Scelta del Woofer: Spostamento volumetrico

[MarioBon]

La caratteristica fondamentale di un woofer è riprodurre le frequenze basse e questo richiede di mettere in movimento una certa quantità di aria (spostamento volumetrico). La tabella che segue aiuta a fare delle scelte oculate.

1^ colonna numero di woofer
2^ colonna superficie del woofer in centimetri quadri
3^ colonna spostamento linerare Xmax (metà dello spostamento picco-picco)
4^ colonna lo spostamento volumetrico SV= SD Xmax in cm2 per millimetri (dividere per 10000 per ottenere litri)
5^ colonna la frequenza (segnale sinusoidale)
6^ colonna SPL ottenibile con lo SV indicato a 80 Hz su mezzo spazio.

Per ottenere il livello a 30 Hz si devono togliere 18 dB all'SPL
Per ottenere il livello a 40 Hz si devono togliere 12 dB
Per ottenere il livello a 61 Hz si devono togliere 6 dB

Raddoppiando il numero di woofer l'SPL aumenta di 6 dB
Si tenga anche conto che, in un sistema a tre vie con tagli a 200 e 2000Hz, solo un terzo della potenza arriva al woofer quindi l'SPL "complessivo" (con le tre vie in funzione) risulterà maggiore.
In ogni modo un buon sistema dovrebbe avere uno spostamento volumetrico di almeno 1000 a 80 Hz. Sembra un valore basso? Provate a confrontarlo con quello dei sistemi che conoscete.

[massimoto 68]

In ogni modo un buon sistema dovrebbe avere uno spostamento volumetrico di almeno 1000 a 80 Hz. Sembra un valore basso? Provate a confrontarlo con quello dei sistemi che conoscete.

Mario, quando scrivi che un buon sistema almeno dovrebbe spostare 1000 (0.1 litri) a 80Hz intendi il volume spostato da entrambe i diffusori?
Dunque vediamo:
Quinta : 1 diffusore 0.308 Litri / 2 diffusori 0.616 Litri
Gran Callas : 1 diffusore 0.594 Litri / 2 diffusori 1.188 Litri
Malibran : 1 diffusore 1.386 Litri / 2 diffusori 2.772 Litri
Cavoli hai ragione,sembrava poco 1 litro,invece vedo che è un dato veramente ''tosto'', alla portata di sistemi di un certo livello. (ovvio se i miei calcoli sono esatti)
Ciaoooo

[MarioBon]

In ogni modo un buon sistema dovrebbe avere uno spostamento volumetrico di almeno 1000 a 80 Hz. Sembra un valore basso? Provate a confrontarlo con quello dei sistemi che conoscete.

Mario, quando scrivi che un buon sistema almeno dovrebbe spostare 1000 (0.1 litri) a 80Hz intendi il volume spostato da entrambe i diffusori?
Dunque vediamo:
Quinta : 1 diffusore 0.308 Litri / 2 diffusori 0.616 Litri
Gran Callas : 1 diffusore 0.594 Litri / 2 diffusori 1.188 Litri
Malibran : 1 diffusore 1.386 Litri / 2 diffusori 2.772 Litri
Cavoli hai ragione,sembrava poco 1 litro,invece vedo che è un dato veramente ''tosto'', alla portata di sistemi di un certo livello. (ovvio se i miei calcoli sono esatti)
Ciaoooo

1000 sono centimetri quadri x millimetro quindi corrispondono a 0.1 litri (per diffusore) (si deve dividere per diecimila).
te ne hai un litro e mezzo per diffusore... tre litri con due diffusori...

