In che modo gli altoparlanti sono abbinati agli amplificatori audio? (evitando di sovraccaricare neanche)

So che un titolo simile è stato posto, ma credo che non risponda alla mia domanda (e non potrei pensare a un modo migliore per pronunciare la domanda).

Sono un po 'confuso da come esattamente un amplificatore può sovraccaricare un diffusore e viceversa.

Molti altoparlanti dell'amplificatore per chitarra hanno un'impedenza di 8Ω .

Se ho capito bene, l'amplificatore di uscita (dovrebbe) emette un segnale in uscita a tensione fissa indipendentemente dal carico che viene posto su di esso . Se questo passaggio è sbagliato, per favore correggimi.

Quindi se c'è un segnale a tensione fissa, (diciamo + -15 V , ovvero 30 V di oscillazione ) e se l'impedenza degli altoparlanti è ~ 8 Ω (capisco che varierà con la frequenza ma dico che è attorno a questa cifra), allora come è la potenza varia con diverse combo di amplificatori anche se l'impedenza è all'incirca la stessa? È che la tensione aumenta con combinazioni di amplificatore / altoparlante di potenza più elevata.

Ad esempio una combo da 10 W con un altoparlante da 8 Ω contro un amplificatore da 100 W collegato a un cabinet da 4 altoparlanti cablato per impedenza di 8 Ω (collegamento in parallelo 2 coppie di altoparlanti da 8 Ω in serie), il 100 W è ovviamente più forte. Le tensioni di uscita dell'amplificatore da 100 W sono maggiori? Altrimenti come è possibile aumentare la potenza se si mantengono costanti la tensione e l'impedenza?

Cosa accadrebbe se si collegasse l'amplificatore da 10 W direttamente a un cabinet a 4 altoparlanti? Sovraccaricherà l'amplificatore? O semplicemente giocare più tranquillo? Teoricamente, se la tensione è la stessa e l'impedenza è ancora di 8 ohm, la potenza dovrebbe essere la stessa, ovvero 10 W attraverso gli altoparlanti da 100 W.

Se è così, è vero allora: quando diciamo un altoparlante da 10 W 8ohm, intendiamo che è in grado di gestire tensioni di picco massime di (P = V ^ 2 / R, V = sqrt (PR)) ~ 9V . Considerando che per un altoparlante da 100 W 8ohm, è in grado di gestire tensioni di picco di ~ 28 V ?

In quale situazione puoi danneggiare un oratore? Collegando un amplificatore troppo potente ad esso? Ma allora non è qualcosa che è raccomandato da molte persone? (Uscita dell'amplificatore di almeno 2 volte la potenza del diffusore). In tal caso, l'uscita di tensione di un amplificatore non è fissa? Varia in base a quale altoparlante è collegato ad esso? (anche se l'impedenza è la stessa?)

In quale situazione puoi danneggiare un amplificatore? Collegando un altoparlante di potenza troppo alta ad esso? Allora perché vedo così tante persone che pubblicano video su youtube di amplificatori per chitarra da 1 / 2W collegati a potenze elevate 4 diffusori stack o almeno 2 combinazioni di diffusori?

Hai molte domande ma penso che tu possa capirlo meglio con una sola spiegazione. Vedi che ci sono molti miti su questo argomento. Ma è anche una questione di elettronica analogica.

Gli altoparlanti sono un carico Z nel tuo circuito che può variare la sua impedenza in termini di frequenza. Si noti che un obiettivo principale dell'altoparlante è mantenere un'impedenza stabile e quasi costante nella gamma di frequenze su cui è stato costruito per funzionare. Questa impedenza è quasi uguale alla resistenza della bobina. Quindi, quando l'altoparlante funziona in un sistema ben progettato, il carico Z può essere visto come un carico resistivo quasi puro (8, 6 o 4 ohm nella maggior parte dei casi).

