3D Fondamentale: QUANTI WATT per ampli e diffusori ???

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F.Calabrese
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3D Fondamentale: QUANTI WATT per ampli e diffusori ???

#1 Messaggio da F.Calabrese » mercoledì 10 giugno 2015, 18:19

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Vi siete mai chiesti in base a quale criterio si scelgano le potenze degli ampli e dei diffusori con cui ascoltate...?

Beh... nel 99 per cento dei casi il criterio è semplicissimo: "SI FA QUEL CHE SI PUO'..."
...nel senso che le Aziende propongono prodotti nelle fasce di prezzo più appetibili, utilizzando la leva pubblicitaria (riviste incluse) per illudere gli acquirenti del fatto che quelle potenze siano adeguate, il che non è quasi mai vero.

Io credo che sia venuto il momento di esaminare insieme un procedimento logico ed al contempo assolutamente tecnico-scientifico, che ci consenta di arrivare a conclusioni molto più precise delle solite "chiacchiere da bar", ivi incluse le sciocchezze tante volte pubblicate sulle riviste del settore (per ovvi e reconditi motivi).

Voglio dedicare questo thread ai lettori che pensano che questo Forum dovrebbe sparire, per lasciare di nuovo il campo libero ai soliti arronzatori, pataccari, affabulatori... che hanno già imperversato per 20-30 anni, impunemente.

Voglio dedicarlo anche agli appassionati che vorranno capire quali sono i principi progettuali dei miei nuovi e più recenti impianti, che farò ascoltare volentieri appunto a quei soli appassionati che siano veramente interessati alle prestazioni dei loro impianti, e non al colore dei VU-meters.

Si parte con il prossimo post.

Saluti
F.C.

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#2 Messaggio da F.Calabrese » mercoledì 10 giugno 2015, 18:43

De problema dei livelli sonori "dal vivo" ne abbiamo discusso già diverse volte, per esempio qui:
viewtopic.php?f=5&t=452&start=0

Il punto è che a pochi o nessuno di noi interessa -in verità- ascoltare solo e soltanto voci e chitarre, tant'é che -se vi chiedete quante volte siete andati ad ascoltare dal vivo cose del genere (non amplificate)- vi renderete conto che si tratta di una casistica del tutto insolita. Eppure, se ci pensate, la maggior parte degli audiofili elegge questo tipo di brani come riferimento, quando giudica le caratteristiche di ampli e diffusori... Non è un caso, vedremo...

Lasciamo quindi perdere le amenità idiofile e parliamo seriamente... per esempio di orchestre... (del Pop-Rock ce ne occuperemo subito dopo) che potete ascoltare in un grande Auditorium, come questo:

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Oppure in uno più piccolo, come questo:

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Ovviamente la compagine orchestrale sarà diversa, nei due casi, ma NON riuscirà a compensare le differenze in termini acustici, come hanno evidenziato decine e decine di misurazioni che io stesso ho effettuato -in vari spazi- con un fonometro calibrato e certificato.

Diciamo che i livelli del piccolo Auditorium sono 6 (sei) deciBel superiori rispetto a quelli rilevabili nelle gallerie di un grande Auditorium (p.es. nella Galleria-1, che si vede alle spalle di Pappano, nella foto in alto). Nemmeno avvicinandosi fino ai lati dell'orchestra si guadagna granché, nei grandi Auditori... diciamo meno di 3 deciBel.

Dunque un riferimento ragionevole potrebbe essere quello di dimensionare il nostro impianto in modo di consentire gli stessi livelli di Picco Lineare rilevati in Galleria-1, aggiungendo un margine di 3 (tre) deciBel per compensare la nota "fiacchezza" di questa Sala. Saremo dunque tre dB al di sotto dei livelli di Picco rilevabili ed ascoltabili in un piccolo Auditorium da 700 posti.

Siete d'accordo, fin qui...???

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#3 Messaggio da F.Calabrese » mercoledì 10 giugno 2015, 18:54

Ora scegliamo un brano orchestrale "impegnativo", per esempio la Marcia Funebre di Sigfrido, di Wagner, che ho personalmente misurato (e registrato, in mono) dalla Galleria 1, fila 4, della Sala Santa Cecilia. I Picchi lineari arrivavano a 110 deciBel.

Ora fate attenzione a quello che facciamo, in sequenza logica.

