Impianti diffusione sonora in tensione a 100 V. Istruzioni e consigli

Scritto da: Sabino Coppolecchia In: Consigli

La teoria e la pratica per la progettazione e la installazione di un impianto audio per musica diffusa in tensione 100v

 

Comprendere i sistemi audio in tensione 100V

I sistemi di diffusori distribuiti sono anche noti come sistemi di altoparlanti "100 volt line" o "70 volt line". Sono ampiamente utilizzati dove sono richiesti più altoparlanti. I sistemi di diffusori distribuiti sono comunemente usati in aeroporti, centri commerciali, scuole, chiese, club, uffici, parcheggi, campi sportivi e ovunque siano richiesti più altoparlanti. Possono anche essere utilizzati nelle case per i sistemi di musica di sottofondo.

Vantaggi dei sistemi di diffusori distribuiti

I principali vantaggi dei sistemi di diffusori distribuiti sono:

  • Non è necessario eseguire calcoli complicati sull'impedenza totale dei diffusori, basta sommare il wattaggio di ciascun diffusore (vedere sotto per ulteriori dettagli)
  • Molti altoparlanti possono essere collegati a un solo amplificatore.
  • Altoparlanti extra possono normalmente essere aggiunti al sistema.
  • Il volume di ciascun diffusore può essere regolato indipendentemente dal volume principale (quindi gli altoparlanti del bagno non sono così rumorosi come gli altoparlanti del foyer).
  • È possibile utilizzare cavi più sottili. I sistemi di diffusori distribuiti dissipano molta meno corrente attraverso i cavi dei diffusori.
  • Cavi dei diffusori più lunghi sono possibili con una perdita di linea minima. Le tratte dei cavi possono essere anche di 100 metri .

Svantaggi dei sistemi di diffusori distribuiti

I principali svantaggi dei sistemi di diffusori distribuiti sono:

  • Ogni diffusore richiede un trasformatore step-down a bordo.
  • I trasformatori influenzano la qualità del suono - in genere le frequenze più basse non vengono trasferite così come un sistema di altoparlanti senza trasformatori.
  • Senza utilizzare costosi trasformatori, l'uso è spesso limitato alle installazioni di musica di paging, voce e di basso livello (sottofondo).

 

Panoramica dei sistemi di diffusori distribuiti

La base dei sistemi di diffusori distribuiti è simile al modo in cui viene distribuita l'elettricità. Le centrali elettriche utilizzano trasformatori step-up per distribuire la potenza in alta tensione, il che significa bassa corrente, e quindi basse perdite di linea e cavi più sottili. Ogni città e / o strada converte quindi questa alta tensione / bassa corrente in bassa tensione / alta corrente (attraverso trasformatori step-down) per l'uso in ogni singola casa.

I sistemi di altoparlanti distribuiti utilizzano un principio simile. L'amplificatore ha normalmente un trasformatore step-up incorporato, che produce un'uscita ad alta tensione / bassa corrente. Quindi ogni diffusore ha il proprio trasformatore step-down per convertire il segnale in bassa tensione / alta corrente. Ciò consente al cavo di essere molto lungo senza perdite di linea significative.

Panoramica dei sistemi di altoparlanti distribuiti

Sistema di altoparlanti a 100 Volt Line

La tensione "alta" più comune utilizzata nei sistemi di diffusori distribuiti è 100 Volt. In molti paesi i sistemi di altoparlanti distribuiti sono noti come sistemi di altoparlanti "100 Volt line". In un sistema di altoparlanti a 100 Volt l'uscita dell'amplificatore è contrassegnata con "100 volt". Effettivamente a piena potenza, l'amplificatore emette 100 V RMS. Ogni diffusore ha quindi un trasformatore per ridurre il livello della linea a 100 volt fino al livello normale dei diffusori.

Sistema di altoparlanti a 70 Volt Line

In Nord America la tensione "alta" più comune per i sistemi di diffusori distribuiti è 70 Volt. Questo perché anni fa alcuni stati avevano leggi che affermavano che qualsiasi cavo con una tensione massima maggiore di 100 Volt doveva essere installato in un condotto. Ciò risultava lungo e costoso da installare. Così hanno sviluppato un sistema in cui la tensione di uscita dell'amplificatore era al massimo di 100 volt di picco. Questo equivale a 70.71 Volts RMS. Questo è comunemente noto come sistema di altoparlanti "70 Volt line". Il principio è lo stesso dei sistemi a 100 volt, ma utilizza una tensione di uscita massima di 70 Volt. Mentre i sistemi di linea a 70 volt sono ancora i più comuni negli Stati Uniti, in Europa vengono utilizzati sistemi di linee a 100 volt.

