Comprensione della sensibilità degli altoparlanti

Efficienza e/o Sensibilità dei diffusori acustici.

La sensibilità dell'altoparlante misura la capacità di un altoparlante di convertire la potenza dell'amplificatore in energia acustica. 

In altre parole, quanto sarà alto il volume per una determinata potenza dell'amplificatore.

Come viene misurata la sensibilità degli altoparlanti

La misurazione della sensibilità dei diffusori non è difficile in termini concettuali, ma viene principalmente effettuata da produttori di diffusori e consulenti indipendenti.

il fonometro misura la sensibilità degli altoparlantiUn fonometro misura il livello di pressione sonora (SPL) e viene misurato in decibel (dB).

Fondamentalmente, l'uscita audio di un altoparlante viene misurata con un misuratore di livello sonoro calibrato. Per essere coerente, la sensibilità dell'altoparlante deve essere misurata a 1 metro dall'altoparlante con 1 watt di potenza proveniente dall'amplificatore.
misurazione della sensibilità degli altoparlanti

Pertanto, quando guardi le specifiche di un altoparlante, vedrai qualcosa di simile:

Sensibilità: 87dB (1w / 1m)

Ciò significa che l'altoparlante produce un livello di 87 dB se pilotato con 1 watt di potenza e misurato 1 metro davanti.

Confronto della sensibilità degli altoparlanti

Diciamo che stai guardando tre diversi diffusori. Nelle specifiche, in base alla sensibilità degli altoparlanti, per ciascuna cassa dichiara:

Altoparlante A: 84dB (1w / 1m) Altoparlante B: 87dB (1w / 1m) Altoparlante C: 90dB (1w / 1m)

L'altoparlante B sarà 3dB più alto dell'altoparlante A. Questo potrebbe non sembrare molto, ma quando ti rendi conto che 3dB equivale a raddoppiare la potenza dell'amplificatore, può essere significativo.

Se si desidera collegare l'altoparlante A e l'altoparlante C allo stesso amplificatore, l'altoparlante C sarà più alto di 6 dB rispetto all'altoparlante A.

Quando si confrontano i dati sulla sensibilità dei diffusori, tenere presente che produttori diversi possono arrivare ai loro numeri in modo diverso. Vedere la sezione seguente "Confronto tra mele e mele" per alcune delle differenze che potresti incontrare o di cui devi essere consapevole.

La sensibilità è solo uno dei fattori di un diffusore, non indica la qualità o la mancanza di qualità. La sensibilità dell'altoparlante non ha nulla a che fare con la qualità del suono dell'altoparlante, quanto sarà alto per un determinato input di potenza. È solo un problema da considerare quando si selezionano i diffusori.

Come utilizzare la sensibilità degli altoparlanti

La sensibilità dell'altoparlante può essere utilizzata per determinare la potenza dell'altoparlante in diverse situazioni. In alternativa, può aiutarti a determinare la potenza di un amplificatore di cui avrai bisogno.

La figura della sensibilità degli altoparlanti ci dice quanto sarà alto il volume con un amplificatore da 1 watt e quando si trova a 1 metro di distanza dall'altoparlante. Ma cosa succede quando si aumenta la potenza dell'amplificatore e / o si aumenta la distanza? Sono contento che tu l'abbia chiesto, continua a leggere.

E se la potenza fosse aumentata?

Man mano che la potenza dell'amplificatore sull'altoparlante aumenta al di sopra del riferimento di 1 watt, l'uscita dell'altoparlante aumenta. Alcune regole generali dei pollici da ricordare:

  • Raddoppiando la potenza dell'amplificatore aumenta il livello di uscita degli altoparlanti di 3dB
  • L'uso di un amplificatore da 10 watt aumenta il livello di uscita dei diffusori di 10 dB
  • L'uso di un amplificatore da 100 watt aumenta il livello di uscita degli altoparlanti di 20 dB
  • L'uso di un amplificatore da 1000 watt aumenta il livello di uscita dei diffusori di 30 dB

Esempio 1: un altoparlante con una sensibilità nominale di 87 dB (1 w / 1 m) se pilotato da un amplificatore da 100 watt (guadagno 20 dB su 1 watt) produrrà un livello sonoro massimo di 107 dB (87 + 20) quando misurato a 1 metro di distanza.