La prima cosa da fare è quella di riprodurre il nostro File (mono, in questo caso) in modo di replicare nel salone esattamente gli stessi livelli rilevati in Auditorium, più i tre deciBel di incremento atti a compensare la fiacchezza della Sala Santa Cecilia. Ecco qui sotto il tracciato fonometrico, con in alto i Livelli di Picco Lineare rilevati ogni secondo (in verde) ed in basso i Livelli Equivalenti ponderati "A" (in blu) sempre ad intervalli di un secondo. Come potete vedere abbiamo giusti giusti 113 dB, con il guadagno in ingresso del DCX-2496 settato su -10 deciBel.

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Questo brano è molto indicativo, perché è di sola orchestra, senza organo o cori: più avanti esamineremo il finale dell'Ottava Sinfonia di Mahler, dove ci sono anche questi contributi energetici.

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F.C.

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#4 Messaggio da F.Calabrese » mercoledì 10 giugno 2015, 19:10

A questo punto facciamo una grossa furbata: registriamo digitalmente quello che esce dai due amplificatori che pilotano -rispettivamente- i Sub ed i Satelliti del nuovo impianto, di cui parleremo solo al termine della parte iniziale del thread.

La registrazione è effettuata tramite attenuatori passivi, bilanciati, che permettono di mandare il segnale pieno al piccolo registratore 24 Bit - 96 KHz, in modo che ad una tensione di 1 Volt corrisponda un livello di -45 deciBel... Ora guardate...

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La traccia in alto è quella del finale del Sub di sinistra, mentre quella in basso è registrata dall'uscita (sinistra) del prototipo di Graaf GM-400 utilizzato per amplificare i due Satelliti di questo piccolo ma potentissimo impianto...
Come potere vedere, il livello di potenza ai Sub è INFERIORE, rispetto alla potenza inviata ai Satelliti.

Ora passiamo ai numeri:

Ai SUB arrivano appena 8 Watt di Picco Lineare (su 8 ohm), mentre ai Satelliti occorrono oltre 30 Watt di Picco (su 8 ohm), ma solamente un quarto di Watt medio... e quest'ultimo dato spiega bene il perché gli ampli che soffrono di distorsione d'incrocio suonano così orrendamente con la musica Classica...

Ovviamente si tratta di un impianto efficientissimo... perché in realtà ai trasduttori arriva tra un terzo ed un quarto di queste potenze, se escludiamo le (volute) attenuazioni del filtro ed il contributo degli autotrasformatori (presenti sulle vie basse, ma non sui tweeters, per ora).

Ora passiamo a Mahler, non prima di aver segnalato che l'ascolto a questi livelli è assolutamente EMOZIONANTE, ma proprio per nulla fastidioso... anzi...

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#5 Messaggio da F.Calabrese » mercoledì 10 giugno 2015, 19:22

Ed eccovi il tracciato fonometrico del Finale dell'Ottava Sinfonia di Mahler, con 3 cori ed organo, oltre l'orchestra, registrato sempre nella Galleria G-1 della Sala Santa Cecilia e riprodotto nel mio salone (250 metri cubi) con il controllo di livello del DCX-2496 regolato su -10 dB.
Dire che si trattava di un ascolto emozionante è dire davvero poco... era da lagrime agli occhi !

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Ancora una volta i livelli di Picco Lineare (curva in alto, in verde) corrispondono a quelli dal vivo, più 3 dB di correzione.
Notate che i livelli medi ponderati "A" raggiungono la bellezza di 97 dB"A": un livello da pista da ballo di discoteca...!!!

Ecco le forme d'onda registrate ai capi dei due ampli, dei Sub (in alto) e dei Satelliti (in basso):

Immagine

Questa volta i Sub lavorano -finalmente- almeno quanto i Satelliti...

Ed ora passiamo -anche qui- ai numeri:

Ai SUB arrivano 160 Watt di Picco Lineare (su 8 ohm), mentre ai Satelliti occorrono meno di 30 Watt di Picco (su 8 ohm), ma solamente 0,6 Watt medi...

Ed ecco anche gli spettri registrati ai terminali degli ampli dei Sub e dei Satelliti:

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Come potete vedere c'è energia anche a 30 Hz, mentre si deve all'Organo (amplificato... purtroppo) quella fondamentale ad 80 Hz e l'armonica a frequenza doppia...

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#6 Messaggio da F.Calabrese » giovedì 11 giugno 2015, 0:03

Ora però passiamo al Pop-Rock, vale a dire ad un tipo di esecuzioni musicali dove l'amplificazione è parte integrante dello spettacolo dal vivo. Ebbene, il caso vuole che proprio io sia stato incaricato da David Zard di misurare i livelli durante il concerto dei Pink Floyd allo Stadio Flaminio, tanti anni fa... Dalla posizione del mixer misurai 124 dB di Picco Lineare, assolutamente indistorti, visto che il loro impianto aveva "appena" 350 mila watt di ampli SAE P-500 e P250, per l'occasione.

