AR-9: un crossover sbagliato ?

[F.Calabrese]

Le AR-9 sono diffusori celebri ed assai considerati, sebbene appartengano ad un periodo tardo, in cui la AR si trovava a copiare le idee che erano nate proprio tra i suoi precedenti progettisti (Allison in particolare). Ed infatti proprio da Allison era tratta l'idea di collocare il due woofer ai lati del diffusori, in modo di poterli collocare vicinissimi alla parete di fondo, evitando le cancellazioni per interferenza con riflessioni ritardate.

Ecco qui sotto il suggerimento di Allison...

Allison1974_Ang4pos.jpg (215.73 KiB) Visto 5404 volte

Ed ecco l'implementazione che ne è stata fatta nelle AR-9... Notate i due woofer posti in basso ed ai lati, quindi vicinissimi alle pareti.

acoustic_research_ar-9.jpg (85.79 KiB) Visto 5403 volte

Seguitemi con attenzione...
F.C.

[F.Calabrese]

Ora osservate con attenzione lo schema del filtro di crossover delle AR-9, soprattutto la parte in basso (cioè il filtro dei woofers).
Notate quanto sono bassi i valori di tensione massima dei condensatori: 60 e 50 Volt... (picco-picco)

AR 9 crossover.jpg (52.71 KiB) Visto 5401 volte

Come potete vedere, si tratta di un filtro tradizionale, del terzo ordine, al quale è stata aggiunta una rete LC composta dal condensatore da 2500 microfarad e dall'induttanza da 10 milliHenry. Ma a cosa serve questa rete LC...???

Per capirlo, ho effettuato una simulazione, i cui risultati li vedrete nel prossimo post.

Segue
F.C.

[F.Calabrese]

Ecco qui sotto il risultato della simulazione del filtro dei woofer della AR-9, con un carico fittizio di 4 ohm.

In alto potete vedere la risposta ai terminali dei woofers (che sono in parallelo), con o senza la rete LC composta dall'induttanza da 0,01 H e dal condensatore da 2500 uF.
Al centro potete vedere l'impedenza vista dall'amplificatore.
In basso potete osservare le tensioni relative ai capi dei condensatori da 470 uF (in rosso) e 2500 uF (in blu), rispetto alla tensione erogata dal'ampli.

AR9_xover_sim.jpg (486.1 KiB) Visto 5400 volte

Si vede bene che la rete LC ha la funzione di spostare più in alto il taglio, ma lo fa al prezzo di far scendere l'impedenza fino a due ohm e mezzo (!!!).

Non solo, ma la presenza della rete LC eleva la tensione ai capi del condensatore da 470 uF fino ad 1,2 volte quella erogata dall'ampli... e lo fa con un condensatore con soli 50 Volt di lavoro...(!!!)

Segue
F.C.

[F.Calabrese]

Ed ora la ciliegina sulla torta, vale a dire la simulazione con il confronto tra la tensione erogata dall'ampli (in blu) e quella che deve sopportare il condensatore da 470 uF nel filtro dei woofers. Un condensatore elettrolitico dimensionato per 50 Volt picco-picco.

AR9_xover_120Hz.jpg (466.08 KiB) Visto 5399 volte

Come previsto già nel post che precede, la tensione ai capi del condensatore E' PIU' ALTA di quella erogata dall'ampli, appunto grazie alla risonanza della rete LC composta dal condensatore da 2500 uF e dall'induttanza da 0.01 Henry.

Quindi sbagliava chi ha calcolato che questo filtro fosse dimensionato per un ampli da 50 Volt picco-picco (39 Watt su 8 ohm)...!

IN REALTA' IL FILTRO DELLE AR-9 E' DIMENSIONATO PER UN AMPLI ANCOR MENO POTENTE...!!!

Ora facciamo insieme due calcoli: dalla simulazione si vede che -con +/- 25 Volt dall'ampli- si hanno +/- 30 Volt ai capi del condensatore da 470 uF, quindi più della sua tensione massima di lavoro. Per avere 50 Volt picco-picco ai capi di questo condensatore occorrerà una tensione di 41,7 Volt in uscita dall'ampli, vale a dire +/- 20,8 Volt (di picco) e quindi 14,7 Volt RMS, che fanno la miseria di 27 Watt su 8 ohm, o -meglio- 54 Watt su 4 ohm.

DI QUI A DEDURRE CHE SI TRATTI DI UN FILTRO SBAGLIATO NON CI VUOL NULLA...

Come aggravante dobbiamo considerare che gli ampli di quell'epoca lavoravano MALISSIMO su carichi inferiori a 4 ohm...(!!!).

