Quanta corrente per un altoparlante?

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Re: Quanta corrente per un altoparlante?

#11 Messaggio da MarioBon »

Veniamo a questo 3D presente nel Forum Libero del sig. Fabrizio Calabrese
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La pubblicazione di questa tabella:
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indica che il sig. Calabrese non ha valutato criticamente quello che ha letto (o meglio lo ha "diversamente capito").

Chi e interessato può trovare le misure di impedenza delle B&W 802D qui:
https://www.stereophile.com/content/bw- ... asurements
Nell'alticolo di Stereophile si legge che il minimo modulo vale 3 Ohm e che, a 60 Hz, il modulo dell'impedenza vale 4 Ohm con 50° di fase. Con questi dati calcoliamo la parte reale dell'impedenza a 60 Hz: |Z|cos(alfa)= 4 cos(50) = 2.57 Ohm
Il commeto associato alla tabella dice che l'impedenza delle B&W 802D "cade" sotto 2.7 Ohm per lo 0.48 % della durata della traccia di prova. In realtà la parte reale dell'impedenza della B&W 8002D vale 2.57 Ohm e così resta, a rigore, finchè non cambia sensibilmente la temperatura del woofer.
La morale è che non serviva fare nessuna indagine per capire che la B&W 802D assorbe corrente come un resistore da 2.7 Ohm dato che la parte reale della sua impedenza è 2.57 Ohm. Qualcuno ha perso un po' di tempo.
La corrente assorbita cambia con lo stimolo, l'impedenza resta quello che è. Serve solo una precisazione:
più a lungo la B&W 802D suona, più aumenta la sua temperatura, più aumenta la resistenza della bobina mobile ma questo non implica necessariamente che aumenti la parte reale dell'impedenza perchè c'è di mezzo il filtro. Ma questa è un'altra storia.
Per lo 0.01% del tempo viene misurato un dato incongruente. Del resto nella tabella non è indicato l'errore di misura.
Anche sugli errori di misura (che gli anglossassoni ignorano sistematicamente) si dovrebbe aprire una discussione.
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Re: Quanta corrente per un altoparlante?

#12 Messaggio da MarioBon »

Per fare le cose semplici...

immaginiamo di alimentare un altoparlante ed una resistenza con due generatori di corrente uguali.
Calcoliamo la potenza erogata sulla resistenza e sull'altoparlante. Interessa la potenza attiva (quella che provoca il riscaldamento del dispositivo).
Per quanto riguarda la potenza erogata sul resistore la potenza reattiva è nulla e tutta la potenza è attiva.
Per quanto riguarda la potenza erogata sull'altoparlante si deve prendere la parte reale di Z(jw) ovvero Re{Z(jw)}
(Re{ } indica la parte reale).

Immagine
Il rapporto tra le due potenza diventa il rapporto tra la corrente che attraversa R e la corrente che attraversa l'altoparlante.
Più è grande R e più è alta la l'extracorrente (e tanto più "famelico" di corrente appare l'altoprlante).
Anche in questo caso il sig. Fabrizio Calabrese non ha capito una beata fava ma ce ne farmo una ragione.

Dato che la normativa indica come minimo della minima impedenza nominale (4 Ohm) il valore di 3.2 Ohm, il valore di R dovrebbe essere proprio 3.2 Ohm. Tranne poche eccezioni gli amplificatori possono pilotare carichi nominali da 4 Ohm senza troppi problemi.
Quindi
- quando l'Extracorrente è uguale o minore di uno l'altoparlante è a norma (bene)
- quando l'Extracorrente è maggiore di uno indica che l'altoparlnte non è a norma (male).

In questo modo l'Extracorrente viene collegata alla normativa.
Per riportare il valore del coefficiente di extracorrente calcolato rispetto 8 Ohm al valore calcolato rispetto 3.2 Ohm basta dividere per 2.5.
Ne segue che tutti gli altoparlanti con Coefficiente di extracorrente minore o uguale a 2.5 sono a norma.

