Quanti watt per ciascuna via...?

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F.Calabrese
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Quanti watt per ciascuna via...?

#1 Messaggio da F.Calabrese » domenica 14 febbraio 2016, 14:15

Di sicuro ne abbiamo già parlato, ma esiste un metodo relativamente semplice ed accessibile a tutti per calcolare quale sia la potenza di picco necessaria perché nessuno dei diversi ampli impiegati in un sistema multiamplificato finisca per clippare. Ve lo rispiego volentieri, citando nuovi ed interessanti risultati.

La strumentazione di misura è semplice: basta una normale scheda audio con ingressi di linea, cui sarà saggio collegare dei cavetti che terminano in un attenuatore (p.es. 30:1), realizzato con due resistenza di valore elevato rispetto all'impedenza degli altoparlanti. (p.es. 3300 ohm in serie e 100 ohm in parallelo all'ingresso linea). Come software di acquisizione ed analisi io consiglio Cool Edit pro 2, ma se ne trovano di ogni tipo (p.es. Audacity).

Come prima cosa occorre calibrare la nostra "catena di misura", utilizzando come segnale di prova un tono sinusoidale, la cui ampiezza è stata regolata con precisione su un valore noto (p.es. 1 Volt), misurato con un tester non ignobile. Non è necessaria la precisione a più zeri...! La calibrazione va fatta separatamente per i due canali, in quanto i due attenuatori possono avere valori di attenuazione leggermente.

Una volta fatto questo si collegano i due ingressi ai cavetti/attenuatori, che -a loro volta- saranno collegati alle uscite dei diversi ampli. Per sicurezza è conveniente collegare un canale sempre alla stessa vie (p.es. gli alti), cambiando volta per volta il solo secondo canale.
Peer le misure conviene scegliere un brano molto energetico e ricco di picchi di elevato valore: io trovo perfetta la track-5 di The Wall, dei Pink Floyd.

Una volta registrate le singole uscite, occorre utilizzare le funzioni statistiche di Cool Edit Pro2 (o le schermate ingrandite con gli altri software) per individuare i livelli di Picco per ogni via. Mi raccomando di eseguire la prova a livelli inferiori rispetto a quello in cui clippa il meno potente dei finali, in modo che non vi siano ambiguità nei risultati.

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F.C.

F.Calabrese
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Re: Quanti watt per ciascuna via...?

#2 Messaggio da F.Calabrese » domenica 14 febbraio 2016, 14:36

Ed ecco i risultati per i miei nuovi impianti, per la versione a tre vie attive (più un taglio passivo tra mid alto e tweeter).

Calibrazione a 315 Hz: -34 dB per 1 Volt RMS (=1,1412 Volt di Picco). Livello di prova 109 dB di Picco, a 4 metri dai diffusori, in un grande salone.

Subwoofers con 18"/47cm. in doppia cavità= 18 Watt rms.

Medio-bassi a tromba con 8"/20cm = 5 watt rms.

Medio-alti e tweeter a tromba (8"/2ocm.+ driver 1")= 4 watt rms.

Ora non resta che tradurre questi livelli per un valore di Picco "serio", vale a dire 120 deciBel (a 4 metri dai due diffusori): basta aggiungere 11 dB ai nostri 109 dB di livello di prova. Questo significa moltiplicare le potenze che abbiamo rilevato per 12,5 volte.

Subwoofers: 18 x 12,5 = 225 Watt rms (450 watt di picco, per ciascuno dei due Sub).

Medio-bassi: 5 x 12,5 = 62,5 Watt rms (125 watt di picco, per canale).

Medio-alti e tweeter = 4 x 12,5 = 50 Watt rms (100 Watt di picco, per canale).

I conti tornano perfettamente, perché 450 + 125 + 100 fa 675 Watt di picco per canale, cioè 1350 Watt totali, vale a dire 31 dB al di sopra di UN Watt.

Se il rendimento dei diffusori è di 100 dB/1W/1m abbiamo 131 dB ad un metro, vale a dire 131 - 6 = 125 dB a due metri e 125 - 6 = 119 dB a 4 metri...

Ricordate che il livello di picco (per transienti brevissimi) diminuisce di 6 dB per ogni raddoppio di distanza.

Segue
F.C.