Detto questo, dovremmo avere modi per fornire energia all'altoparlante in modo che possa riprodurre le onde sonore. Si noti che la parte magnetica del diffusore è direttamente correlata alla corrente che lo attraversa. Quindi possiamo dire che l'altoparlante è una sorta di carico resistivo che si occupa delle variazioni attuali per produrre suono (modo semplice per capire). Quindi il modo in cui possiamo variare la corrente in un carico resistivo è oscillando una tensione su di esso.

Se si collega un altoparlante o un semplice resistore all'uscita di un amplificatore e si collega anche una sonda dell'oscilloscopio attraverso il carico, si vedranno le variazioni di tensione proprio mentre la musica varia (onde sonore). Non è una tensione costante in uscita. Altrimenti non è possibile produrre onde sonore poiché sono necessarie variazioni correnti per produrre variazioni e forze magnetiche secondo la formula di Lorentz.

Oltre a ciò, la potenza è la potenza consumata dal sistema. La potenza istantanea è calcolata da P = UI o P = ZI². Quindi maggiore è la corrente che passa attraverso l'altoparlante, maggiore sarà la potenza che dissiperà (e anche un maggiore consumo di energia poiché parte di esso verrà trasformata in onde sonore).

Inoltre, devi considerare il controllo del volume. Gli esempi che hai fornito possono essere applicati solo se i tuoi amplificatori funzionano sempre alla massima amplificazione (0 dB). In questo modo, un amplificatore più potente dovrebbe produrre tensioni più elevate in uscita rispetto a un amplificatore meno potente (entrambi in 0dB). Poiché anche la potenza istantanea viene calcolata da P = U² / Z, non è possibile aumentare la potenza con la tensione e l'impedenza uguali.

Quando effettui i collegamenti (amplificatore + altoparlante), dovresti preoccuparti di alcuni dettagli:

• Potenza di uscita dell'amplificatore: ti dirà quanta potenza può fornire al tuo altoparlante in una determinata impedenza. Questa è la massima potenza che può produrre. Nota che se lo accendi con il 20% del volume, non fornirà tutta la sua potenza. Nota anche che anche a 0 dB probabilmente non produrrà piena potenza in ogni momento perché la musica varia le sue onde di ampiezza, quindi dovresti calcolare la potenza media dall'integrale di tutto il segnale.

• Impedenza minima dell'amplificatore:Questo ti dirà qual è l'impedenza più bassa che puoi collegare alla sua uscita. Non importa se si collegano impedenze più elevate lì. Non sarai in grado di ottenere un suono troppo forte nel tuo sistema di altoparlanti. In generale, quando si collegano altoparlanti ad impedenza più elevata è possibile avere un suono più pulito (meno distorsione) ma un volume del suono più basso. D'altra parte, se si desidera un sistema più rumoroso, è necessario collegare l'impedenza più bassa consentita, ma probabilmente si avrà più distorsione. Si noti che ciò che può danneggiare qualsiasi parte del sistema è il calore in eccesso. E il calore è prodotto dall'effetto Joule che si riferisce direttamente al potere. Quindi, è anche possibile collegare impedenze più basse di quelle consentite poiché non si aumenta il volume più di un certo punto. In questo modo, anche con impedenze inferiori, si produce la stessa potenza di un'impedenza maggiore a tutto volume. Puoi vederlo collegando un altoparlante da 2 Ohm a un amplificatore minimo da 4 Ohm ma a volume molto basso. Funzionerà e non danneggerà nulla.

• Impedenza dei diffusori: come già detto, è l'impedenza nominale che un produttore cerca di raggiungere e mantenere stabile nella gamma di frequenze per cui il diffusore è progettato per funzionare.

• Potenza dell'altoparlante: è la massima potenza che l'altoparlante è costruito per tollerare. Naturalmente ci sono sempre domande sui modi in cui le persone usano per misurarlo e in effetti ci sono idee sbagliate su termini come RMS POWER. Un modo comune per farlo è quello di collegare l'altoparlante ad un segnale che ha una potenza MEDIA P e vedere se può tollerarlo per un lungo periodo di tempo. Il massimo valore P che puoi raggiungere è la tua potenza media nominale (di nuovo, è un modo semplice per spiegare).