Eppure questi diffusori hanno raccolto una elevata reputazione, che possiamo tranquillamente ascrivere alla pochezza della concorrenza dell'epoca e -soprattutto- alle grandi campagne pubblicitarie a suo tempo dispiegate. Oggi -poi- ci si è messo il mercato dell'usato, a parlarne bene, a sproposito.

Saluti
F.C.

P.S.: la simulazione è effettuata ad una frequenza di 120 Hz, come si può facilmente calcolare dalla scala dei tempi.

[marcorossi]

Un caso di studio.

Le AR-9 erano progettate per stare addossate alla parete di fondo?

[bepi67]

Ed ora la ciliegina sulla torta, vale a dire la simulazione con il confronto tra la tensione erogata dall'ampli (in blu) e quella che deve sopportare il condensatore da 470 uF nel filtro dei woofers. Un condensatore elettrolitico dimensionato per 50 Volt picco-picco.


AR9_xover_120Hz.jpg


Come previsto già nel post che precede, la tensione ai capi del condensatore E' PIU' ALTA di quella erogata dall'ampli, appunto grazie alla risonanza della rete LC composta dal condensatore da 2500 uF e dall'induttanza da 0.01 Henry.

Quindi sbagliava chi ha calcolato che questo filtro fosse dimensionato per un ampli da 50 Volt picco-picco (39 Watt su 8 ohm)...!

IN REALTA' IL FILTRO DELLE AR-9 E' DIMENSIONATO PER UN AMPLI ANCOR MENO POTENTE...!!!

Ora facciamo insieme due calcoli: dalla simulazione si vede che -con +/- 25 Volt dall'ampli- si hanno +/- 30 Volt ai capi del condensatore da 470 uF, quindi più della sua tensione massima di lavoro. Per avere 50 Volt picco-picco ai capi di questo condensatore occorrerà una tensione di 41,7 Volt in uscita dall'ampli, vale a dire +/- 20,8 Volt (di picco) e quindi 14,7 Volt RMS, che fanno la miseria di 27 Watt su 8 ohm, o -meglio- 54 Watt su 4 ohm.

DI QUI A DEDURRE CHE SI TRATTI DI UN FILTRO SBAGLIATO NON CI VUOL NULLA...

Come aggravante dobbiamo considerare che gli ampli di quell'epoca lavoravano MALISSIMO su carichi inferiori a 4 ohm...(!!!).

Eppure questi diffusori hanno raccolto una elevata reputazione, che possiamo tranquillamente ascrivere alla pochezza della concorrenza dell'epoca e -soprattutto- alle grandi campagne pubblicitarie a suo tempo dispiegate. Oggi -poi- ci si è messo il mercato dell'usato, a parlarne bene, a sproposito.

Saluti
F.C.

Il risultato della tua simulazione è fuorviante.
Hai centrato la simulazione a 31 Hz che è la frequenza di risonanza della cella, quando nessuno sano di mente usa i diffusori per ascoltare 50w di sinusoide pura a 31 Hz.

B67

[F.Calabrese]

Il risultato della tua simulazione è fuorviante.
Hai centrato la simulazione a 31 Hz che è la frequenza di risonanza della cella, quando nessuno sano di mente usa i diffusori per ascoltare 50w di sinusoide pura a 31 Hz.

Sbagli... la simulazione è effettuata con una frequenza di 120 Hz...!!!

Saluti
F.C.

[bepi67]

Il risultato della tua simulazione è fuorviante.
Hai centrato la simulazione a 31 Hz che è la frequenza di risonanza della cella, quando nessuno sano di mente usa i diffusori per ascoltare 50w di sinusoide pura a 31 Hz.

Sbagli... la simulazione è effettuata con una frequenza di 120 Hz...!!!

Saluti
F.C.

Avevo letto male la scala dei tempi sul telefonino, poi posto i risultati delle simulazioni mie, che sono MENO catastrofiche delle tue..
Non riesco ancora a comprendere perchè dimensioni il condensatore sulla tensione p-p.
B67

[bepi67]

Ecco qui, a fronte di 37 V (Vin) di picco (175 Wrms su 4 ohm) , l'overshoot (Vcap) arriva a 39 V, quindi solo 2 V.
Calcolato a 150 Hz.
Non posto le simulazioni a 20 Hz ed a 31 Hz, ma i risultati coincidono con i calcoli fatti a mano.

Capac 150 Hz_pages-to-jpg-0001.jpg (337.16 KiB) Visto 5280 volte

[marcorossi]

Simulazioni fatte considerando come carico una resistenza da 4 ohm invece dell'altoparlante?