Esempio 2: se ti trovi a 1 metro di distanza da un altoparlante con una sensibilità nominale di 87db (1w / 1m), sentirai un livello di 87dB se viene pilotato con 1 watt di potenza. Se raddoppi la potenza dell'amplificatore (a 2 watt) aggiungi 3dB di guadagno e l'altoparlante ora produrrà 90 dB (87 + 3). Raddoppia nuovamente la potenza dell'amplificatore (a 4 watt) e aumenti l'uscita di un altro 3dB a 93 dB.

E se la distanza fosse aumentata?

Più ti allontani dall'altoparlante, più basso sarà il livello del suono (volume) che sentirai da esso. Potresti chiamare questa "perdita d'aria". Cioè, questo è quanto livello del suono viene perso nell'aria a distanza.

ogni volta che raddoppi la distanza, senti un quarto del livello del suono

La regola generale è ogni volta che raddoppi la distanza, senti un quarto del livello del suono. Matematicamente, il livello diminuisce di 6 dB ogni volta che raddoppi la distanza. Se vuoi sembrare tecnico, questo si chiama Inverse Square Law.

Esempio 3: un altoparlante con una sensibilità nominale di 87 dB (1 w / 1 m) che è pilotato da un amplificatore da 100 watt, produrrà un livello sonoro di 107 dB (vedere l'esempio 1 sopra) quando misurato a 1 metro. Raddoppia la distanza a 2 metri e il livello del suono scenderà da 107 dB da 6 dB a 101 dB. Raddoppiando nuovamente la distanza a 4 metri, il livello diminuirà di altri 6 dB a 95 dB.

Aumento di potenza e distanza

Abbiamo visto che aumentare la potenza di un altoparlante aumenterà il suo livello di uscita. Abbiamo anche visto che più sei lontano da un oratore, meno ascolti.

Questa pratica calcolatrice ti mostrerà il livello che puoi aspettarti dal tuo altoparlante quando conosci la sensibilità (1 / w / 1m), la potenza dell'amplificatore e la distanza dal diffusore.

Nota: il calcolo della perdita d'aria si applica a un ambiente acustico ideale (come all'aperto senza pareti o riflessi). All'interno c'è spesso una perdita d'aria inferiore a causa dei riflessi causati da pareti, soffitto e pavimento. All'interno potrebbero verificarsi perdite d'aria fino a 6 dB (a seconda dell'acustica).

Attenzione al SPL massimo dell'altoparlante

Sensibilità dell'altoparlante altoparlante max o bruciatoQuando si utilizza la sensibilità dell'altoparlante per determinare quale amplificatore di potenza è necessario utilizzare, tenere presente la massima potenza con cui l'altoparlante può far fronte per non bruciare la bobina nell'altoparlante. Questo è normalmente indicato anche nelle specifiche dei diffusori.

Alcuni produttori indicheranno la massima potenza nominale nelle specifiche. Altri indicheranno il massimo SPL dell'altoparlante. In entrambi i casi, non superare le loro valutazioni.

2,83 volt invece di 1 watt

Alcune specifiche non utilizzano 1 watt a 1 metro per indicare la sensibilità degli altoparlanti. Invece usano 2,83 volt a 1 metro.

Per coloro a cui piace vedere una formula:{Grande potenza =  frac {tensione ^ 2} {impedenza} =  frac {2,83 ^ 2} {8} =  frac {8} {8} = 1}

Per un altoparlante da 8 ohm, 1 watt di potenza dall'amplificatore è uguale a 2,83 volt dall'amplificatore. Come mostrato nella casella laterale, se un amplificatore emette 2,83 volt in un altoparlante da 8 ohm, produce 1 watt di potenza.

Comprendo che gli standard di misurazione affermano che l'amplificatore dovrebbe essere impostato per emettere 2,83 volt. Forse per una facile comprensione delle specifiche dei diffusori, questo è normalmente indicato come 1w / 1m, ma è ugualmente corretto quando dichiarato come 2,83v / 1m.