Sistemi di altoparlanti da 50 Volt Line e 25 Volt Line

Meno comuni, ma ancora visti su alcuni amplificatori sono le uscite a 50 volt line o 25 volt line. I principi sono gli stessi per tutte le tensioni, ma minore è la tensione, maggiore è la corrente, quindi più breve è la lunghezza massima del cavo senza perdite di linea significative.terminali distribuiti per sistemi di altoparlanti

In pratica, molti amplificatori commerciali hanno prese multiple. Possono avere 100 e 70 Volt, o 70 e 25 Volt, così come uscite da 4 ohm e 8 ohm per diffusori normali (senza trasformatori). Normalmente si dovrebbe usare solo un'uscita di un amplificatore, cioè l'uscita di linea a 100 volt o l'uscita di linea a 70 volt o l'uscita a 8 ohm, non tutti allo stesso tempo.

Trasformatori

Ogni diffusore in un sistemi di altoparlanti distribuiti deve essere collegato a un trasformatore step-down. Questo converte il livello di alta tensione fino al normale livello dei diffusori.

Un lato del trasformatore ha normalmente una connessione comune (o "0 volt") e una connessione 4 ohm e 8 ohm. Un altoparlante da 8 ohm sarebbe collegato ai diffusori comuni e da 8 ohm, mentre un diffusore da 4 ohm sarebbe collegato al comune e al tap da 4 ohm.

La maggior parte dei trasformatori ha una selezione di prese di input. L'esempio in questa immagine ha tap( morsetto) per 20 Watt, 15 Watt, 10 Watt e 5 Watt. Il cavo di alimentazione è collegato al comune e a qualsiasi altro tap. Ciò consente di impostare il volume relativo del diffusore durante l'installazione. Ad esempio, l'altoparlante in una stanza ad alto rumore potrebbe essere impostato su 20 Watt, mentre l'altoparlante in una piccola area a basso rumore potrebbe essere impostato su 5 watt. In alternativa, la distanza tra l'altoparlante e il pubblico di destinazione potrebbe essere diversa, quindi gli altoparlanti più lontani possono essere impostati con una potenza più alta  (o gli altoparlanti vicini ad una potenza più bassa). Per aiutare a determinare il tap corretto per ciascun diffusore in ogni situazione, consultare il nostro CALCOLATORE SPL per sistemi di diffusori distribuiti.

Tutti gli amplificatori progettati per l'uso con sistemi di diffusori distribuiti hanno un trasformatore step-up integrato. È anche possibile aggiungere un trasformatore esterno ad un amplificatore senza un trasformatore integrato. È sufficiente utilizzare un trasformatore dell'altoparlante al contrario, ovvero collegare il comune e il collegamento del trasformatore da 8 ohm all'uscita per altoparlanti comune e da 8 ohm dell'amplificatore. Assicurati che l'amplificatore e il trasformatore abbiano una potenza sufficiente per pilotare tutti gli altoparlanti da collegare (vedi Collegamento di più diffusori sotto).

Altoparlanti.

Qualsiasi diffusore può essere utilizzato in un sistema di diffusori distribuiti, purché venga utilizzato un trasformatore step-down. Molti produttori producono altoparlanti con trasformatori integrati da utilizzare in sistemi di diffusori distribuiti.Spkr soffitto per sistemi di diffusori distribuiti

Altoparlanti a soffitto

Gli altoparlanti a soffitto sono utilizzati in molte installazioni di diffusori distribuiti per coprire aree estese e / o più piccole stanze o aree. Il cavo dell'altoparlante è normalmente collegato direttamente al trasformatore. Per modificare le impostazioni di alimentazione è necessario collegare il cavo dell'altoparlante a un altro connettore del trasformatore. Nell'altoparlante nella foto, si tratta semplicemente di spostare il cavo dell'altoparlante su un connettore terminale diverso.