L'incisione in CD di The Wall è abbastanza poco compressa da riprodurre bene quella dinamica, per cui ho provato a regolare il mio nuovo impianto per quel livello, salvo poi scendere ad appena 122 dB di Picco Lineare, in modo di essere sicuro che nessuno degli ampli arrivasse a fondo corsa... In fondo due dB non sono poi così avvertibili...!

Il modo per accertarsi che gli ampli non clippino è semplicissimo: basta ripetere la misura dei Livelli di Picco Lineare regolando il livello sonoro in modo che ogni volta cresca di 3 dB. Si arriverà ad un punto in cui l'incremento diventa minore, ma per osservarlo correttamente occorre rilevare le uscite di ciascun ampli, come appunto è stato fatto in questo caso. Ecco dunque il tracciato del fonometro, con il controllo di volume del DCX-2496 regolato su -2 dB:

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Come al solito, in alto (in verde) vedete i Livelli di Picco Lineare, rilevati ad intervalli di un secondo... mentre la curva in basso (in blu) mostra i Livelli Equivalenti (=medi) ponderati "A", rilevati sempre ogni secondo.

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#7 Messaggio da F.Calabrese » giovedì 11 giugno 2015, 0:08

Queste sono le forme d'onda registrate ai terminali dell'ampli del Sub sinistro (in alto) e del satellite sinistro (in basso):

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Notate il notevole contenuto di basse, sempre assai impulsive... Con buona pace di quelli che "nel loro impianto non le sentono"... (ed a noi dispiace per loro...!)

Anche gli spettri delle uscite degli ampli dei Sub (in azzurro) e dei Satelliti (in rosso) mostrano chiaramente questo dislivello.

Immagine

Ora però fate attenzione ai numeri, ricordando che abbiamo regolato l'impianto in modo di rientrare nei suoi limiti di linearità, per cui NESSUN AMPLI CLIPPA...

Ebbene, in queste condizioni l'ampli dei Sub eroga la bellezza di 1700 Watt di Picco sul carico nominale di 8 ohm, vale a dire un capello in meno dei 2 KWatt di Picco che sono il massimo che possano erogare i finali utilizzati, che sono connessi a ponte... (ma in realtà vedono un carico di 20 ohm, per cui i Watt effettivi sui trasduttori sono meno di un terzo...).

Quanto all'ampli dei satelliti... il suo Livello di Picco Lineare è di ben 190 Watt su 8 ohm nominali, vale a dire ancora una volta poco meno della potenza massima erogabile da quello che è solo un prototipo sottodimensionato del Graaf GM-400. Anche in questo caso ai trasduttori arriva molto meno, ma di questo discuteremo separatamente...

Ora fate bene attenzione: a questi elevatissimi valori di Picco Lineare corrispondono -in realtà- dei valori assolutamente ragionevoli di potenza media RMS... vale a dire appena 25 watt su ogni Sub ed 1,6 watt su ciascun Satellite.


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#8 Messaggio da F.Calabrese » giovedì 11 giugno 2015, 1:32

Ebbene... siamo arrivati al punto di trarre le prime conclusioni.

Abbiamo visto che per riprodurre senza clipping anche i più scatenati pieni orchestrali, agli stessi livelli di un buon Auditorium, sono stati sufficienti 160 Watt per ciascun Sub ed una trentina di watt di Picco per ciascun satellite, con un taglio a 110 Hz. Tenete presente che la distanza d'ascolto (e di misura) era di ben 3 metri e mezzo, in un salone da 250 metri cubi... vale a dire assai più alto e vasto della media degli ambienti d'ascolto domestici.

Quando però si passa alla musica Pop-Rock (quella non compressa, o appena compressa...) le potenze si innalzano verticalmente, per cui occorrono circa 2 KWatt di Picco per ciascun Sub e circa 200 Watt per ciascun satellite, con buona pace dei sostenitori delle amplificazioni valvolari (di costo accettabile...).

Ora però voi mi direte che tutti questi ragionamenti restano campati in aria, se non facciamo entrare nei calcoli il rendimento dei diffusori... Ed avete perfettamente ragione...

Per questo, contravvenendo ad una promessa di giorni fa, vi posterò la risposta di Sub+Satelliti della versione più "piccola" dei miei nuovi impianti, vale a dire quella che impiega due Satelliti da 60 litri ciascuno e due Sub da 75 litri l'uno, con smoothing a terzi d'ottava. Per linearizzarla a questo livello sono stati necessari due-tre piccolissimi interventi, che all'ascolto risultano inavvertibili, per cui la risposta percepita resta la stessa, sia con l'equalizzazione che senza.

