Anche i diffusori hanno un CUORE (sensibile)

[ing.daniele]

Buongiorno,
Dal titolo di evince che l’argomento della discussione è la sensibilità .

Avrei alcune domande al riguardo:

1) come si stabilisce e chi stabilisce la sensibilità di un diffusore?

2) in un diffusore multivia il dato relativo alla sensibilità è riferita al singolo trasduttore ( migliore o peggiore) oppure è una media di tutti i trasduttori che compongono i diffusori ?

3) perché generalmente sistemi caricati a tromba hanno una sensibilità (a volte molto maggiore) dei classici diffusori a Sospensione Pneumatica o Bass Reflex?

4) la sensibilità è da associarsi o intendersi legata con il valore dell’impendenza (massima o minima) del diffusore ?

5) parlando di sensibilità salta subito all’ orecchio il discorso dell’efficenza (non ho ancora ben capito dove posizionare l’asticella che separa il dominio della bassa efficenza dal dominio dell’alta efficenza), cosa accade realmente ascoltando musica con un diffusore da 85 db con uno da 98?
Supponendo di voler un SPL d’ascolto di 90db, a noi ascoltatori cosa accade? Maggior fatica d’ascolto? Maggior energia necessaria e quindi dissipata per far arrivare il diffusore da 85db a 90db?
Maggior energia dissipata = maggior fatica d’ascolto?

Ecco queste sono le perplessità che vorrei chiarire per mettere a posto i tasselli dell’elettroacustica nella mia testa.
Ne avrei anche altre ma credo si colleghino con le risposte che arriveranno.

6)ad esempio il dott. Bon ci insegna che la scelta dell’ amplificatore va ponderata valutando il tipo di diffusore considerato, per tutti i motivi elencati in diversi post su questo forum.
Detto ciò , come si calcola (se esiste ed se è misurabile) il valore dell’Head Room che, un dato amplificatore, associato ad un diffusore, che a sua volta ha una determinata sensibilità la quale a sua volta determina una determinata quantità di watt in uscita dall’amplificatore per ascoltare musica ad un determinato SPL ?
Nella mia ignoranza da tecnico di cantiere, potrei affermare che:

Dato un ampli a potenza massima X, con un diffusore ad alta sensibilità avrei maggiore headroom in quanto il diffusore necessita di meno corrente per muoversi, all’ SPL prefissato, e di conseguenza, maggiore corrente in riserva per costruire l’head room. O sbaglio?
Mi viene da pensare al numero di Mach che se esiste è adimensionale in quanto esprime il rapporto tra diverse grandezze fisiche, ed è soggetto a variazione sulla base del fluido considerato.
Paragonando il fluido alla sensibilità, è possibile fare lo stesso ragionamento per l’headroom (cioè un numero adimensionale che dipende sempre dalla relazione diffusore,sensibilità,amplificatore)?

Spero sia stato intervento gradito.

D.P.

[MarioBon]

1) come si stabilisce e chi stabilisce la sensibilità di un diffusore?
si misura la risposta in campo libero e lontano in asse con 2.83 Vrms applicati. Il valore misurato va poi riferito a un metro di distanza. La sensibilità è il livello SPL prodotto per es. tra 300 e 5000Hz (Stereoplile) o a 1000 Hz come fanno molti produttori (ma ha poco senso). In italia la sensibilità la misura GPM quando fa i test dei diffusori per AR o Masia quando fa i test per SUONO o Atkinson quando fa le prove per Stereophile.

2) in un diffusore multivia il dato relativo alla sensibilità è riferita al singolo trasduttore ( migliore o peggiore) oppure è una media di tutti i trasduttori che compongono i diffusori ?
Si riferisce al diffusore come oggetto indipendentemente dal numero di vie. Se il diffusore è decente la sensibilità delle singole vie è la stessa.

3) perché generalmente sistemi caricati a tromba hanno una sensibilità (a volte molto maggiore) dei classici diffusori a Sospensione Pneumatica o Bass Reflex?
I sistemi a tromba sono più direttivi e concentrano la potenza acustica su un'area ristretta.

4) la sensibilità è da associarsi o intendersi legata con il valore della impendenza (massima o minima) del diffusore ?
Per come è definita la sensibilità è indipendente dall'impedenza. Per questo è importante accertarsi che il diffusore abbia l'impedenza a norma.