Quindi se stai collegando un altoparlante a un amplificatore, dovresti guardare quelle variabili per vedere se danneggi qualcosa. In genere, è possibile danneggiare un altoparlante quando si collega un amplificatore troppo potente ad esso. Supponiamo che tu abbia un altoparlante da 300 W / 8 ohm e colleghi un amplificatore da 800 W / 8 ohm. Come ho detto prima, dipende anche dalla manopola del volume. Ogni volta che questo sistema è a basso volume, nulla danneggerà. Ma quando raggiungi un punto specifico del volume che la potenza media in uscita supererà i 300 W, probabilmente inizierai a danneggiare l'altoparlante. La gente a volte dice anche che un altoparlante molto potente potrebbe danneggiare un amplificatore non potente. O che un amplificatore non potente non può pilotare un potente altoparlante. Quello che succede è che ora puoi avere un amplificatore da 20 W / 4 ohm con un altoparlante da 800 W / 4 ohm. Nota che puoi collegarli e funzionerà normalmente. Sarà come collegare un amplificatore più potente con basso volume ad esso. I problemi sono: probabilmente vorrai raggiungere il volume massimo per avere un po 'di suono. QUESTO potrebbe danneggiare l'amplificatore poiché il volume completo molte volte significa più di 0 dB (più distorsione). Il calore in eccesso nell'amplificatore può danneggiare la sua uscita. Un altro problema comune è che questa distorsione a tutto volume può danneggiare l'altoparlante. Questo accade perché l'altoparlante è costruito per funzionare in movimento. Molti altoparlanti hanno fori per dissipare il calore e ottenere il flusso d'aria per refrigerare. Ogni volta che si verifica una distorsione, la parte mobile dell'altoparlante potrebbe smettere di muoversi per un po '. Inizia a surriscaldare la bobina. QUESTO potrebbe danneggiare l'amplificatore poiché il volume completo molte volte significa più di 0 dB (più distorsione). Il calore in eccesso nell'amplificatore può danneggiare la sua uscita. Un altro problema comune è che questa distorsione a tutto volume può danneggiare l'altoparlante. Questo accade perché l'altoparlante è costruito per funzionare in movimento. Molti altoparlanti hanno fori per dissipare il calore e ottenere il flusso d'aria per refrigerare. Ogni volta che si verifica una distorsione, la parte mobile dell'altoparlante potrebbe smettere di muoversi per un po '. Inizia a surriscaldare la bobina. QUESTO potrebbe danneggiare l'amplificatore poiché il volume completo molte volte significa più di 0 dB (più distorsione). Il calore in eccesso nell'amplificatore può danneggiare la sua uscita. Un altro problema comune è che questa distorsione a tutto volume può danneggiare l'altoparlante. Questo accade perché l'altoparlante è costruito per funzionare in movimento. Molti altoparlanti hanno fori per dissipare il calore e ottenere il flusso d'aria per refrigerare. Ogni volta che si verifica una distorsione, la parte mobile dell'altoparlante potrebbe smettere di muoversi per un po '. Inizia a surriscaldare la bobina. Molti altoparlanti hanno fori per dissipare il calore e ottenere il flusso d'aria per refrigerare. Ogni volta che si verifica una distorsione, la parte mobile dell'altoparlante potrebbe smettere di muoversi per un po '. Inizia a surriscaldare la bobina. Molti altoparlanti hanno fori per dissipare il calore e ottenere il flusso d'aria per refrigerare. Ogni volta che si verifica una distorsione, la parte mobile dell'altoparlante potrebbe smettere di muoversi per un po '. Inizia a surriscaldare la bobina.

In breve, dovrebbe essere possibile qualsiasi combinazione di amplificatore e altoparlante. Devi solo occuparti del volume. Se non desideri alcun problema, procurati un amplificatore un po 'meno potente del tuo altoparlante con la stessa impedenza e non superi mai qualcosa di simile al 70% ~ 80% del controllo del volume. Se la manopola del volume ha una scala dB, prova a utilizzare al massimo in 0 dB.