Chi dice che un altoparlante con un coefficiente di Extracorrente pari, per esempio, a 4 è come se avesse ridotto la sua l'impedenza ad un quarto o lo fa per un eccesso di semplificazione (in un contesto divulgativo lo si può capire ma non giustifcare) oppure ha capito poco ( e sa poco). A chi sostiene che "con segnali transitori" l'impedenza degli altoparlanti diminuisce ... si può solo consigliare di studiare a cominciare dalla definizione di "segnale" e poi anche "transtorio".
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Re: Quanta corrente per un altoparlante?

#13 Messaggio da MarioBon »

Aggiornato il 10 dicembre, controllato, corretto e ampliato.
se avete tempo rileggete questo 3D.
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Re: Quanta corrente per un altoparlante?

#14 Messaggio da MarioBon »

Come cambia l'impedenza di un altoparlante?

l'impedenza elettrica di un altoparlante dinamico a bobina mobile è rappresentata da due impedenze:

- sul lato elettrico l'impedenza della bobina mobile immersa nel traferro Ze
- sul lato meccanico dalla impedenza degli elementi meccanici Zms

Guardando nei morsetti dell'altoparlante si vede Ze in serie con Zes che è l'equivalente elettrico di Zms
pari al quadrato di BL (fattore di forza) diviso per Zms. Ztot=Ze+BL BL/Zms = Ze+Zes
La parte più sensibile alla temperature è Ze.

Per un woofer professionale la massima temperatura della bobina mobile arriva a 270° e questo porta quasi a raddoppiare Re (con riduzione di SPL dovuta a compressione termica di 6 dB).

Per un woofer HiFi la temperatura della bobina arriva a 70°C (Re aumenta da 6 a 7. Ohm) e la compressione, nelle effettive condizioni d'uso, resta attorno a un dB o un dB e mezzo.

L'impedenza elettrica (e quindi le extracorrenti) si valutano avendo cura di mantenere la temperatura dell 'altoparlante costante. In ogni modo Re aumenta con la temperatura e la corrente che circola in essa diminuisce (la extracorrente riferita a 8 Ohm diminuisce).

Con il movimento (se vogliamo con il rodaggio) le sospensioni (spider e rim) dell'altoparlante diventano meno rigide e la frequenza di risonanza si abbassa. Anche questo provoca una variazione della impedenza meccaniaca Zms edi conseguenza Zes.
Questa variazione dipende dal carico (è minore in una cassa chiusa "piccola")

Come cambia l'impedenza di un sistema di altoparlanti?
in questo caso abbiamo più altoparlanti ed un filtro passivo. Anche i valori degli elementi del filtro sono soggetti a variazioni termiche. Le componenti resistive in serie tendono ad aumentare l'impedenza complessiva. Ma l'impedenza può anche diminuire per esempio quando si utilizzano reti RLC in parallelo per correggere i picchi di impedenza a bassa frequenza.
Anche in questo caso le misure di impedenza vanno fatte ad una temperatura fissata.
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Re: Quanta corrente per un altoparlante?

#15 Messaggio da MarioBon »

Ora che abbiamo parlato della variazione dell'impedenza con la temperatura e che abbiamo detto che la misura dell'impedenza, per avere un senso, deve essere fatta mantenendo la temperatura dell'altoparlante costante (almeno durante la misura) domandiamoci:
quando è stata compilata questa tabella:
Immagine
la temperatura del sistema è stata mantenuta costante?
a giudicare da come è fatta e da come è descritta non sembra.
Dobbiamo pensare che chi ha scritto l'articolo non ha controllato le condizoni al contorno della misura? Nella tabella manca anche l'errore di misura.
Quindi stiamo leggendo una tabella che riporta dei dati, ottenuti si un intervallo di tempo, durante il quale la temperature cambiava di decine di gradi (tra l'inizio e la fine della misura). I dati non sono accompagnati dalla valutazione dell'errore di misura.
La tabella riporta delle stime ottenute in condizoni non controllate (indipendentemente da chi le ha fatte).
Mario Bon ha scritto:Gli articoli di Stereophile del 2007 (da cui la tabella è tratta)
https://www.stereophile.com/reference/7 ... index.html
https://www.stereophile.com/content/hea ... ers-page-2
https://www.stereophile.com/content/hea ... ers-page-3
sono articoli divulgativi pubblicti da una rivista che tratta HiFi commerciale il cui scopo e presentre prodotti che devono essere venduti. Non sono e non devono essere necessariamente rigorosi. In questo caso sono meno rigorosi del solito.
Detto per inciso: dato che l'impedenza tende ad aumentare con la temperatura, aumentando la potenza elettrica applicata l'extracorrente misurata con questo metodo sarebbe risultata inferiore.
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Re: Quanta corrente per un altoparlante?

