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L'SPL, la Sensibilità e l'Efficienza di un altoparlante.

 

Il valore SPL (Sound Pressure Level) utilizza come unità di misura il dB.

Il livello di pressione sonora (SPL) o livello sonoro L_{p} è una misura logaritmica della pressione sonora efficace di un'onda meccanica (sonora) rispetto ad una sorgente sonora di riferimento. Viene misurata in decibel (simbolo db_{{SPL}}):

L_{{mathrm {p}}}=10,log _{{10}}left({frac {p}{p_{0}}}right)^{2}=20,log _{{10}}left({frac {p}{p_{0}}}right){mbox{ dB}}

È sia utile che tecnicamente preciso, esprimere il volume percepito nella scala del decibel logaritmico (dB è un logaritmo in base 10) che è indipendente dalla potenza di riferimento, con una relazione quindi alquanto lineare tra 10 dB e raddoppiamenti del volume percepito.

Il "volume" percepito varia approssimativamente logaritmicamente con la potenza di uscita acustica.

Il cambiamento nel volume percepito in funzione del cambiamento di potenza acustica dipende dal livello di potenza di riferimento.

La relazione approssimativamente logaritmica tra potenza e volume percepito è un fattore importante nella progettazione del sistema audio.

Sia la potenza dell'amplificatore che la sensibilità dell'altoparlante influenzano il massimo volume possibile.

La pratica di misurazione standard della sensibilità degli altoparlanti si ottiene fornendo 1 watt di "energia elettrica" al diffusore, con il microfono di misura ad 1 metro di distanza dalla sorgente e misurando la potenza acustica risultante in dB rispetto alla soglia dell'udito (definita come 0 dB).

La sensibilità viene generalmente misurata  in una camera anecoica nello "spazio libero" (per i diffusori a gamma intera) o con la sorgente e il microfono di misura all'esterno a terra in un  "semi spazio" (per un subwoofer).

La sensibilità dell'altoparlante viene misurata e valutata in base all'ipotesi di una tensione di uscita dell'amplificatore fissa poiché gli amplificatori audio tendono a comportarsi come sorgenti di tensione.

La sensibilità può essere una metrica fuorviante a causa delle differenze nell'impedenza dei diffusori tra sistemi progettati diversamente.

Un altoparlante con un'impedenza più elevata può avere una sensibilità misurata inferiore e quindi sembra essere meno efficiente di un altoparlante con impedenza più bassa anche se la loro efficienza è effettivamente simile.

L'efficienza dell'altoparlante è una metrica che misura solo la percentuale effettiva di energia elettrica che l'altoparlante converte in potenza acustica ed è talvolta una metrica più appropriata da utilizzare quando si studiano i modi per ottenere una determinata potenza acustica da un altoparlante.

Un raddoppio/dimezzamento del volume spl percepito corrisponde a circa 10 dB di aumento/diminuzione della sensibilità dell'altoparlante, che inoltre corrisponde anche a circa 10 volte la moltiplicazione/divisione della potenza acustica.

Quando si misura in "semi spazio", il limite del piano di massa taglia a metà lo spazio disponibile in cui il suono si irradia e raddoppia la potenza acustica del ricevitore, per un corrispondente aumento di 3 dB nella sensibilità misurata, quindi è importante sapere le condizioni di prova.

Una variazione di ± 3 dB nella sensibilità misurata corrisponde anche a un analogo raddoppio/dimezzamento della potenza elettrica richiesta per generare un dato volume percepito, quindi anche differenze "minori" apparentemente ridotte possono determinare grandi cambiamenti nel fabbisogno di potenza dell'amplificatore.

Questo è importante perché gli amplificatori di potenza sono una merce costosa,tanta più potenza e più denaro saranno necessario quanto meno efficienti saranno gli altoparlanti ad essi collegati.

    pressione sonora casse acustiche

Molti diffusori domestici di alta qualità hanno una sensibilità tra ~ 84 dB e ~ 94 dB, ma gli altoparlanti professionali possono avere una sensibilità tra ~ 90 dB e ~ 100 dB.

Una diffusore da '84 dB 'richiederebbe un amplificatore da 400 watt per produrre la stessa potenza acustica (volume percepito) come un diffusore da'90 dB' pilotata da un amplificatore da 100-watt, o una diffusore da '100 dB' pilotato da un amplificatore da 10 watt.

Una buona misura della "potenza" di un sistema è quindi una misura massimo volume prima del clipping dell'amplificatore e dell'altoparlante combinati, in dB SPL, nella posizione di ascolto prevista, all'interno dello spettro di frequenze udibili.

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