5) parlando di sensibilità salta subito all’orecchio il discorso dell’efficenza (non ho ancora ben capito dove posizionare l’asticella che separa il dominio della bassa efficenza dal dominio dell’alta efficenza),

Un rendimento maggiore del 10% è giè alto.
Ci sono altoparlanti ad alto rendimento che suonano "piano" e altoparlanti a basso rendimento che suonano "forte". Oggi gli amplificatori da migliaia Watt costano qualche centinaio di euro e la questione non riguarda più il rendimento ma le dimensioni ed il peso dei sistemi di altoparlanti (in particolare nel professionale). Quando gli amplificatori avevano pochi Watt (80 anni fa) era più importante il rendimento ovvero suonare forte con pochi Watt (e si accettavano dimensioni importanti).

5a) cosa accade realmente ascoltando musica con un diffusore da 85 db con uno da 98?
Se l'amplificatore è ideale, il diffusore con sensibilità da 98 dB suona più forte a parità di tensione applicata edd è l'unica differenza.
Con un amplificatore con fattore di smorzamento molto basso
tra
un diffusore da 98 dB ma con un minimo di impedenza di 1 Ohm tra 100 e 300 Hz
e
un diffusore da 85 dB ma da 8 Ohm di impedenza minima
potrebbe suonare meglio il secondo (magari anche più forte se il primo fa scattare le protezioni).

5b) Supponendo di voler un SPL d’ascolto di 90db, a noi ascoltatori cosa accade? Maggior fatica d’ascolto? Maggior energia necessaria e quindi dissipata per far arrivare il diffusore da 85db a 90db?
Il livello SPL eccessivo comporta, di per sé, fatica da ascolto. Per il resto vedi la risposta precedente.

5c) Maggior energia dissipata = maggior fatica d’ascolto?
Il maggiore rendimento non è, di per sé, una garanzia di maggiore qualità.

6)ad esempio il dott. Bon ci insegna che la scelta dell’amplificatore va ponderata valutando il tipo di diffusore considerato, per tutti i motivi elencati in diversi post su questo forum.
Detto ciò , come si calcola (se esiste e se è misurabile) il valore dell’Head Room che, un dato amplificatore, associato ad un diffusore, che a sua volta ha una determinata sensibilità la quale a sua volta determina una determinata quantità di watt in uscita dall’amplificatore per ascoltare musica ad un determinato SPL ?

Non dipende dall'amplificatore ma dal fattore di cresta del programma musicale.
fattore di cresta = valore_di_picco / Valore_RMS

Il livello SPL è determinato dalla tensione RMS, la pressione di picco è determinata dal valore di picco della tensione.
Nella musica di scarsa qualità il fattore di cresta, statisticamente, è basso e vale attorno a 3.
La musica registrata con una certa qualità mostra, statisticamente, un fattore di cresta maggiore di 5.
Il valore di cresta massimo per un programma musicale è 30 (ma ho visto 26 solo una volta). Le registrazioni con fattore di cresta maggiore di 15 sono poche.

[ing.daniele]

Gentilissimo dott. Mario;
come sempre le sue risposte sono precise e coese e chiare.

Ora giustamente mi sorgono altre domande:

abbiamo detto che la sensibilità viene misurata ad 1m con 2,83 Vrms, per cui, io ascoltatore finale so che ad un metro da quel diffusore, erogando 2,83 Vrms, ho un SPL che mi spara in faccia di X db.

1-bis) cosa succede se invece di 1 diffusore ne ho 2 (come in un classico impianto stereo)?
1-ter) cosa accade se anziché ad 1m sono posizionato a 2m (sia con 1 diffusore, sia con 2)? ed a 3m?
1-quater) qual'è la relazione matematica che lega, potenza erogata---->SPL prodotti?
1-quinquies) qual'è la relazione matematica che lega SPL prodotti-----> distanza d'ascolto?
1-sexies) qual'è la relazione matematica che lega SPL voluti-------> distanza d'ascolto ? (per SPL voluti intendo con X diffusore che ha Y sensibilità voglio a Z metri un valore K di SPL)

se ho ben capito, si manda del rumore rosa al diffusore e con le procedure che ha spiegato (luogo e posizionamento) si misura la sensibilità;
1-septies) visti i diversi metodi di misura della sensibilità, qual'è quello che si avvicina di più al valore reale?

2-bis) la sua risposta si verifica anche nel caso di un diffusore (faccio un esempio) : 3 vie----> 1 tweeter, 1 mid, 3 woofer - oppure estremizzando 6 vie ----> 2 tweeter , 8 mid , 15 woofer ??