#16 Messaggio da MarioBon »

la differenza tra una stima e una misura

tutti abbiamo una idea di cosa significhi fare una stima: per esempio si prende in mano un sasso e si dice: "...secondo me pesa tre etti". Questa è una stima. Fatta a occhio. Circa meno quasi.
Fare delle stime è importante e infatti ne facciamo continuamente. Una stima non è una misura. Quando acquistiamo la frutta ci aspettiamo che il fruttivendolo la metta sulla bilancia e che la bilancia sia stata opportunamente tarata (come previsto dalla legge). Vogliamo la misura del peso della frutta non una stima circa meno quasi!

Fare una misura non è semplice.

La differenza tra una stima ed una misura è che la misura specifica l'errore commesso. Quindi si prende il sasso, lo si mette sulla bilancia (tarata) e si legge in peso sulla scala graduata. Poi si riporta il peso letto (per esempio 356 grammi) e l'errore (più o meno 3 grammi). Questo significa che il peso del sasso è compreso tra 353 e 359 grammi. Il valore vero del peso del sasso rimane sconosciuto ma è sicuramente compreso nell'intervallo di peso specificato.
Non basta: bisogna descrivere le condizioni di misura (le condizioni al contorno) in modo da mettere chiunque nelle condizioni di ripetere la misura e ottenere lo stesso risultato. Descrivere le condizioni di misure è un paio di palle e pochi lo fanno. Calcolare gli errori di misura può essere molto complicato.

Per concludere:
- se l'errore di misura non è specificato
- se le condizioni al contorno non sono descritte in dettaglio
stiamo parlando di stime e non di misure.

Una misura può essere assoluta o relativa.
Per esempio se misuriamo la lunghezza del tavolo con il metro stiamo facendo una misura assoluta (perchè confrontiamo la lunghezza del tavolo con il metro che è un riferimento standardizzato)

Se invece diciamo che la lunghezza del tavolo è pari a 7 volte la lunghezza del mattone siamo facendo una misura relativa.

L'impedenza è una misura assoluta
EPDR è una misura relativa
La risposta in frequenza può essere assoluta o relativa
la distorsione (se espressa in percentuale) è una misura relativa.
ecc.
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Re: Quanta corrente per un altoparlante?

#17 Messaggio da Coltr@ne »

https://www.matmedia.it/storia-del-metro/
E si che si fa fatica a misurare anche tutto ciò che diamo per scontato. :shock:
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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Re: Quanta corrente per un altoparlante?

#18 Messaggio da MarioBon »

vale la pena di considerare questo rticolo:
Nyboe ha scritto:"Determination of over current protection thresholds for class D audio amplifiers"
Nyboe, Flemming; Risbo, L; Andreani, Pietro

salto abstract e captolo 1 e riporto l'inizio del capitolo 2:

2. Computation of peak current
The maximum possible peak current in a loudspeaker, caused by any signal limited to ±VB can be derived from the complex impedance Zsp(f) of the loudspeaker, through the following steps:
1. Measure the complex impedance versus frequency Zsp(f) of the loudspeaker
2. Calculate the complex admittance Ysp(f) = 1/Zsp(f)
3. Apply an anti-aliasing filter to band-limit Ysp(f) and avoid discontinuity at the Nyquist frequency [3]
4. Calculate the current impulse response y(t) = IFFT(Ysp(f))
5. The maximum current signal is VB sign(y(-t)) * y(t))
This procedure is described in [2] and [3] and will not be detailed here.