Questa curva, che è le media di due canali, è stata rilevata tramite il microfono di un fonometro B&K calibrato e certificato, ed è relativa ad un livello di UN watt su 4 ohm, a tre metri e mezzo di distanza da UN diffusore...

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Come potete vedere, il livello medio è di 86 dB a 3,5 m., ovvero 97 dB/1W/1metro... ma con un "trucco alla rovescia".

Questi impianti adottano un tipo di crossover passivo completamente diverso da tutti quelli reperibili in circolazione, se si eccettua la prima versione delle Rogers LS 3/5a, quella originale. Sia i Sub che i bassi -e medi- impiegano degli autotrasformatori per innalzare il carico visto dagli ampli, proprio per ottenere prestazioni all'ascolto altrimenti inavvicinabili dagli ampli a stato solido. Le perdite di questo filtro -come potete vedere- non sono assolutamente un problema, anzi...

Per chi volesse impiegare amplificazioni valvolari di minore potenza, basterà bypassare i filtri passivi, multiamplificando e sfruttando così la vera efficienza dei trasduttori delle tre vie superiori, che è superiore ai 100 dB/1W/1metro.

Rifletteteci per un attimo... e poi leggete il post successivo...!

Segue
F.C.

P.S.: Le oscillazioni della risposta in basso sono causate dalla collocazione ad angolo dei due Sub "piccoli", dei bass-reflex da appena 75 litri di ingombro. Con i Sub "grandi" (le lavatrici...) la risposta in basso è più piatta ed estesa sino a 21 Hz.

F.Calabrese
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#9 Messaggio da F.Calabrese » giovedì 11 giugno 2015, 1:44

Ora vi invito tutti a fare una serena riflessione...

Abbiamo appena esaminato il caso di un ragionamento non solo LOGICO, ma anche supportato dal risultati di numerose misurazioni, eseguite con grandissima precisione e facilmente ripetibili da chiunque voglia fare verifiche.

Ora riflettiamo insieme sul fatto che una distanza d'ascolto di 3 metri e mezzo non è assolutamente da considerare anomala, anzi... E per quanto riguarda il contributo energetico delle riflessioni... Beh... quelle da pavimento, soffitto e pareti laterali ci sono assolutamente tutte, anche se piuttosto ritardate e pertanto relativamente innocue (ma i Sub sono in angolo...!).

Dunque i dati che abbiamo ricavato sono da considerare assolutamente normali, per un grande impianto in un bell'ambiente.

Ebbene... con diffusori efficienti poco meno di 100 dB/1W/1m occorrono quasi 2 KWatt per ciascun Sub ed almeno 200 Watt per ogni Satellite... per non far clippare gli ampli.

Però attenzione... abbiamo anche visto che i livelli medi oscillano intorno al Watt o poco più per i satelliti, e non superano i 25 watt sui Subwoofers...!!!

Già... proprio così...

Ora potete voi stessi dedurre che, con i "soliti" diffusori, almeno dieci volte meno efficienti, occorrerebbero potenze impensabili, se si vuol escludere la possibilità del clipping...

Quindi potete dedurre che:
TUTTI GLI APPASSIONATI (*) ASCOLTANO CON GLI AMPLI IN CLIPPING...!!!

(*): Tranne i pochissimi che hanno diffusori più efficienti di 100 dB/1W/1m, rari come le mosche bianche...

Ora io vi chiedo di riflettere sul perché NESSUNA rivista abbia mai proposto una verifica ragionata, come questa... Paura di scoprire la realtà...??? 8-) :lol: ;)
Non solo... ma vi prego anche di riflettere sul fatto che le differenze che tutti ascoltiamo quando passiamo da un finale all'altro possono essere più che ragionevolmente attribuite ad un diverso comportamento in condizioni di sovraccarico o clipping... perlomeno con il Pop-Rock.


A domani
Saluti
F.C.

P.s.: Ultimissima riflessione... Ma quale forum, oltre questo, ha mai pubblicato dati così precisi e significativi...?
Me lo dite ?

violone 32'
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Re: 3D Fondamentale: QUANTI WATT per ampli e diffusori ???

#10 Messaggio da violone 32' » giovedì 11 giugno 2015, 8:06

Questo 3d è uno spettacolo , grazie Fabrizio.

ps immagina i livelli se per Mahler c'era un'Organo vero e adeguato alla sala ( quattro 32' reali almeno )
Aldo Tenca

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