Spero che questo abbia chiarito le tue domande. Scusa per il pessimo inglese.

Le impedenze di corrispondenza possono essere un problema sia con amplificatori a stato solido che a valvole.

Nel caso di amplificatori a valvole, i tubi non possono pilotare direttamente gli altoparlanti; devono guidare gli altoparlanti attraverso un trasformatore di adattamento di impedenza. È piuttosto difficile danneggiare i tubi, ma il trasformatore o gli altoparlanti possono essere danneggiati se l'impedenza non viene adattata. In un amplificatore a valvole, le valvole sono brave a pilotare grandi tensioni (100 s di volt) ma non a guidare grandi correnti. Quindi, per pilotare altoparlanti da 8 ohm o 4 ohm, è necessario un trasformatore per convertire l'uscita ad alta tensione dei tubi in un'uscita ad alta corrente per gli altoparlanti. Il lato primario collegato ai tubi ha molti e molti giri di filo molto fine. Il lato secondario collegato agli altoparlanti ha meno giri di filo più spesso. I tubi agiscono come fonti attuali. Se nessun altoparlante o un altoparlante con un'impedenza troppo alta è collegato, i tubi possono presentare al trasformatore tensioni molto elevate che possono danneggiare l'isolamento degli avvolgimenti del trasformatore. Se l'impedenza dei diffusori è troppo bassa, i tubi possono spingere la corrente in eccesso attraverso gli avvolgimenti, provocandone il riscaldamento. Nessuno di questi è l'ideale. Generalmente, il secondario del trasformatore avrà 2 o 3 tocchi per le impedenze dei diffusori comuni per rendere la corrispondenza semplice come selezionare l'impedenza giusta su un interruttore.

Nel caso di amplificatori a stato solido, si può avere un problema simile con un amplificatore senza carico che si danneggia da solo generando alte tensioni internamente. La causa è la stessa: i transistor di uscita fungono da sorgenti di corrente e se l'impedenza è troppo elevata si tradurrà in alte tensioni. Gli amplificatori moderni sono generalmente progettati per evitare completamente questo problema o hanno carichi interni che sono collegati in modo permanente attraverso i terminali di uscita per porre un limite superiore all'impedenza che l'amplificatore vede.

In termini di potenza di uscita dell'amplificatore, la maggior parte degli amplificatori ha in realtà 3 limiti di uscita: tensione, corrente e potenza. Se l'impedenza è piccola, si raggiunge il limite corrente. Se l'impedenza è troppo grande, si raggiunge il limite di tensione. Se scegli l'impedenza della giusta dimensione per raggiungere contemporaneamente i limiti di corrente e tensione, probabilmente raggiungerai il limite di potenza. Il limite di tensione è determinato dalle tensioni di alimentazione dell'amplificatore. Il limite di corrente è determinato dai transistor del convertitore di uscita. E il limite di potenza è generalmente un limite termico: se lo si supera per troppo tempo, l'amplificatore si surriscalda.

Puoi danneggiare un oratore in diversi modi. Uno sta mettendo troppo potere attraverso di essa. Un altro sta mettendo troppa potenza attraverso di esso su frequenze al di fuori della sua gamma di frequenze di progetto. ad es. non passare il basso attraverso un tweeter. Un altro è il clipping dell'amplificatore. Quando vengono raggiunti i limiti di tensione o corrente dell'amplificatore, si interrompe la parte superiore della forma d'onda, generando molte armoniche ad alta frequenza. Questi possono danneggiare un altoparlante scuotendo violentemente il cono dell'altoparlante a frequenze alle quali non è progettato per funzionare. Inoltre, se il ritaglio non è simmetrico, il cono può spostarsi all'interno o all'esterno dell'altoparlante. Se esce abbastanza lontano, la bobina lascerà la scanalatura nel magnete dell'altoparlante e potrebbe danneggiarsi se manca la scanalatura quando torna.

