizzazione del flusso e traferri sagomati (Scanspeak SD1 e SD2, Seas Excel, JBL, ecc.).
Detto ciò la tabella dice cosa ci si può aspettare "al massimo" da un woofer con un certo diametro e un certo spostamento Xmax. Poi ci saranno woofer che distorcono più o meno a seconda di come sono realizzati.

[Palfe]

... Una regola: per ogni dimezzamento della frequenza, per mantenere lo stesso SPL, lo spostamento volumetrico deve quadruplicare. Questo significa che se un certo altoparlante produce 100 dB a 60 Hz, a 30 Hz ne produce 12 di meno (in cassa chiusa)...

Mario, considerando i 2 woofer delle Opera Quinta 2014 quale dovrebbe essere il valore SPL_db ?
Tu, poi, fai riferimento alla cassa chiusa ma dunque a diffusori in sospensione pneumatica?

[MarioBon]

Faccio riferimento alla cassa chiusa perché un reflex può essere accordato in molti modi e la riduzione dello spostamento è limitata ad una banda di frequenze abbastanza ristretta seppur molto significativa. Diciamo che preferisco valutare le prestazioni in cassa chiusa e tenermi i vantaggi del reflex come "riserva".

Per quanto riguarda l'opera Quinta (2011 in cassa chiusa) si vede direttamente qui:
http://www.mariobon.com/prove/_O_Quinta ... 011_AR.pdf
La versione 2014 con il reflex un po' meglio della 2011 (ma se chiudi i condotti resta uguale alla 2011).

[Palfe]

Grazie Mario.

[TomCapraro]

Di norma si misura a metà della larghezza della sospensione esterna.

Alla fine, matematicamente, tutto si riconduce verso una congruenza pratica.

Se prendo il riferimento tra la metà della sospensione ottengo (per la dimensione dei woofer che utilizzo) esattamente 33cm di diametro, quidi una SD di circa 855.
Essendo due woofer per ogni diffusore la SD si porta a 1710.
Ad occhio e croce il woofer avrà (sicuramente) una Xmax di min.14mm, quindi lo spostamento volumetrico raggiungerebbe i 23.940/10000= 2,394 Lt.
A 60hz produrranno "molti dB" (non ho controllato) e a 30hz (basse in generale) verrebbero aiutati dal fattore di direttività (posizione ad angolo)

Tutto questo si traduce in un comparto delle frequenze bassissime fluido e con tassi di distorsione molto contenuti.
A 30hz, con un segnale sinusoidale e 100dB di SPL, si supera di poco l'1% di distorsione, valore che ritengo ottimo.

[fab0]

Fermo restando che a mio avviso il concetto è molto meno "bianco o nero" di quanto possa sembrare,
inviterei a fare un ragionamento simile a quello fatto per la compressione termica ed il significato del tutto opinabile di potenza nominale ed escursione "lineare".
Rimanendo nel confortevole modello dei piccoli segnali, riporto un foglio di calcolo dal sito di Linkwitz http://www.linkwitzlab.com/closed-box1.xls

EDIT:
aggiungo
http://www.linkwitzlab.com/spl_max1.xls

[MarioBon]

Di norma si misura a metà della larghezza della sospensione esterna.

Alla fine, matematicamente, tutto si riconduce verso una congruenza pratica.

Se prendo il riferimento tra la metà della sospensione ottengo (per la dimensione dei woofer che utilizzo) esattamente 33cm di diametro, quidi una SD di circa 855.
Essendo due woofer per ogni diffusore la SD si porta a 1710.
Ad occhio e croce il woofer avrà (sicuramente) una Xmax di min.14mm, quindi lo spostamento volumetrico raggiungerebbe i 23.940/10000= 2,394 Lt.
A 60hz produrranno "molti dB" (non ho controllato) e a 30hz (basse in generale) verrebbero aiutati dal fattore di direttività (posizione ad angolo)

Tutto questo si traduce in un comparto delle frequenze bassissime fluido e con tassi di distorsione molto contenuti.
A 30hz, con un segnale sinusoidale e 100dB di SPL, si supera di poco l'1% di distorsione, valore che ritengo ottimo.

per ragiungere 100 dB a 30Hz serve un woofer da 15" (SD=855 cm2) con 6.9 mm di Xmax (13.8 mm pk-pk) quindi ci sei dentro alla grande.

[MarioBon]

Fermo restando che a mio avviso il concetto è molto meno "bianco o nero" di quanto possa sembrare,
inviterei a fare un ragionamento simile a quello fatto per la compressione termica ed il significato del tutto opinabile di potenza nominale ed escursione "lineare".
Rimanendo nel confortevole modello dei piccoli segnali, riporto un foglio di calcolo dal sito di Linkwitz http://www.linkwitzlab.com/closed-box1.xls

EDIT:
aggiungo
http://www.linkwitzlab.com/spl_max1.xls

Considerato che la distorsione del woofer di Tom è dell'1% di seconda armonica (con le altre armoniche a valori inferiori) mi sembra che non siamo troppo distanti dalla condizione di "piccoli segnali".
Il concetto di "escursione lineare" finisce di essere opinabile nel momento in cui si fissano dei limiti.
Per esempio si può dire che il funzionamento lineare finisce quando la distorsione armonica supera lo 0.1%, lo 0.32 o l'1% (o quello che si vuole).
Oppure usare altri criteri (io per esempio faccio riferimento alla distorsione integrale che tiene in maggior conto l'intermodulazione). Basta mettersi d'accordo.
Il criterio comunque, trattandosi si riproduzione audio, dovrebbe far riferimento alla udibilità della distorsione.