[MarioBon]

Il calcolo dello spostamento volumetrico riguarda i woofer ma anche i midrange ed i tweeter.

per esempio:
supponiamo di avere un woofer da 10" con SD=330 cntmetri quadri e Spostamento di picco di 6 millimetri. Lo spostamento volumetrico vale 330 x 6 = 1980 centimetri quadri per millimetro (andrebbe portato in litri ma preferisco i mìnumeri "grandi").
con questo SV si raggiungono 107.6 dB a 80 Hz.
supponiamo di fare un sistema a 3 vie con taglio a 250 Hz.
Il medio (supponiamo da 5 pollici) dovrà essere in grado di produrre la stessa pressione del woofer
il che richiede uno spostamento volumetrico di 208 (SD=104, Xmax=2 mm).
Fin qui tutto bene. Ora veniamo al tweeter che sarà una cupola da un pollice tagliato a 2500 Hz.
Ne risulta che l'Xmax del tweeter deve essere di 0.3 mm di picco.
Se andate a vedere lo spostamento lineare dei tweeter vi accorgenere che questo vale 0.5 mm picco-picco 0vvero 0.25 mm di picco che, in questo caso non è sufficiente.
L'altra considerazione riguarda il maassimo SPL che in questo caso vale 107 dB. Per raggiungere i canonici 113 sB lo spostamento deve essere raddoppiato. Questo non è un problema per il woofer (ne usiamo 2). non è un problema per il medio (usiamo un mid woofer con 4 mm di spostamento) è un problema per il tweeter perchè servirebbe un tweeter con 0.6 millimetri di spostamento di picco. Per fortuna il contenuto delle frequenza alte, nella musica, tende a calare....ma difficilmente potrà andar bene un tweeter con Xmax=0.1 millimetri.
Poi ci si spupisce che, con SPL sostenuti le alte si "induriscono".

[fab0]

Forse dico una banalità ma l'escursione per altro è una questione un po ombrosa.
Il valore della xmax di solito è calcolato "a tavolino" secondo una formuletta, ma non ci da nessuna informazione di quanto varia il comportamento. Distorsione, variazioni meccaniche della cedevolezza delle sospensioni, variazione elettriche dell'induttanza/impedenza, variazione magnetiche di bxl e simili, deformazioni della superficie, variazioni dovute al surriscaldamento.

In ogni caso, anche sopra la zona limitata dall'escursione, permangono almeno problemi di deformazione e surriscaldamento.

[MarioBon]

Forse dico una banalità ma l'escursione per altro è una questione un po ombrosa.
Il valore della xmax di solito è calcolato "a tavolino" secondo una formuletta, ma non ci da nessuna informazione di quanto varia il comportamento. Distorsione, variazioni meccaniche della cedevolezza delle sospensioni, variazione elettriche dell'induttanza/impedenza, variazione magnetiche di bxl e simili, deformazioni della superficie, variazioni dovute al surriscaldamento.

In ogni caso, anche sopra la zona limitata dall'escursione, permangono almeno problemi di deformazione e surriscaldamento.

Gli altoparlanti per HiFi oggi vengono realizzati utilizzando il sistema Klippel che consente misure molto accurate. Sempre in ambito HiFi si usano gli anelli demodulatori del flusso per ridurre la distorsione dovuta alla variazione di Le ed alla variazione del flusso di Le. Il centratore ha una escursione di norma molto maggiore rispetto all'altezza del traferro.
In sostanza lo spostamento Xmax si calcola come metà della differenza tra l'altezza della bobina e l'altezza del traferro. In questo modo la bobina non esce dal traferro e la distorsione rimane entro limiti accettabili. Poi con le misure si vede effettivamente quanto vale ma i valori misurati risultano molto prossimi a quelli misurati con la MOL. Quindi c'è una corrispondenza tra la MOL e Xmax (o meglio con lo spostamento volumetrico)
In ambito professionale si considera uno spostamento Xmax maggiore (viene sommata una percentuale dell'altezza del traferro ovvero si accetta che la bobina esca dal traferro). In queste condizioni la distorsione armonica va dal 3 al 5%.

[fab0]

Posso crederti sulla parola, ma...
Ho qualche dubbio che portando alla xmax un componente con un ottimo gruppo magnetico, ottime sospensioni, ottima struttura della superficie radiante si ottengano i medesimi risultati che darebbe uno econimicissimo e "tamarrissimo" trasduttore, seppur con una xmax esuberante.