Puoi danneggiare un amplificatore sovraccaricandolo o sottocaricandolo, per impedenza. Non vi è alcun problema nel collegare un altoparlante da 4 W a un amplificatore da 1/2 W a condizione che l'amplificatore funzioni correttamente nell'impedenza del diffusore. Semplicemente non sarà molto rumoroso.

Prima di tutto, è piuttosto raro che l'impedenza di un oratore sia vicina all'appartamento. La curva di impedenza normalmente appare vagamente così:

Il picco è f _s , la risonanza dell'aria libera di chi parla. L'impedenza nominale è il primo minimo nella curva di impedenza sopra la risonanza. La resistenza CC di solito sarà un po 'più bassa di quella, ma in genere non molto più bassa (ad esempio, potrebbe essere di circa 6 ohm per un altoparlante con impedenza di 8 ohm). La resistenza CC è influenzata anche da altri fattori - ad esempio, un altoparlante destinato a gestire più potenza in genere avrà un filo di calibro più spesso nella bobina vocale che ridurrà la resistenza CC, ma non ha quasi alcun effetto sull'impedenza a frequenze più alte .

Quando monti quel driver in una scatola, in genere aggiungi almeno uno (e spesso un paio) in più, picchi più piccoli a frequenze più basse che riflettono la frequenza di risonanza del cabinet e tutte le porte che potrebbe avere.

Non sono sicuro di dove tu abbia avuto l'idea che la tensione sia costante (o addirittura vicina ad essa). Come qualsiasi altro circuito, P = I * E. Quindi, ad esempio, un watt attraverso un altoparlante da 8 ohm è 2,83 volt (radice quadrata di 8, poiché P = E ² / R). Forse stai pensando al fatto che la maggior parte degli amplificatori saranno classificati per un'oscillazione di massima tensione (ma di solito sarà superiore a 16 volt).

Per quanto riguarda ciò che accade se si collega un amplificatore da 10 Watt a 4 altoparlanti (presumibilmente in serie parallela per mantenere la stessa impedenza), in genere si ottiene almeno un po 'di efficienza, poiché la maggior parte degli altoparlanti è almeno in qualche modo non lineare. Ad esempio, un diffusore potrebbe essere valutato a 92 dB SPL a un watt (in alcune condizioni di test standard). In teoria, ciò significa che dovrebbe produrre 95 dB SPL con 2 watt di input o 102 dB SPL con 10 watt di input. In realtà, tre o dieci dB in più di input normalmente non producono (quasi) tre o dieci dB in più di output. Separando la potenza dall'amplificatore in quattro altoparlanti separati anziché uno, minimizzerai questo effetto, così otterrai (leggermente) più potenza acustica per una determinata quantità di uscita elettrica dall'amplificatore.

Per quanto un amplificatore troppo potente danneggi un altoparlante: dipende. Se si supera completamente un altoparlante, sì, può succedere. Ad esempio, se si collegasse un amplificatore da 500 watt a un piccolo altoparlante da 3 pollici e lo si accendesse fino a un punto vicino alla massima potenza, l'altoparlante quasi inevitabilmente si guasterebbe abbastanza rapidamente. A seconda del design, è un po 'difficile essere certi di ciò che prima fallirebbe: potresti surriscaldare la bobina vocale e un filo potrebbe semplicemente vaporizzare o potresti generare un campo magnetico più forte di quello per cui è stato progettato e spingere / tirare il cono dell'altoparlante oltre il previsto e distruggere il surround (nella mia esperienza, il fallimento della bobina vocale è molto più comune però).

Molto più comune è distruggere un altoparlante guidando un amplificatore oltre la sua potenza nominale. Ciò è particolarmente problematico con gli amplificatori bipolari, poiché tendono ad avere caratteristiche di clipping piuttosto dure. Qui, tuttavia, sei salvato dal fatto che produrre intenzionalmente varie forme di distorsione è abbastanza comune, quindi quando hai a che fare in particolare con un amplificatore per chitarra e un altoparlante, non hai la stessa probabilità di distruggere le cose (comunque molto rapidamente ). Con qualcosa di simile a uno stereo normale, il clipping in genere aumenta molto in fretta le alte frequenze del segnale - che, a sua volta, porterà molta più energia al tweeter del previsto, il che potrebbe distruggerlo molto rapidamente .