Cabinet Speakers (Casse a muro)

Altoparlante da 100 volt per sistemi di diffusori distribuiti

i cabinet degli altoparlanti sono disponibili in tutti i tipi di forme e dimensioni. Molti produttori realizzano una versione dei loro cabinet con un trasformatore integrato. I collegamenti sono spesso visti come una qualche forma di terminali degli altoparlanti. Per cambiare i tap, basta ruotare l'interruttore sull'impostazione di potenza desiderata. Spesso questi interruttori hanno anche una posizione per 8 ohm (bypassando il trasformatore) - questo li rende diffusori molto versatili per l'installatore. Le casse degli altoparlanti sono usate dove i diffusori a soffitto non sono pratici, o dove sono richiesti livelli sonori più elevati.
posteriore del diffusore a tromba per l'utilizzo con sistemi di diffusori distribuiti

Altoparlanti a tromba

I diffusori a tromba sono molto efficienti, ma non di ottima qualità. Sono per lo più utilizzati all'aperto quando è richiesta la copertura di un'area grande o rumorosa. Ad esempio nei parcheggi, campi sportivi, cortili delle scuole e altre aree esterne. Nell'immagine mostrata, la parte posteriore della tromba ha un selettore che necessita di un cacciavite a lama piatta per funzionare. Questo è utile per ridurre la probabilità di una modifica involontaria delle impostazioni dopo l'installazione.

Collegamento di più altoparlanti

Questa è una cosa semplice, perché non è necessario calcolare l'impedenza totale. Per collegare più altoparlanti in sistemi di diffusori distribuiti, basta collegarli tutti in parallelo e sommare i watts totali.

Esempio 1: un amplificatore PA ha una potenza nominale di 120 watt @ 100 volt line. 

Quindi potresti connetterti:

  • Altoparlanti da soffitto da 20 x 5 Watt (100 volt) (totale 100 Watt) o
  • Altoparlanti da soffitto da 40 x 2,5 Watt (100 volt) (totale 100 Watt) o
  • Altoparlanti da soffitto 10 x 5 Watt (100 volt) e 20 diffusori da soffitto da 2,5 Watt (100 volt) (totale 100 Watt) o
  • qualsiasi combinazione di altoparlanti che non superi i 120 Watt.

Esempio 2: una piccola chiesa ha un piccolo amplificatore PA da 25 Watt (70 Volt) con 4 piccoli diffusori montati nella chiesa (2 in basso su ciascun lato). Ora vogliono aggiungere un altoparlante in una stanza separata per un'area di overflow e asilo nido.

  • 4 altoparlanti esistenti possono essere cablati a 2,5 Watt (70 Volt), per un totale di 10 Watt
  • Un nuovo diffusore box può essere cablato a 10 Watt (70 Volt), questo gli permette di essere più rumoroso rispetto a qualsiasi dei piccoli altoparlanti della chiesa (poiché l'area dell'asilo nido ha un più alto livello di rumore ambientale).

Come abbiamo detto è facile aggiungere i singoli watt dei diffusori insieme. Questo è molto più semplice del calcolo dell'impedenza totale. Questo rende l'installazione molto più intuitiva.

Calcolo dei watt dalle impedenze degli altoparlanti

A volte i produttori di altoparlanti progettati per sistemi distribuiti contrassegnano i loro diffusori solo con l'impedenza di ciascun tap(morsettiera), piuttosto che Watts. Inoltre, molti misuratori di impedenza indicano l'impedenza e occorre calcolare il wattaggio.

Suggerimenti per l'utilizzo di sistemi di altoparlanti distribuiti

Di seguito sono riportati alcuni suggerimenti pratici per l'installazione dei sistemi di diffusori distribuiti:

