Calcolo Potenza, Rendimento, SPL e direttività (cc)

[MarioBon]

Questa utilità consente di stimare, a partire dai dati essenziali del sistema di altoparlanti e dell'ambiente, la potenza necessaria all'amplificatore per ottenere un certo livello SPL, L'SPL del campo diretto e riflesso e di stimare fattore e l'indice di direttività.
Chi fosse interessato me lo può richiedere scrivendo a mario@mariobon.com specificando il nick che usa in questo forum. Il programma è gratuito. Funziona in ambiete Windows e non necessita installazione.

[MarioBon]

Il primo dato è la temperatuta ambientale (ma si può anche inserire la temperatura della bobina mobile per vedere cosa succede). Per l'uso "normale" lasciare la temperatura a 20°.
Il secondo dato è l'impedenza del sistema di altoparlanti. Per ottenere una stima migliore conviene inserire il minimo modulo dell'impedenza (si trova nelle prove effettuate dalle riviste).
Se un sistema presenta
un minimo di 3.2 Ohm e si inserisce 4 ohm si commette un errore di un dB
un minimo di 3.2 Ohm e si inserisce 8 ohm si commette un errore di tre dB
un minimo di 6 Ohm e si inserisce 8 ohm si commette un errore di 1.2 dB
Quindi questo è un dato importante che introduce una certa approssimazione.
Il quarto dato è l'indice di direttività.
Per valutare la potenza necessaria per un sistema di altoparlanti a radiazione diretta si può porre Q=2. Chi possiede un sistema a tromba inserirà il fattore di direttività della sua tromba.
Chi non ha idea di cosa fare può consultare il menù Q e ottenere delle indicazioni.
Per quanto riguarda l'ambiente è richiesta la distanza del punto di ascolto, la cubatura e il tempo di riverberazione. Per un ambiente "normale" il tempo di riverberazione vale:
0.3 secondi => ambiente molto sordo (fino a 100 metri cubi)
0.5 secondi => ambiente ideale (fino a 100 metri cubi)
0.7 secondi => ambiente medio (fino a 100 metri cubi)
1 secondo => ambiente "vivo" (o con volume superiore a 100 metri cubi)
Per gli ambienti più vasti è tollerato un tempo di riverberazione superiore.
Il tempo di riverberzione influisce sul livello del campo riverberato.
Il terzo dato è la sensibilità del sistema di altoparlanti espressa in dB. Questo è il dato normalmente dichiarato dai produttori e misurato dalle riviste.

"giocate" con queste impostazioni facendo attenzione a cosa duccede al campo dirette, al campo riflesso ed alla somma diretto+riflesso (che è quella che "si sente")
Incidentalmente il programma calcola anche il rendimento. Questo dato, per essere attendibile, richiede che la sensibilità sia stata misurata ad un metro con 2.83 Vrms applicati e che il valore del fattore di direttività sia corretto.
Per sistemi RD (cassa chiusa) il massimo teorica è 25%
Per sistemi a dipolo il massimo teorico è il 33% circa
Per sistemi Reflex o linea di trasmissione il massimo teorico è del 50%
Questi valori massimi non tengono conto del rendimento della trasformazione del segnale da elettrico a meccanico quindi, nella realtà ci si devono aspettare valori più bassi. Sicuramente se il rendimento è superiore ai massimi c'è qualche cosa che non va.
Il programma non tiene conto delle onde stazionarie quandi è attendibile da 200 Hz a salire.

[MarioBon]

I dati evidenziali dall'ellisse rossa riguardano un secondo sistema di altoparlanti.
Nel caso rappresentato qui sopra un sistema da 96 dB posto in angolo (Q=8) è confrontato con un sistema a radiazione diretta (Q=2).
Si vede che il sistema più sensibile produce quasi 104 dB a 4 metri, ma il sistema meno sensibile produce lo stesso livello SPL a 2 metri. Questo aiuta a confrontare sistemi con sensibilità diversa in funzione dell'uso che se ne deve fare. In sostanza negli ambienti domestici normali e con il puto di ascolto "vicino" si possono ottenere livelli SPL interessanti anche con le "normali" casse acustiche.

Anche in questo caso è interessante "giocare" con i dati per veder cosa succede in ambienti molto grani e molto piccoli con sistemi diversi.

[MarioBon]

il menu Q consente di accedere alla finestra qui sopra.
Questa è dedicata agli autocostruttori e mostra come si ottiene il fattore l'indice di direttività in diverse condizioni. L'espressione di Moller e il Q della tromba conica sono attendibili quando la tromba non produce lobi laterali troppo intensi. In sostanza la radiazione della tromba deve essere contenuta nell'angolo definito.
Nella parte alta si vedono i fattori di direttività che si ottengono ponendo:
- altparlante nello spazio libero (Q=1)
- altparlante in prossimità di una parete (sul pavimento al centro della stanza Q=2)
- altparlante alla confluenza di due pareti (tra pavimento e una parete Q=4)
- altparlante alla confluenza di tre pareti (in angolo Q=8)
Questi valori riguardano prevalentemete le basse frequenze.
Stringendo l'angolo tra due pareti confluenti il Q aumenta...(inserire l'angolo in gradi nella caslla di testo in alto al centro). L'angolo in gradi (45 nell'esempio qui sopra) dà un Q=8. L'angolo di 360°-45°
dà un Q'=1.14. Ache qui è istruttivo "giocare" con i dati e vedere cosa succede.

[MarioBon]

Il menu Ka consente di accedere a questa finestra:


questa è ancora più "specialistica". Consente di calcolare rapidamente le frequenze corrispondenti a valori di Ka diversi e mostra i diagrammi polari di dispersione per un pistone ideale posto su schermo indinito ed alla fine di un lungo tubo (ricavati da "Acoustics" di Beranek).

[MarioBon]

Se servono delucidazioni basta scrivere qui...
Si prega, naturalmente, di segnalare gli errori.
Il prossimo sviluppo sarà dedicato alla compressione termica.