Fare del male all'amplificatore dipende. Il breve riassunto è che un guasto in un amplificatore a stato solido si verifica in genere se si collega un'impedenza troppo bassa di un altoparlante. Ciò tenterà di assorbire più corrente di quella che l'amplificatore può erogare, portando al surriscaldamento e (se si va troppo lontano) alla fusione dei transistor di uscita.

Al contrario, gli amplificatori a valvole tendono a essere danneggiati più spesso collegando un'impedenza troppo elevata degli altoparlanti. L'amplificatore è progettato per l'altoparlante per caricare l'uscita. Senza un carico sufficiente dall'altoparlante, l'amplificatore produrrà una tensione più alta del previsto. Quando / se un cavo dell'altoparlante si allenta, si ottiene effettivamente un'impedenza infinita quasi istantaneamente. A seconda del design, o il circuito di protezione si attiva e spegne l'amplificatore, oppure l'ultimo suono che si sente prima di riparare l'amplificatore è un forte scoppio quando le valvole di uscita si bruciano.

Le specifiche per gli altoparlanti sono un po 'un campo minato ma per gli amplificatori sono più semplici. Se un amplificatore ha una potenza nominale di 10 W RMS, quella è la potenza sinusoidale che può erogare a un carico specificato (di solito da 2 ohm a 8 ohm) a un certo livello di distorsione. Di solito la distorsione è dovuta al fatto che l'amplificatore eroga l'onda sinusoidale all'inizio del clipping.

Quindi, se ha binari di alimentazione interni +/- 10 V sarà quasi in grado di erogare 17,9 Vp-p con una piccola quantità di clipping in un carico di 8 ohm. Lo stesso amplificatore può anche essere in grado di pilotare un carico di 4 ohm con quasi la stessa ampiezza di uscita e in questo caso l'amplificatore può specificare che si tratta di un amplificatore da 20 W.

Un amplificatore tenderà ad avere un'impedenza di uscita molto bassa e questo è generalmente il caso degli amplificatori a transistor che usano un feedback negativo - il feedback tende a mantenere costante l'output indipendentemente dal carico. Tuttavia, ci sarà un punto (se l'impedenza di carico è ridotta) che l'amplificatore fuma o un circuito di limite di corrente entra in funzione per "salvare" l'amplificatore dalla distruzione.

Per un oratore, avrà una valutazione e si spera che questa sia nella stessa forma di unità in cui è specificato un amplificatore di potenza, ma questo non è il caso e devi assicurarti di confrontare le mele con le mele. La valutazione di un oratore includerà anche la risposta in frequenza a cui è classificata e questo è importante notare perché non puoi spingere i bassi (alla potenza nominale dell'altoparlante) in un tweater e aspettarti che sopravviva e nemmeno puoi pompare in profondità basso in un driver di basso standard e aspettarsi che sopravviva.

Ci sono alcune risposte davvero buone qui, quindi c'è solo un po 'da aggiungere perché le cose sono abbastanza ben coperte da tutti gli altri. Gli amplificatori audio a stato solido di classe AB sono ragionevolmente flessibili sull'impedenza degli altoparlanti entro i limiti di corrente e volt già coperti. D è una storia diversa perché di solito c'è un filtro passa-basso che ha una frequenza di taglio sopra la più alta frequenza audio di interesse e sotto la frequenza di commutazione. Esempio di frequenza di taglio 30KHz e frequenza di commutazione 150KHz. Il filtro sarà progettato per essere bello e piatto su la banda audio. Se dici di eseguire altoparlanti da 16 ohm su un amplificatore da 4 ohm, il filtro potrebbe diventare altissimo e potrebbe suonare terribile o addirittura danneggiare le cose se il filtro è al di fuori del circuito di feedback.Se corri in classe D, non scherzare con le impedenze dei diffusori a meno che tu non sappia davvero cosa stai facendo.