[2] Peak Transient Current and Power Into a Complex Impedance Preis, D. and Schroeter, J. AES preprint #2337, 80th Convention (1986)
[3] Computing Peak Currents Into Loudspeakers Lipshitz, Stanley P. & Vanderkooey, J. AES preprint #2411, 81st Convention (1986)


Traduzione:

"Determinazione delle soglie di protezione da sovracorrente per amplificatori audio in classe D"
Nyboe, Flemming; Risbo, L; Andreani, Pietro

2. Calcolo della corrente di picco
La massima corrente di picco possibile in un altoparlante, causata da qualsiasi segnale limitato a ±VB, può essere derivata dall'impedenza complessa Zsp(f) dell'altoparlante, attraverso i seguenti passaggi:
1. Misurare l'impedenza complessa rispetto alla frequenza Zsp(f) dell'altoparlante
2. Calcola l'ammettenza complessa Ysp(f) = 1/Zsp(f)
3. Applicare un filtro anti-aliasing al limite di banda Ysp(f) ed evitare discontinuità alla frequenza di Nyquist [3]
4. Calcolare la risposta all'impulso attuale y(t) = IFFT(Ysp(f))
5. Il segnale di corrente massimo è VB sign(y(-t)) * y(t))
Questa procedura è descritta in [2] e [3] e non verrà dettagliata qui.
Nota: IFFT sta per FFT inversa.
Fate attenzione agli articoli citati. In sostanza Nyboe (e gli altri) dicono di utilizzare il metodo di calcolo della massima corrente già dimostrato da Prais e Vanderkooey (circa venti anni prima).
Il medoto, come da me suggerito, parte con la misura della impedenza (che è quella che è e non cambia) e quindi calcola l'ammettenza (inverso della impedenza) l'impulso di corrente ed il massimo della corrente tenendo conto della tensione di alimentazione VB (non dello stimolo ma del massimo dello stimolo).
Va fatta una sola precisazione: il massimo di corrente calcolato si intende riferito alla tempertura dell'altoparlnte durnte la misura dell'impedenza. Se la temperatura aumenta, durante la riproduzione, la corrente massima diminuisce.
L'articolo si scarica anche da qui:
http://www.mariobon.com/Nyboe.pdf
ma è in rete (https://ieeexplore.ieee.org/document/1597005).

P.S. la notazione (y(-t)) * y(t) indica la correlazione di tra y(t) e y(-t) ovvero la convoluzione di y(t) con sè stesso ovvero il modulo quadro di y(t) (impulso di corrente).

PP.SS. personalmente non condivido la scelta di riferire la massima corrente alla tensione di alimentaazione dell'amplificatore ma capisco che possa essere più funzionale alla trattazione dell'articolo citato. Il vantggio è l'indipendenza dalla forma nel tempo dello stimolo di tensione (segnale all'ingresso dell'amplificatore). Dato però che la tensione di alimentazione cambia con la corrente erogata la corrente calcolata è sovrastimata. Anche questa sovrastima è funzionale allo scopo dell'articolo di Nyboe.
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Re: Quanta corrente per un altoparlante?

#19 Messaggio da MarioBon »

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Va sempre ribadito che l'impedenza complessa non cambia.
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Tropico
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Re: Quanta corrente per un altoparlante?

#20 Messaggio da Tropico »

Mi sono riletto con calma la discussione, notevole, ho anche capito :!:
Ricordo che su CHF33, misurando il suo GY50, B.Aloia prese come riferimento lo studio di Otala dell'87 (di 10 anni prima).
Torchiò il suo amplificatore in regime di tone burst 50% ON / 50% OFF, e su 1,4ohm tirò fuori 16,8A (contro i 2,5A efficaci ad 8ohm).
Ai tempi 394 watt di picco, 197 watt efficaci, erano una potenza notevole per un 50W di targa. Non parliamo poi delle versioni Abarth con alimentazione induttiva… ma io ho un debole per le elettroniche Aloia e sono di parte, e siamo anche off topic, argomento questo per la discussione in costruzione sui watt RMS.
Non dovremmo lasciare che i numeri definiscano la qualità audio più di quanto lasceremmo che l'analisi chimica sia l'arbitro dei vini pregiati. Nelson Pass
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