  • Mantieni tutti gli altoparlanti in fase. Ciò significa che "O volt" o "Com" del terminale dell'altoparlante dell'amplificatore devono essere collegati a "O Volt" o "Com" di ciascun trasformatore di altoparlanti.
  • È buona norma progettare sistemi di diffusori distribuiti per utilizzare solo l'80% della potenza totale disponibile dell'amplificatore. Ad esempio, un amplificatore PA da 120 Watt deve essere collegato a un massimo di circa 100 Watt di altoparlanti. Ciò consente di evitare che il trasformatore dell'amplificatore si distorsione dalla saturazione (sovraccarico), consenta inefficienze nel sistema e consente di aggiungere un altoparlante aggiuntivo se necessario in futuro.
  • Quando si progettano sistemi di diffusori distribuiti, calcolare il watt totale degli altoparlanti e selezionare un amplificatore più grande del necessario. Ad esempio, se un'installazione richiede 10 altoparlanti a 5 Watt ciascuno (un carico totale di 50 Watt), è possibile utilizzare un amplificatore da 60 Watt, ma selezionando un amplificatore da 100 W o 120 Watt sarà possibile modificare i diffusori o aggiungere altri altoparlanti il futuro. È un aumento relativamente piccolo del prezzo per aumentare l'amplificatore prima dell'acquisto, piuttosto che comprarne uno nuovo in seguito.
  • Quando si selezionano gli altoparlanti, scegliere uno più potente di quello richiesto. Ad esempio: se è richiesto un diffusore da soffitto da 5 Watt, scegliere un altoparlante da 10 Watt o 15 Watt e utilizzare il rubinetto da 5 Watt sul trasformatore. Questo di nuovo riduce la probabilità di sovraccaricare i trasformatori più economici e dà la possibilità di aumentare il livello di potenza (volume) se necessario.
  • Quando si collegano molti altoparlanti, è bene avere più cavi di alimentazione. Per esempio; se si collegano 60 altoparlanti, è possibile utilizzare un cavo per altoparlante per correre ed entrare e uscire da ciascun diffusore. Tuttavia è meglio avere diversi cavi di alimentazione per gruppi più piccoli di altoparlanti. In questo modo, se si verifica un errore, è più facile isolare il feed in cui l'errore è attivo. Anche il carico totale (e la perdita di cavi) è condiviso da ogni tratta di cavi. 
  • È possibile ottenere alcuni altoparlanti con un attenuatore incorporato per controllare il volume dell'altoparlante. Questo è utile in situazioni in cui si desidera che l'ascoltatore controlli il volume. Ad esempio in un asilo nido. È anche possibile ottenere attenuatori esterni per controllare il volume in una stanza o per un singolo altoparlante.
  • Non collegare un altoparlante da 4 ohm o 8 ohm direttamente a una linea da 100 volt o cavo dell'altoparlante da 70 volt. Oltre a sovraccaricare gravemente l'altoparlante (e possibilmente bruciandolo), un altoparlante da 4-8 ohm mette effettivamente un corto circuito sulla linea degli altoparlanti e sovraccarica l'amplificatore. Vedi i calcoli sotto per la spiegazione matematica di questo.
  • Se un amplificatore di linea da 100 Volt è sovraccarico, il collegamento del carico alla linea da 70 Volt dimezza il carico dell'amplificatore e non sarà sovraccaricato. 
  • Esempio 1 : il watt totale di tutti gli altoparlanti (100 Volt) ammonta a 200 Watt. Se collegato ai terminali dell'altoparlante di linea da 100 Volt di un amplificatore da 120 watt (100 Volt), l'amplificatore sarà sovraccaricato. Collega gli stessi diffusori ai terminali della linea 70 Volt dello stesso amplificatore da 120 watt e l'amplificatore vedrà solo un carico di 100 Watt.
    • Esempio 2 : I watt totali di tutti i diffusori (70 Volt) ammontano a 50 Watt. Se collegato ai terminali dell'altoparlante di linea da 70 Volt di un amplificatore da 40 watt (70 Volt), l'amplificatore sarà sovraccaricato. www.ilmicrofono.it Collega gli stessi diffusori ai terminali della linea 50 Volt dello stesso amplificatore da 40 W e l'amplificatore vedrà solo un carico di 25 Watt.
    • È possibile utilizzare la calcolatrice sopra per vedere ciò selezionando le diverse tensioni di sistema. Per coloro a cui piace sapere, la spiegazione matematica di questo è sotto.

Sommario

I sistemi di diffusori distribuiti sono ideali per installazioni con più diffusori. Consentono lunghi cavi dei diffusori e il calcolo del carico totale è semplice. I sistemi di diffusori distribuiti sono normalmente mono (non stereo). Sono principalmente utilizzati per le situazioni di paging annunci e musica di sottofondo. Sebbene normalmente utilizzati per installazioni commerciali, possono essere utilizzati in installazioni domestiche per sistemi di musica di sottofondo

Di seguito sono riportati alcuni dei principali calcoli utilizzati con i sistemi di altoparlanti distribuiti (saltare se non necessario effettuare calcoli).

Calcoli per sistemi di diffusori di distribuzione

I seguenti calcoli sono per coloro a cui piace comprendere la matematica dietro i principi sopra delineati. Non è necessario comprendere questi calcoli per utilizzare sistemi di diffusori distribuiti, ma ti aiuterà a capire e progettare meglio i sistemi.

Alcuni principi dei sistemi di altoparlanti distribuiti sono stati delineati sopra. Una spiegazione matematica di ciascun principio è ora fornita sotto i seguenti sottotitoli:

Aggiungere la potenza di ogni altoparlante

Ad esempio, quattro altoparlanti da 5 Watt sono collegati insieme (in parallelo) a un amplificatore di linea da 100 Volt.