F.Calabrese
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Re: Quanti watt per ciascuna via...?

#3 Messaggio da F.Calabrese » domenica 14 febbraio 2016, 14:40

F.Calabrese ha scritto:...
Ora non resta che tradurre questi livelli per un valore di Picco "serio", vale a dire 120 deciBel (a 4 metri dai due diffusori): basta aggiungere 11 dB ai nostri 109 dB di livello di prova. Questo significa moltiplicare le potenze che abbiamo rilevato per 12,5 volte.

Subwoofers: 18 x 12,5 = 225 Watt rms (450 watt di picco, per ciascuno dei due Sub).

Medio-bassi: 5 x 12,5 = 62,5 Watt rms (125 watt di picco, per canale).

Medio-alti e tweeter = 4 x 12,5 = 50 Watt rms (100 Watt di picco, per canale)...


Come potete vedere, ci siamo perfettamente con l'impiego di un ampli a transistor sui Sub e due buoni valvolari sui medio-bassi e medi+alti.

Attenzione al fatto che i valori sono misurati e calcolati per un salone enorme, di 250 metri cubi...

In un ambiente di proporzioni normali basterebbe ed avanzerebbe la metà di queste potenze (per una distanza di ascolto di circa tre metri).

Naturalmente questi rilevamenti ed i successivi calcoli sono validi impianto per impianto, tenendo conto delle frequenze di taglio e della pendenza dei filtri (attivi, in questo caso, ma i passivi erano comunque presenti, in ausilio)

Troverete questi stessi tre post nel thread dedicato ai miei nuovi impianti.

Saluti
F.C.

sm63
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Re: Quanti watt per ciascuna via...?

#4 Messaggio da sm63 » domenica 14 febbraio 2016, 18:54

F.Calabrese ha scritto:Ed ecco i risultati per i miei nuovi impianti, per la versione a tre vie attive (più un taglio passivo tra mid alto e tweeter).

Calibrazione a 315 Hz: -34 dB per 1 Volt RMS (=1,1412 Volt di Picco). Livello di prova 109 dB di Picco, a 4 metri dai diffusori, in un grande salone.

Subwoofers con 18"/47cm. in doppia cavità= 18 Watt rms.

Medio-bassi a tromba con 8"/20cm = 5 watt rms.

Medio-alti e tweeter a tromba (8"/2ocm.+ driver 1")= 4 watt rms.

Ora non resta che tradurre questi livelli per un valore di Picco "serio", vale a dire 120 deciBel (a 4 metri dai due diffusori): basta aggiungere 11 dB ai nostri 109 dB di livello di prova. Questo significa moltiplicare le potenze che abbiamo rilevato per 12,5 volte.

Subwoofers: 18 x 12,5 = 225 Watt rms (450 watt di picco, per ciascuno dei due Sub).

Medio-bassi: 5 x 12,5 = 62,5 Watt rms (125 watt di picco, per canale).

Medio-alti e tweeter = 4 x 12,5 = 50 Watt rms (100 Watt di picco, per canale).

I conti tornano perfettamente, perché 450 + 125 + 100 fa 675 Watt di picco per canale, cioè 1350 Watt totali, vale a dire 31 dB al di sopra di UN Watt.

Se il rendimento dei diffusori è di 100 dB/1W/1m abbiamo 131 dB ad un metro, vale a dire 131 - 6 = 125 dB a due metri e 125 - 6 = 119 dB a 4 metri...

Ricordate che il livello di picco (per transienti brevissimi) diminuisce di 6 dB per ogni raddoppio di distanza.

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F.C.
Chiaro fino a un certo punto .....mi spiego non capisco per quele motivo sommi la potenza delle singole amplificazioni ...visto che ... amplificano gamme differenti ...oltre questo mi pare non vedere nel calcolo il contributo del secondo canale ...grosso mono + 6 bB ....tanto per intenderci ammetti di no multi amplificare quanta potenza occorerebbe per ottenere lo stesso SPL a 4 metri ? ....teoricamente soli 450 Watt ...in questo caso andrebbero considerate le attenuazione passive per le vie piu' alte ...

Tiromancino
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Re: Quanti watt per ciascuna via...?