Ecco un'altra formula:{Grande potenza =  frac {tensione ^ 2} {impedenza} =  frac {2,83 ^ 2} {4} =  frac {8} {4} = 2}

Tuttavia, lo stesso non è vero per un altoparlante da 4 ohm. Se 2,83 volt dall'amplificatore pilotano un altoparlante da 4 ohm, produce 2 watt di potenza. Quindi, per un altoparlante da 4 ohm, 2,83 v / 1 m equivalgono a 2 w / 1 m.

Quindi, quando leggi le specifiche di sensibilità degli altoparlanti, se vedi 2,83 volt come riferimento, controlla l'impedenza. Se l'impedenza dei diffusori è inferiore a 8 ohm, viene pilotata da più di 1 watt di potenza.

Esistono almeno due scuole di pensiero su cosa fare in merito a questa discrepanza. Una scuola dice che questo è barare, dato che stai pilotando un altoparlante da 4 ohm con 2 watt e non 1 watt. Pertanto stai già raddoppiando la potenza (ovvero aggiungendo 3dB all'output di chi parla). Un'altra scuola di pensiero dice, ehi, che è la sensibilità intrinseca dell'altoparlante da 4 ohm, quindi convivi con esso.

I calcolatori sopra riportati si basano su 1 watt di potenza in ingresso. Quindi, quando si utilizzano 2,83 volt in 4 ohm, sarà necessario ridurre la cifra della sensibilità degli altoparlanti di 3dB per ottenere il risultato corretto. (Ricorda di raddoppiare la potenza dell'amplificatore (a 2 watt) aggiunge 3dB all'uscita dell'altoparlante. Quindi per dimezzare l'uscita (di nuovo a 1 watt), devi sottrarre 3dB).

Confronto fra mele e mele !

Abbiamo visto che alcuni produttori usano 1 watt, altri usano 2,83 volt come livello di ingresso. Ci sono anche altre differenze nel modo in cui i produttori misurano la sensibilità che non sono così evidenti, ma che possono fare una differenza significativa.

Alcuni produttori misurano a una sola frequenza (probabilmente la frequenza più sensibile). Altri potrebbero misurare a diverse frequenze e quindi fare la media dei risultati. Altri potrebbero indicare ciascuna frequenza. Il rumore rosa, che è una combinazione di tutte le frequenze, potrebbe essere utilizzato da altri produttori.

Alcuni tester possono misurare in linea con l'altoparlante più efficiente in un cabinet, altri potrebbero misurare sull'asse centrale del cabinet. Alcuni potrebbero fare le misurazioni in un perfetto ambiente non riflettente, altri potrebbero fare in un ambiente reale. Alcuni potrebbero misurare più lontano di 1 metro, quindi calcolare la cifra di 1 metro.

Tutte queste differenze possono sottrarre allo scopo di avere un metodo oggettivo per confrontare la sensibilità degli oratori. Queste differenze sono anche difficili da accertare poiché pochi produttori includono questi dettagli nelle loro specifiche.

Tuttavia, l'utilizzo delle specifiche di sensibilità degli altoparlanti dovrebbe fornire una buona guida su quanto sarà forte un altoparlante a una distanza specificata e un ingresso di potenza dell'amplificatore specificato.

La sensibilità e l'efficienza degli altoparlanti sono le stesse?

L'altoparlante in modo sensibile e l'efficienza sono correlati, ma non uguali. Sebbene nelle discussioni generali tra persone non tecniche i termini siano spesso scambiati, soprattutto da parte del personale di marketing.

Tecnicamente, l'efficienza è il rapporto tra potenza di ingresso dell'amplificatore e potenza di uscita acustica degli altoparlanti. L'efficienza è calcolata e dichiarata in percentuale.

La verità della questione è che gli altoparlanti non sono molto efficienti nel convertire la potenza dell'amplificatore in potenza acustica. L'efficienza degli altoparlanti è normalmente intorno allo 0,1% - 2%. Questa cifra non ci è utile quanto la figura della sensibilità dell'altoparlante che possiamo facilmente usare in senso pratico.

Sommario

Le cifre della sensibilità dei diffusori vengono utilizzate per calcolare la potenza di un diffusore a una determinata distanza e una determinata potenza dell'amplificatore. È solo un problema da considerare quando si confrontano i diffusori. Non indica la qualità del suono o la mancanza di qualità del suono.

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