Una misura interessante quanto sconosciuta

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Una misura interessante quanto sconosciuta

Messaggio da F.Calabrese » giovedì 24 maggio 2012, 20:42

Siamo quasi tutti stati lettori delle riviste del settore, ed abbiamo tutti letto decine di prove, spesso corredate di decine di grafici.

Nel caso degli amplificatori i risultati sono tipicamente quantitativi, nel senso che le attuali misure dicono pochissimo del "suono" che caratterizzerà quel dato ampli...

Nel caso dei diffusori, invece, il dato quantitativo sembra essersi perso in una cortina di nebbia impenetrabile... Ed anche qui ne soffre la possibilità di trarne deduzioni circa la "qualità all'ascolto"...!!!

Fateci caso: il 99 per cento dei diffusori hanno risposte in asse ed in ambiente più che lineari, e sopportano potenze impulsive elevatissime, sebbene questo avvenga in media al di sopra di 60-80 Hz...

Però sappiamo tutti che il 99 per cento dei diffusori NON suona nello stesso modo... anzi...!!!

Iniziamo con questo thread a rivedere insieme, criticamente, le più comuni misure, tentando di trovare una via d'uscita dalla loro attuale ambiguità.

Partiamo dalla VERA potenza dei diffusori... osservate bene il grafico qui sotto:

Immagine

Si tratta dei valori di Picco Lineare (curva in alto, in verde) e di Livello Equivalente ponderato "A" (curva in basso, in blu) che ho rilevato la settimana scorsa in Auditorium, durante l'esecuzione della Marcia Funebre di Sigfrido, di Wagner.
Notate che tra il valore di picco e quello energetico medio (ponderato "A"...) ci sono quasi costantemente venti deciBel di differenza, cento volte... E questo accade con la musica dal vivo, in assenza di qualsiasi compressione...

Attenzione...ora: questo vuol dire che se per riprodurre un picco di X dB occorreranno 300 Watt, allora il livello medio di energia che la bobina mobile dell'altoparlante dovrà dissipare sarà di appena 3 Watt. E questo in teoria dovrebbe significare che, una volta misurata la MOL del diffusore, dovremmo avere la possibilità di dedurre facilmente le sue potenzialità dinamiche... ma dopo trent'anni di prove sulle riviste, con tweeters e midranges che sopportano tutti 1 KWatt o poco meno, non credo proprio che vi sia alcuno in grado di affermare che questo sia vero...

Bene... ed allora dove sta l'errore...???

Un primo sospetto dovrebbe venirvi dall'osservazione del confronto tra i valori di distorsione armonica, di MOL e di TND...

Forse c'è qualcosa che non va in queste tre misure... di cui la prima dice poco, la seconda è troppo benevola, mentre la terza è fin troppo severa...

Prima di andare avanti, vi pongo il quesito: voi come le spiegate, queste differenze ???

Quanto alla potenza retta ed alla affidabilità, la mia osservazione è semplice semplice: sono almeno due decenni che il materiale registrato nei CD o trasmesso è soggetto a tassi di compressione semplicemente spaventosi...
Per questo accade che invece dei 20 dB di rapporto tra il livello medio e quello di Picco Lineare, se ne trovino in realtà molti di meno, non solo nelle coppie di valori a passi di un secondo, ma addirittura per l'intera durata del brano...

Ed è ovvio che -se la dinamica della nostra incisione viene ridotta a 6 dB- allora un diffusore che riproduca indistorti picchi di 300 watt dovrebbe poter sopportare ben 75 Watt continui... il che è alla portata solo e soltanto dei trasduttori professionali...

Fin qui abbiamo fatto tanta teoria, con tante belle parole... ma come si passa ai fatti...?

Semplice: si prende un diffusore e lo si collega ad un ampli della potenza consigliata dal costruttore del diffusore. Poi si regola il guadagno dell'ampli in modo che sfiori il clipping nei passaggi più impegnativi... e si mandano diversi brani di seguito, scelti tra quelli più impegnativi (alias compressi...). Dopo un poco, si disconnette per un secondo (o meno) il diffusore e se ne misura l'impedenza... confrontando il valore "a caldo" con quello rilevato precedentemente, a diffusore freddo, vale a dire a temperatura ambiente...

Con grande sorpresa, vi accorgerete che l'impedenza cambia, e non di poco: all'innalzarsi della temperatura delle bobine mobili, la resistenza del filo di rame o di alluminio arriva quasi a raddoppiare...!!!

Una misura ben eseguita permette appunto di ricavare la temperatura delle bobine mobili, partendo appunto dalla misura dell'impedenza...!!!

E dato che la massima parte dei trasduttori impiega collanti la cui tenuta a caldo è assolutamente simile... ecco trovato un modo di capire quale sia il "limite termico" del particolare diffusore misurato... (a seconda di quanto compresso sia ciò che si ascolta solitamente...)

Che ve ne pare...???

Saluti
F.C.

