Resistenze di attenuazione nei filtri cross-over (cc)

[MarioBon]

Un L-PAD è realizzato per presentare al suo ingresso una impedenza indipendente dalla attenuazione. Questo avviene se llo L-PAD è collegato ad un carico puramente resistivo e del valore previsto (tipicamente 4 o 8 ohm). Questo sembra una ottima cosa ma si scontra con due fatti reali:
- l'impedenza di un altoparlante non è costante (come sarebbe richiesto)
- l'Lpad non può essere inserito all'ingresso del filtro ma deve essere collegato all'altoparlante.
In sostaza e come mettere in serie serie al tweeter una rete resistiva che inevitabilente va ad alterare qualche cosa.
Per usare in modo opporrtuno un L-Pad si dovrebbe compensare l'impedenza dell'altoparlante con una certa precisione.

Veniamo alla pratica di inserire resistori (condensatori e induttanza) in posizioni diverse lungo una maglia. In sostanza la domanda è questa: c'è differenza tra i due filtri disegnati qui di seguito?


Se calcoliamo tensione e corrente (per esempio) ai capi del tweeter otteniamo rigorosamente lo stesso risultato. Quandi dal punto di vista matematico non c'è alcuna differenza.
Esiste una differenza a livello di qualità della riproduzione? come dire il segnale si accorge di passare prima per la resistenza e poi per il condensatore e non vicersa?
In generale la risposta è no.

Tuttavia si può fare una considerazione. Prendiamo una serie di blocchi che svolgono determinate funzioni e colleghiamoli in cascata.

Se i blocchi sono lineari (non producono alcuna distorsione di nessun genere) allora possono essere scambiati di posto senza alterare il risultato finale.
Ma se i blocchi producono distorsione scambiandoli di posto cambia il risultato finale.
Quindi, se spostando un componente lungo la stessa maglia, si sentono delle differenze significa che i componenti usati hanno dei difetti.

Ne segue che chi sostiene di sentire differenze tra le configurazione (1) e (2) sta dicendo una cosa plausibile ma implicitamente ammette di aver usato componentistica scadente.

C'è chi ha teorizzato l'uso di filtri "bilanciati" ma credo che si tratti di una trovata pubblicitaria.

[TeoMarini]

Quasi sempre è necessario introdurre dei resistori per adeguare la sensibilità del tweeter rispetto al medio o al mid-woofer. Nella figura che segue sono illustrate due possibili soluzioni.

A sinistra il resistore è collegato direttamente al tweeter, a destra, invece, è collegato all'ingresso del filtro. Diciamo che si può ottenere la stessa risposta in frequenza nei due modi.
...

Una domanda: perché alcuni Progettisti adottano un sistema "misto", con due resistenze: una all'ingresso del filtro e una davanti al tweeter?
Grazie!

[MarioBon]

Una resistenza a ridosso del tweeter ne aumenta il fattore di merito e potrebbe essere utile per rendere più regolare la risposta (attenua meno intorno alla risonanza e di più prima e dopo).

In figura qui sopra un tweeter senza filtro (rosso) e con 4.7 ohm in serie (nero).
La combinazione delle due resistenze può quindi essere utile in casi specifici. Ciò non toglie che sarebbe preferibile mettere prima la bobina in parallelo.
Faccio un esempio diverso:
supponiamo di avere un tweeter con ferrofluido con una risposta troppo smorzata. Mettendo una resistenza in serie lo smorzamento diminiusce (come mostrato in figura). Conviene allora togliere il ferrofluido e risparmiare la resistenza (senza perdere SPL). Se senza ferrfluido il tw distorce troppo è meglio cambiare tweeter (ma questo dipende anche dal budget e non sempre si può cambiare il tweeter con uno più costoso).

[TeoMarini]

Grazie, Mario!
Chiarissimo e gentile, come al solito!

[Coltr@ne]

Mettendo una resistenza in serie lo smorzamento diminiusce (come mostrato in figura).
Come se lo dovessi spiegare al tuo gatto, please.

[MarioBon]

Per prima cosa l'altoparlante, guardando verso l'amplificatore, vede la resistenza (in realtà tutto il filtro) come se appartenesse alla impedenza di uscita dell'amplifictore che gli appare con un fattore di smorzamento molto più basso.

Come seconda, e lo vedi nella risposta in frequenza di esempio che ho postato prima, la risposta in frequenza corrisponde a quella di un filtro con un fattore di merito più alto ovvero con smorzamento più basso.

Come terza cosa se metti in serie una resistenza ad un altoparlante e ricacoli i parametri di Small ti risulta un Qe (fattore elettrico) più alto e di conseguenza un Qt (fattore di merito totale) più alto e quindi meno smorzato.
Al limite quando l'altoparlante è pilotato in corrente la resistenza in serie è infinita e il valore di Qt diventa QMS (fattore di merito meccanico) ovvero smorzamento minimo.

Meno smorzato sgnifca che il numero di oscillazioni prima che l'impulso si spenga aumenta. Il diaphason ha uno smorzamento molto basso e, se lo perquoti, continua a vibrare per molti secondi....

[TeoMarini]

La formula per calcolare il valore di C è:
C= 1/ 6,28 x Fc x RH
Se non vado errato, il valore di RH è dato SEMPRE dalla somma di R+Za, sia nella configurazione di sinistra (con C prima di R2), sia nella configurazione di destra (con C dopo R).
Giusto?

[MarioBon]

Se la resistenza è in serie al carico (a destra della induttanza) allora i compomenti del filtro si calcolano come e il carico fosse la somma (R2+Za) e l'attenuazione sul carico vale Za/(R2+Za).

Se la resistenza è a sinistra dell'induttanza, oltre che determinare una attenuazione, riduce anche il fattore di merito del filtro e sposta la frequenza di risonanza. Il calcolo è un po' diverso anche se, per Z>>R, cambia poco.
Salvo errori dovrebbe essere come segue:

La cosa è complicata dal carico Z che non è resistivo.

[MarioBon]

L'espressione che hai riportato riguarda un passa alto del primo ordine senza attenuazione. Quando di aggiunge R2 le cose cambiano leggermente:

la attenuazione vale Za/(R2+Za). La presenza di R2 sposta la frequenza di taglio più in basso.

[TeoMarini]

Grazie!