#5 Messaggio da Tiromancino » domenica 14 febbraio 2016, 19:02

F.Calabrese ha scritto: basta aggiungere 11 dB ai nostri 109 dB di livello di prova
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ovvero ipotizzi un fattore di cresta di 11 db ?

bepi67
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Re: Quanti watt per ciascuna via...?

#6 Messaggio da bepi67 » domenica 14 febbraio 2016, 20:04

sm63 ha scritto:
Chiaro fino a un certo punto .....mi spiego non capisco per quele motivo sommi la potenza delle singole amplificazioni ...visto che ... amplificano gamme differenti ...oltre questo mi pare non vedere nel calcolo il contributo del secondo canale ...grosso mono + 6 bB ....tanto per intenderci ammetti di no multi amplificare quanta potenza occorerebbe per ottenere lo stesso SPL a 4 metri ? ....teoricamente soli 450 Watt ...in questo caso andrebbero considerate le attenuazione passive per le vie piu' alte ...
Perché la potenza è additiva.

Supponi di avere un amplificatore unico con il quale amplifichi prima un segnale a 100 Hz con il quale eroga 50 Wrms e poi amplifichi un segnale a 3 kHz con il quale eroga 20Wrms, se li amplifichi insieme, pari livello, l'amplificatore erogherà ? magia........70 Wrms......pensa un po'...
Il ragionamento vale anche se multiamplifichi.

Quello che può confondere le idee è il concetto espresso di "valore di picco", che è più corretto associare al valore della tensione piuttosto che applicato ad una potenza, per il quale avrebbe più senso definire il valore di "potenza massima istantanea".

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

F.Calabrese
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Re: Quanti watt per ciascuna via...?

#7 Messaggio da F.Calabrese » domenica 14 febbraio 2016, 21:12

sm63 ha scritto:Chiaro fino a un certo punto .....mi spiego non capisco per quele motivo sommi la potenza delle singole amplificazioni ...visto che ... amplificano gamme differenti ...oltre questo mi pare non vedere nel calcolo il contributo del secondo canale ...grosso mono + 6 bB ...
Sommo le potenze solo perché il rendimento delle tre vie è praticamente identico (in quanto è stato allineato così tramite il crossover passivo).

Quanto all'addizione dei due canali... ti confermo i 6 dB...

Saluti
F.C.

bepi67
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Re: Quanti watt per ciascuna via...?

#8 Messaggio da bepi67 » domenica 14 febbraio 2016, 22:38

F.Calabrese ha scritto: il rendimento delle tre vie è praticamente identico
Ovviamente davo per scontata questa ipotesi nella mia spiegazione di cui sopra.

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

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Re: Quanti watt per ciascuna via...?

#9 Messaggio da F.Calabrese » lunedì 15 febbraio 2016, 11:55

F.Calabrese ha scritto:...
Ora non resta che tradurre questi livelli per un valore di Picco "serio", vale a dire 120 deciBel (a 4 metri dai due diffusori): basta aggiungere 11 dB ai nostri 109 dB di livello di prova. Questo significa moltiplicare le potenze che abbiamo rilevato per 12,5 volte.

Subwoofers: 18 x 12,5 = 225 Watt rms (450 watt di picco, per ciascuno dei due Sub).

Medio-bassi: 5 x 12,5 = 62,5 Watt rms (125 watt di picco, per canale).

Medio-alti e tweeter = 4 x 12,5 = 50 Watt rms (100 Watt di picco, per canale)...
E se ci accontentassimo di "appena" 115 dB, vale a dire quanto basta ed avanza per qualsiasi bel pieno orchestrale...?

Basta dividere le potenze di cui sopra per TRE (-5 dB), per cui:

Subwoofers: 18 x 12,5 : 3 = 75 Watt rms (150 watt di picco, per ciascuno dei due Sub).

Medio-bassi: 5 x 12,5 : 3 = 21 Watt rms (42 watt di picco, per canale).

Medio-alti e tweeter = 4 x 12,5 : 3 = 17 Watt rms (34 Watt di picco, per canale)


Siamo dinanzi ad un impianto potenzialmente spettacolare: immaginate due monotriodi Single Ended con le 845 per le due vie superiori ed un ottimo finale a valvole con pentodi per il Sub (in alternativa un bel finale correntoso a transistor...).

Buon divertimento
F.C.

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