Paolo Eugeni

Re: Una misura interessante quanto sconosciuta

Messaggio da Paolo Eugeni » giovedì 24 maggio 2012, 22:51

F.Calabrese ha scritto:
Semplice: si prende un diffusore e lo si collega ad un ampli della potenza consigliata dal costruttore del diffusore. Poi si regola il guadagno dell'ampli in modo che sfiori il clipping nei passaggi più impegnativi... e si mandano diversi brani di seguito, scelti tra quelli più impegnativi (alias compressi...). Dopo un poco, si disconnette per un secondo (o meno) il diffusore e se ne misura l'impedenza... confrontando il valore "a caldo" con quello rilevato precedentemente, a diffusore freddo, vale a dire a temperatura ambiente...

Con grande sorpresa, vi accorgerete che l'impedenza cambia, e non di poco: all'innalzarsi della temperatura delle bobine mobili, la resistenza del filo di rame o di alluminio arriva quasi a raddoppiare...!!!

Una misura ben eseguita permette appunto di ricavare la temperatura delle bobine mobili, partendo appunto dalla misura dell'impedenza...!!!

E dato che la massima parte dei trasduttori impiega collanti la cui tenuta a caldo è assolutamente simile... ecco trovato un modo di capire quale sia il "limite termico" del particolare diffusore misurato... (a seconda di quanto compresso sia ciò che si ascolta solitamente...)

Il problema è che la misura con un impedenzimetro "classico", leggiamo il valore a 1 Khz, per cui misuriamo in effetti il midrange...

E se facessimo una acquisizione (mediante una scheda audio ad es) della tensione ai capi di un carico resistivo in serie al diffusore, per verificare l'andamento della corrente nel tempo e la variazione dovuta al riscaldamento delle bobine, che ne innalza la resistenza?

Marcello Croce
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Re: Una misura interessante quanto sconosciuta

Messaggio da Marcello Croce » venerdì 25 maggio 2012, 3:33

Questo amplificatore del link che segue può misurare l' impedenza del carico a cui è collegato, anche dopo aver eventualmente impostato a piacere dei limiti di tensione o corrente (max 140V e 75A di picco) che non verranno superati durante l' utilizzazione, dato che, pur essendo il modello più piccolo, eroga fino a 2400W per canale su 2 ohm, per cui questa misura di cui parla Fabrizio la si può fare assai agevolmente, disponendo di una riserva sufficiente nelle applicazioni domestiche anche con oggetti ritenuti "molto difficili da pilotare o inefficienti".
Indica contemporaneamente la tensione e la corrente erogata durante il funzionamento mediante bargraph.
Funziona con qualunque tensione di alimentazione compresa fra 100 e 240V, ed il circuito di correzione del fattore di potenza dell' alimentatore elimina pressochè qualunque problema di "cattiva ENEL".
Non scalda niente, ma comunque dispone della possibilità di illustrare in forma grafica lo storico della temperatura d'esercizio.
Ad 1/4 della potenza massima su 4 ohm (quindi circa 500W per canale), consuma circa 1400W.
Dispone anche di una compensazione dell' effetto dei cavi casse e della possibilità di alterare di +/- 2 ohm l' impedenza d' uscita e di conseguenza il fattore di smorzamento, con udibili effetti.
Naturalmente dispone di un avanzato processore digitale e convertitori al suo interno che fanno di tutto di più, ed ha normali ingressi analogici, ma anche digitali AES/EBU.
Quelli che usano solo un PC come lettore, lo possono connettere anche via Ethernet.
E' un oggetto sul mercato ormai da diversi anni, assai collaudato e molto affermato nel settore degli impianti per spettacoli. Inoltre è un prodotto italiano.

Lo segnalo nel caso non sappiate nulla della sua esistenza.

http://www.powersoft-audio.com/en/produ ... es/k2.html

mentre il software di controllo è questo:

http://www.powersoft-audio.com/en/produ ... suite.html

se poi vi interessa vedere com'è costruito e cosa c'è dentro potete guardare questa presentazione

http://www.youtube.com/watch?v=tUrhJD1feJQ

Marcello Croce
"Se il suono scadente fosse fatale, l' audio sarebbe la prima causa di morte". Don Davis

bepi67
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Re: Una misura interessante quanto sconosciuta

Messaggio da bepi67 » venerdì 25 maggio 2012, 4:33

3600 componenti per ogni amplificatore....però....altro che monotriodi :o

Ciao
Sono solo un appassionato......di lavatrici sonore !