Che un buon trasduttore sia figlio di un buon progetto in cui xmax e il resto dei comportamenti sono bilanciati è auspicabile.
In generale non è vero che tutti i trasduttori si comportino bene alla xmax (o alla Pmax)

Per fare un esempio facile, basta prendere un economico componente car. Quasi sicuramente avrà Xmax e Pmax da far rabbrividire. La strumentazione klippel, forse, l'avrà vista in cartolina

Sono sempre stato incuriosito dal ragionamento per il quale FORSE è più facile raggiungere escursioni grandi con trasduttori grandi. Tecnologicamente parlando, un wooferino che sposta molta aria dovrà essere un gioiello della tecnologia, mentre un wooferone che sposta il medesimo volume potrebbe essere molto più semplice da realizzare. Con le dovute ripercussioni sul costo.

[MarioBon]

Posso crederti sulla parola, ma...
Ho qualche dubbio che portando alla xmax un componente con un ottimo gruppo magnetico, ottime sospensioni, ottima struttura della superficie radiante si ottengano i medesimi risultati che darebbe uno econimicissimo e "tamarrissimo" trasduttore, seppur con una xmax esuberante.

Che un buon trasduttore sia figlio di un buon progetto in cui xmax e il resto dei comportamenti sono bilanciati è auspicabile.
In generale non è vero che tutti i trasduttori si comportino bene alla xmax (o alla Pmax)

Per fare un esempio facile, basta prendere un economico componente car. Quasi sicuramente avrà Xmax e Pmax da far rabbrividire. La strumentazione klippel, forse, l'avrà vista in cartolina

Sono sempre stato incuriosito dal ragionamento per il quale FORSE è più facile raggiungere escursioni grandi con trasduttori grandi. Tecnologicamente parlando, un wooferino che sposta molta aria dovrà essere un gioiello della tecnologia, mentre un wooferone che sposta il medesimo volume potrebbe essere molto più semplice da realizzare. Con le dovute ripercussioni sul costo.

Hai detto bene: potrebbe.
Non si deve confondere lo spostamento meccanico con lo spostamento lineare. Lo spostamento meccanico può essere anche più del doppio di quello lineare (la bobina esce completamente dal traferro). Un woofer "grande" ha i suoi problemi e se non è fatto come si deve resta un woofer da 4 palanche.

[EDO RC24]

Posso crederti sulla parola, ma...
Ho qualche dubbio che portando alla xmax un componente con un ottimo gruppo magnetico, ottime sospensioni, ottima struttura della superficie radiante si ottengano i medesimi risultati che darebbe uno econimicissimo e "tamarrissimo" trasduttore, seppur con una xmax esuberante.

Che un buon trasduttore sia figlio di un buon progetto in cui xmax e il resto dei comportamenti sono bilanciati è auspicabile.
In generale non è vero che tutti i trasduttori si comportino bene alla xmax (o alla Pmax)

Per fare un esempio facile, basta prendere un economico componente car. Quasi sicuramente avrà Xmax e Pmax da far rabbrividire. La strumentazione klippel, forse, l'avrà vista in cartolina

Sono sempre stato incuriosito dal ragionamento per il quale FORSE è più facile raggiungere escursioni grandi con trasduttori grandi. Tecnologicamente parlando, un wooferino che sposta molta aria dovrà essere un gioiello della tecnologia, mentre un wooferone che sposta il medesimo volume potrebbe essere molto più semplice da realizzare. Con le dovute ripercussioni sul costo.

la differenza tra woofer grande e woofer piccolo a parità di escursione meccanica..è lo spostamento volumetrico..
la differenza tra i woofer pro e hifi è il tipo di applicazioni..un woofer pro lavora con segnali provenienti da un live diretto..quindi con transienti molto violenti tali da compromettere l offset del centratore..(vedi derfomazioni) ecco perchè i modelli p.a. non quelli cinesi ovviamente hanno accorgimenti costruttivi che mantengono l offset dell equipaggio mobile non deformato..
in quelli hifi i segnali transienti sono molto meno violenti..e il problema non si pone anche perchè woofer hifi da 8-10-12" hanno equipaggi e sospensioni di tutto rispetto che non temono nessuna deformazione..perchè ben dimensionati..
poi nell escursione c'è da tenere conto del carico acustico del diffusore..che oppone resistenza..