3-bis) sistema a tromba, per natura della stessa >efficenza. Si possono raggiungere tali efficienze (es 100 o 108 db) con i normali diffusori? ci sono criteri progettuali o tutto riguarda la scelta del trasduttore da parte del progettista?

3-ter) ma forse per capire questa dovrei chiedere, qual'è la differenza tra sistema a tromba e sistema a trasduttori (si chiama cosi?) ?? ci sono componentistiche diverse??
chiedo questo perché ho da poco ascoltato un 5 vie caricato a tromba (di cui scriverò le impressioni d'ascolto in un altro post), ma in alcune trombe (tranne quella tweeter e supertweeter) vedevo dei grossi trasduttori (per medi e mediobasse).

4-bis) cosa si intende per impedenza a norma???

5-bis) rendimento per me è una parola oscura nel mondo della riproduzione audio.
potrebbe spiegarmi a cosa si riferisce il rendimento e come calcolare la % dello stesso?

5a-bis) cosa si intende per amplificatore ideale ?

5a-ter) un diffusore con impedenza minima bassa è da scartare?
ad esempio le mie Sonetto VIII dichiarano 4ohm, ed ovviamente è la minima, ma GPM nella valutazione misurò un minimo di 3,5 ohm (se non erro).

5a-quater) a livello si semplice riproduzione sonora, intesa come qualità, si possono esprimere preferenze o giudizi riguardo Diffusore X 85db 8ohm minimi , e Diffusore Y 98 db 2ohm minimi ??

5b-bis) ho chiesto questo perché tempo fa, in una diretta youtube, parlavano tra negozianti e venne fuori questo discorso:
dato che un diffusore da 85 db, per produrre un SPL di 90db ha bisogno di molta corrente, è inevitabile che tutta quell'energia prodotta dall'amplificatore dopo un ora comporti una affaticamento dell'ascolto, cosa che invece non accade con un diffusore da 90 db, perché necessita di molta meno corrente per arrivare agli stessi 90db.


6-bis) come si può ottenere in valore di cresta? esiste un software? è scritto da qualche parte?
stessa domanda vale per gli altri 2 valori della formula, per cui sarebbe meglio dire:
come ottengo i due valori della formula?

Grazie

D.P.

[Grisulea]

alla faccia del bicarbonato, giusto due domandine
Forza Mario .......

[carlochiarelli]

A dire la verità a queste domande un ingegnere si risponde da solo.....

[MarioBon]

...
5b-bis) ho chiesto questo perché tempo fa, in una diretta youtube, parlavano tra negozianti e venne fuori questo discorso:
dato che un diffusore da 85 db, per produrre un SPL di 90db ha bisogno di molta corrente, è inevitabile che tutta quell'energia prodotta dall'amplificatore dopo un ora comporti una affaticamento dell'ascolto, cosa che invece non accade con un diffusore da 90 db, perché necessita di molta meno corrente per arrivare agli stessi 90db.

rispondo prima a questa perché rappresenta la tipica confusione che fanno gli espertoni che non sanno di cosa parlano.
Dimentica. Se ti interessa l'elettroacustica lascia perdere you tube e scarica Acoustic di Beranek dal sito di Renato Giussani https://www.renatogiussani.it/pdf/beranek.pdf
Trovi le risposte a tutte le altre domande (alle quali risponderò con calma)

6-bis) come si può ottenere in valore di cresta? esiste un software? è scritto da qualche parte?
stessa domanda vale per gli altri 2 valori della formula, per cui sarebbe meglio dire:
come ottengo i due valori della formula?

Basta prendere un file audio, convertirlo in WAVE leggerlo e fare i conti sui campioni che contiene.
il software lo scrivo da me così so come funziona.
Penso che un software come Cooledit calcoli il valore di picco ed il valore RMS dei segnali.

[ing.daniele]

A dire la verità a queste domande un ingegnere si risponde da solo.....

Buonasera Carlo,
Il mio campo non è l’elettronica, ma bensì, come scrissi in qualche post fà…. I cantieri.
Di solito in un ambiente in cui non sono competente, anziché fare da autodidatta, preferisco interloquire con qualcuno che oltre alla teoria, possa spendere 2 parole anche sotto il profilo esperienzale.