Il modo semplice per calcolare il carico totale è aggiungere 5 + 5 + 5 + 5 = 20 Watt.

Il modo più difficile (che è il motivo per cui non è normalmente fatto) è calcolare l'impedenza di un altoparlante, quindi calcolare l'impedenza totale di 4 di tali diffusori in parallelo, quindi calcolare la potenza totale.

Quindi l'impedenza di un altoparlante da 5 Watt su una linea da 100 volt:

Impedenza = { Large  frac {Volt ^ 2} {Potenza} =  frac {100 ^ 2} {5} =  frac {10,000} {5} =} , { large 2.000} , ohm

Esatto, l'impedenza di un altoparlante da 5 Watt con un trasformatore da 100 volt è di 2.000 ohm. Ora per calcolare l'impedenza totale di quattro di questi collegati in parallelo:

frac {1} {R_ {Total}} =  frac {1} {R_1} +  frac {1} {R_2} +  frac {1} {R_3} +  frac {1} {R_4}  così frac {1} {R_ {Total}} =  frac {1} {2000} +  frac {1} {2000} +  frac {1} {2000} +  frac {1} {2000} =  frac {1} {500}

quindi R (totale) = 500 ohm.

Ora è possibile calcolare la potenza totale di 100 Volt con un'impedenza totale di 500 ohm:

Potenza = { Large  frac {Volts ^ 2} {Impedenza} =  frac {100 ^ 2} {500} =  frac {10,000} {500} =} , { large 20} , Watts

Basso ed ecco, è come aggiungere semplicemente i watt dei diffusori - il che è molto più semplice!

Cambiare la connessione dell'amplificatore dimezza il carico

Esempio 1 : è possibile calcolare l'impedenza totale di 200 watt di altoparlanti a 100 volt:

Impedenza = { Large  frac {Volt ^ 2} {Potenza} =  frac {100 ^ 2} {200} =  frac {10.000} {200} =} , { grande 50} , ohm

Ora guarda cosa succede quando lo stesso carico dell'altoparlante da 50 ohm è collegato al terminale da 70 Volt dell'amplificatore:

Potenza = { Large  frac {Volts ^ 2} {Impedenza} =  frac {70.71 ^ 2} {50} =  frac {5.000} {50} =} , { large 100} , Watts.

Incredibile, lo stesso carico di 50 ohm attira 200 watt di potenza su un sistema di linea a 100 volt, ma solo 100 watt su un sistema di linea a 70 volt.

Esempio 2 : È possibile calcolare l'impedenza totale di 50 watt di altoparlanti da 70 Volt (ricorda che la linea a 70 Volt è in realtà 70,71 Volt):

Impedenza = { Large  frac {Volt ^ 2} {Potenza} =  frac {70.71 ^ 2} {50} =  frac {5.000} {50} =} , { large 100} , ohm

Ora guarda cosa succede quando lo stesso carico dell'altoparlante da 100 ohm è collegato al terminale da 50 Volt dell'amplificatore:

Potenza = { Large  frac {Volts ^ 2} {Impedenza} =  frac {50 ^ 2} {100} =  frac {2,500} {100} =} , { large 25} , Watts

Questo principio è molto utile per l'installatore se la potenza richiesta dal carico degli altoparlanti è maggiore di quella che l'amplificatore può fornire. Basta passare alla connessione dell'altoparlante di tensione della linea inferiore e la potenza assorbita è dimezzata.

Un altoparlante da 8 Ohm sovraccaricherà un sistema di diffusori distribuiti

Negli esempi sopra abbiamo visto che l'impedenza degli altoparlanti dei sistemi di diffusori distribuiti è ragionevolmente alta. Ad esempio un altoparlante da 5 watt su una linea da 100 Volt ha un'impedenza di 2.000 ohm. Anche un carico di 125 Watt di altoparlanti a 100 Volt è 80 ohm. Immagina quindi il carico se l'impedenza totale è di soli 8 ohm. Dovrebbe essere 10 volte il carico giusto? Questo scenario può essere calcolato:

Potenza = { Large  frac {Volts ^ 2} {Impedenza} =  frac {100 ^ 2} {8} =  frac {10,000} {8} =} , { large 1250} , Watts

Proprio così, collegare un diffusore a bassa impedenza (4 o 8 ohm) ai sistemi di diffusori distribuiti aumenterà drasticamente il carico sull'amplificatore.

Grazie a geoffthegreygeek.com

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