Michele
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Re: Una misura interessante quanto sconosciuta

Messaggio da Michele » venerdì 25 maggio 2012, 7:49

Marcello Croce ha scritto:Questo amplificatore del link che segue può misurare l' impedenza del carico a cui è collegato, anche dopo aver eventualmente impostato a piacere dei limiti di tensione o corrente (max 140V e 75A di picco) che non verranno superati durante l' utilizzazione, dato che, pur essendo il modello più piccolo, eroga fino a 2400W per canale su 2 ohm, per cui questa misura di cui parla Fabrizio la si può fare assai agevolmente, disponendo di una riserva sufficiente nelle applicazioni domestiche anche con oggetti ritenuti "molto difficili da pilotare o inefficienti".
Indica contemporaneamente la tensione e la corrente erogata durante il funzionamento mediante bargraph.
Funziona con qualunque tensione di alimentazione compresa fra 100 e 240V, ed il circuito di correzione del fattore di potenza dell' alimentatore elimina pressochè qualunque problema di "cattiva ENEL".
Non scalda niente, ma comunque dispone della possibilità di illustrare in forma grafica lo storico della temperatura d'esercizio.
Ad 1/4 della potenza massima su 4 ohm (quindi circa 500W per canale), consuma circa 1400W.
Dispone anche di una compensazione dell' effetto dei cavi casse e della possibilità di alterare di +/- 2 ohm l' impedenza d' uscita e di conseguenza il fattore di smorzamento, con udibili effetti.
Naturalmente dispone di un avanzato processore digitale e convertitori al suo interno che fanno di tutto di più, ed ha normali ingressi analogici, ma anche digitali AES/EBU.
Quelli che usano solo un PC come lettore, lo possono connettere anche via Ethernet.
E' un oggetto sul mercato ormai da diversi anni, assai collaudato e molto affermato nel settore degli impianti per spettacoli. Inoltre è un prodotto italiano.

Lo segnalo nel caso non sappiate nulla della sua esistenza.

http://www.powersoft-audio.com/en/produ ... es/k2.html

mentre il software di controllo è questo:

http://www.powersoft-audio.com/en/produ ... suite.html

se poi vi interessa vedere com'è costruito e cosa c'è dentro potete guardare questa presentazione

http://www.youtube.com/watch?v=tUrhJD1feJQ

Marcello Croce

E ancora c'è chi gioca con i cavi per modificare il suono.........

Saluti
Michele

F.Calabrese
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Re: Una misura interessante quanto sconosciuta

Messaggio da F.Calabrese » venerdì 25 maggio 2012, 9:21

Veramente io intendevo una misura "alla maniera delle riviste", vale a dire eseguita con una tecnica standardizzata.

La misura dell'impedenza si può fare registrando contemporaneamente la tensione ai capi del diffusore e la corrente che vi scorre (=la tensione ai capi di una resistenza in serie) e poi dividendo la prima per la seconda.

Ci sono due aspetti delicati.

Il primo è la scelta del segnale di prova, che deve avere un contenuto spettrale simile a quello dei brani musicali e deve essere filtrato verso le bassissime (per non creare escursioni eccessive, che però raffreddano la bobina del woofer...).
Ovviamente sono da escludere il Rumore Rosa ed i Rumore Bianco, che distruggerebbero i tweeters...

Il secondo aspetto delicato consiste nel tener conto delle costanti di tempo: qualsiasi trasduttore dinamico, infatti, ha almeno due costanti termiche... di cui la prima, veloce, è data dalla massa della bobina mobile... mentre al seconda, assai più lenta, è data dalla massa del magnete. la bobina mobile ci mette qualche secondo a raggiungere la sua normale temperatura di esercizio, ma il magnete può metterci anche ore...

Queste difficoltà, non insormontabili tuttavia, spiegano il perché questa misura manchi dalle pagine di tutte le riviste.

Saluti
F.C.

P.S.: Tom Gefrusti mi ha suggerito l'impiego di termocamere, che potrebbero essere una bella idea se si vuole individuare la costante termica dei magneti. Per le bobine mobili c'è poco da fare se non misurare l'impedenza, il che però è facilitato dalla breve costante di tempo...

bepi67
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Re: Una misura interessante quanto sconosciuta

Messaggio da bepi67 » venerdì 25 maggio 2012, 10:07

E nell'ambito professionale si fanno misure del genere ? E se si, come le fanno ?

Mi spiego: i trasduttori professionali sono costruiti in modo da massimizzare la dispersione del calore dalla bobina mobile verso l'ambiente esterno in modo da raffreddare la bobina mobile, proprio per ridurre quanto possibile l'effetto derivante dal riscaldamento della bobina mobile.

Per adottare una soluzione del genere, immagino vengano eseguite delle misure di impedenza (ma forse più resistenza) della bobina mobile.

Quindi chiedo: come fanno tali misure ?
Se qualcuno è informato.....parli !

Ciao
Sono solo un appassionato......di lavatrici sonore !

F.Calabrese
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Re: Una misura interessante quanto sconosciuta

Messaggio da F.Calabrese » venerdì 25 maggio 2012, 12:57

I costruttori di trasduttori hanno certamente le loro tecniche di misura, ma manca loro un dato fondamentale: la circolazione d'aria attorno al magnete...

A parità di woofer è infatti diversissima la dissipazione di un Sub con i magneti all'esterno, come il genialissimo Electrovoice Manifold... oppure quella dello stesso woofer nei dieci litri scarsi di volume posteriore di un Sub a tromba...

http://community.klipsch.com/forums/p/94507/957642.aspx

Saluti
F.C.

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