Ovviamente spero che tutte queste domande non abbiano infastidito nessuno, ma anzi siano anche di aiuto a chi come me muove i primi passi in questo mondo tanto bello e tanto districato.

P.S. se volesse consigli sulla realizzazione delle pavimentazioni può scrivermi in privato.

D.P.

[MarioBon]

...
1-bis) cosa succede se invece di 1 diffusore ne ho 2 (come in un classico impianto stereo)?
1-ter) cosa accade se anziché ad 1m sono posizionato a 2m (sia con 1 diffusore, sia con 2)? ed a 3m?
1-quater) qual'è la relazione matematica che lega, potenza erogata---->SPL prodotti?
1-quinquies) qual'è la relazione matematica che lega SPL prodotti-----> distanza d'ascolto?
1-sexies) qual'è la relazione matematica che lega SPL voluti-------> distanza d'ascolto ? (per SPL voluti intendo con X diffusore che ha Y sensibilità voglio a Z metri un valore K di SPL)

1-bis) se i canali sono uguali +6 dB sul suono diretto
1-ter) -6 dB sul suono diretto a 2 meti -9.54 a 3 metri
1-quater) risposta non immediata: dipende da diverse cose tra cui il rendimento ed il fattore di direttività
1-quinquies) l'SPL, in campo lontano, diminuisce di 6 dB per ogni raddoppio della distanza
1-sexies) vedi l'equazione di Hopkins-Stryker

Da potenza acustica a SPL
In tutti i libri che trattano l'acustica degli ambenti si trova questa relazione:

Lw è il livello di potenza acustica erogata dalla sorgente.
Quando la pressione di riferimento vale 20 microPascal e la potenza acustica di riferimento vale 10^(-12) (dieci alla meno dodici) Watt si scrive:

posto r=1 (alla distanza di un metro)
SPL = Lw + 10log(Q) - 10log(4 p_greca)= SPL = Lw + 10log(Q) - 10.99 = Lw + DI - 10.99 in dB

dove DI è l'indice di direttività = 10 log(Q)
Per la sfera pulsante Q=1, posto:
potenza acustica = 1 Watt
Potenza acustica di riferimento= 10^(-12) Watt
Pressione acustica di riferimento = 20 microPascal
r = 1 metro

risulta:
SPL = 120 + 0 - 10.99 in dB = 109.01
A questi va aggiunta una correzione per tenere conto della temperatura ambiente e si arriva a 109.2 dB che rappresentano l'SPL prodotto da una sfera pulsante ideale misurata a un metro nello spazio libero e alimentata con 1 Watt elettrico. Questo valore è usato come riferimento.
Nessuna sorgente fisica che irradi in modo omnidirezionale può produrre (con un Watt elettrico in ingresso più di 109.2 dB SPL riferiti ad a un metro di distanza). Quindi scrivere che una sorgente produce 110 dB/1W/1m (senza ulteriori specificazioni) non può essere considerato corretto.

[MarioBon]

....
1-septies) visti i diversi metodi di misura della sensibilità, qual'è quello che si avvicina di più al valore reale?

2-bis) la sua risposta si verifica anche nel caso di un diffusore (faccio un esempio) : 3 vie----> 1 tweeter, 1 mid, 3 woofer - oppure estremizzando 6 vie ----> 2 tweeter , 8 mid , 15 woofer ??

1-septies) Un buon metodo è valutare la sensibilità tra 300 e 5000 Hz, Stereophile usa rumore rosa e un fonometro con il filtro di pesatura B e ottiene valori praticamente corrispondenti a quelli misurati da GPM.

2-bis) la misura va fatta nel campo libero e lontano. Più la sorgente è estesa e più lontano si deva andare ma la definizione non cambia.

[MarioBon]

....
1-septies) visti i diversi metodi di misura della sensibilità, qual'è quello che si avvicina di più al valore reale?

2-bis) la sua risposta si verifica anche nel caso di un diffusore (faccio un esempio) : 3 vie----> 1 tweeter, 1 mid, 3 woofer - oppure estremizzando 6 vie ----> 2 tweeter , 8 mid , 15 woofer ??

1-septies) Un buon metodo è valutare la sensibilità tra 300 e 5000 Hz, Stereophile usa rumore rosa e un fonometro con il filtro di pesatura B e ottiene valori praticamente corrispondenti a quelli misurati da GPM.

2-bis) la misura va fatta nel campo libero e lontano. Più la sorgente è estesa e più lontano si deva andare ma la definizione non cambia.