Lassen sie uns Sprechen Über Auto Audio Lautsprecher Draht Größe Anforderungen

Vor nicht allzu langer Zeit stießen wir auf eine Diskussion über die Notwendigkeit, ein großspuriges Car-Audio-Lautsprecherkabel an einen Hochleistungsverstärker anzuschließen. Die Kommentare zu dem Beitrag waren Paradebeispiele dafür, wie wenig einige Audio-Enthusiasten über die Signale verstehen, die zu den Lautsprechern in ihrem Auto-Audiosystem gehen. Um so vielen Menschen wie möglich zu helfen, das Thema zu verstehen, haben wir diesen Artikel zusammengestellt, um zu erklären, warum Sie kein 12-AWG-Kabel für Ihre Hochtöner benötigen.

Audiosignale – Amplitude und Frequenz

Die von Ihrem Verstärker erzeugte Spannung hängt von der Lautstärkeeinstellung und dem Frequenzgehalt des Audiosignals ab. Angenommen, Sie hören eine Aufnahme einer E-Gitarre. In diesem Fall erzeugt Ihr Verstärker deutlich weniger Leistung, als zur Wiedergabe der tiefsten Töne eines Synthesizers oder Basses erforderlich wäre, selbst bei gleicher wahrgenommener Lautstärke.

Warum benötigen höhere Frequenzen weniger Leistung zur Wiedergabe? Die meisten Geräusche, die wir hören, folgen der gleichen ungefähren Form wie rosa Rauschen. Wenn Sie die Energie in einer rosa Rauschwellenform analysieren, werden Sie feststellen, dass ihre Amplitude mit zunehmender Frequenz mit einer Rate von -3 dB pro Oktave oder -10 dB pro Jahrzehnt abschwächt.

Wenn Sie ein typisches Auto-Audiosystem haben, haben Sie möglicherweise einen oder zwei Subwoofer, um Audiofrequenzen unter 80 Hz wiederzugeben, Mitteltöner, um die Töne von 80 bis 3.500 Hz zu verarbeiten, und Hochtöner für diese Frequenzen über 3.500 Hz. Die folgende Grafik zeigt die Energie, die den Subwoofern, Mitteltönern und Hochtönern über diese Kreuzungspunkte zugeführt wird.

Es ist klar zu sehen, dass die Hochtöner viel weniger Energie erhalten als die Mitteltöner in den Türen. Tatsächlich sind es auf höchstem Niveau etwa 20 dB weniger. Wenn Sie 100 Watt zu den Türlautsprechern hätten, würden Ihre Hochtöner nur 1 Watt Leistung benötigen, um mitzuhalten. In diesem Beispiel ist die durchschnittliche Amplitude des Signals, das zu den Mitten geht, im Vergleich zu den Hochtönern 13,9 dB lauter. Sie benötigen also etwa 4,1 Watt für diese Hochtöner, wenn die Mitten 100 Watt bekommen. Bei fast 5 dB mehr Leistung würden die Subwoofer 316 Watt benötigen, vorausgesetzt, sie hätten den gleichen Wirkungsgrad wie die Mitteltöner.

Leistung in Wechselstromsignalen

Ein Kommentator in diesem Thread schrieb: “Ja, aber es ist Wechselstrom, nicht Gleichstrom”, als wollte er implizieren, dass ein Wechselstromsignal dem Lautsprecher nicht so viel Strom liefern würde. Bei reinen Sinuswellen kommt hier der Effektivwert (Root Mean Square, RMS) ins Spiel. Eine AC-Sinuswelle von, sagen wir, 10 Volt RMS kann die gleiche Menge an Arbeit wie 10 Volt DC tun.

Musik ist keine einzige konstante sinusförmige Wellenform. Es variiert in Amplitude und Frequenz. Daher müssen wir ein durchschnittliches Niveau betrachten. Um unser Beispiel einfach zu halten, verwenden wir 300 Watt, 100 Watt und 4 Watt für die Berechnung, wie viel Strom aufgrund des Widerstands der Lautsprecherverkabelung verloren geht. Wir werden auch die Einfachheit des Beispiels beibehalten, indem wir annehmen, dass alle Lautsprecher im System eine nominale Impedanz von 4 Ohm haben.

Strom im Car-Audio-Lautsprecherkabel

In unserem Beispiel ergeben unsere Leistungspegel von 300, 100 und 4 Watt 8,66, 5 und 1 Ampere Strom, der durch die jeweiligen Lautsprecher fließt. Verwenden wir für unseren Benchmark ein Stück 12-AWG-Lautsprecherkabel mit einer Länge von 10 Fuß. Wenn die lautsprecher draht ist voll AWG spec und ist aus reinem kupfer, die 10-fuß länge wird haben eine insgesamt widerstand von über 36,3 milliohm. Der Spannungsabfall im Draht beträgt 0,314, 0,181 und 0,026 Volt, was, wenn meine Mathematik korrekt ist, eine Verringerung der Leistung um 0,157, 0,091 bzw. 0,018 dB darstellt. Kurz gesagt, diese Unterschiede werden bei nichts anderem hörbar sein, als wenn die Lautstärke ganz hochgedreht wird. Bei nur einer Kerbe nach unten nehmen diese Reduzierungen erheblich ab. Bei den dynamischen Eigenschaften von Musik kann davon ausgegangen werden, dass die durchschnittlich erforderliche Leistung 1/10 des Maximums beträgt.

Was passiert, wenn wir 14- oder 18-AWG-Drähte anstelle von 12-AWG verwenden? Die folgende Grafik zeigt die Reduzierung der Ausgabe in den extremsten Fällen, in denen Testtöne abgespielt werden. Für Ihre Hochtöner spielt es einfach keine Rolle. Für die Mitten, bei voller Leistung, Vielleicht gibt es einen winzigen Verlust, der das Gleichgewicht des Systems beeinträchtigen könnte. Sollten Sie 18-AWG-Lautsprecherkabel mit Ihrem Subwoofer verwenden? Wahrscheinlich nicht.

Was passiert bei normalen Hörpegeln? Angenommen, Sie pendeln zur Arbeit und das Radio ist eingeschaltet, sodass Sie Verkehr und Nachrichten hören können, wobei das eine oder andere Lied in die Mischung geworfen wird. Da der typische Mitteltöner einen Wirkungsgrad von 86-88 dB bei 1 W / 1 M hat, werden Sie wahrscheinlich weniger als 1 Watt Leistung an die Türen abgeben. Um des Arguments willen, sagen wir, du bist es. Um die gleichen relativen Ausgangspegel beizubehalten, würde der Sub 3 Watt bekommen und die Hochtöner sind bei 40 Milliwatt. Unsere Verluste im Lautsprecherkabel sinken auf unmerkliche Pegel von 0,063 dB an den Tieftönern, 0,036 dB an den Mitten und 0,003 dB an den Hochtönern. Immer noch besorgt über lautsprecher draht größe?

Schauen wir uns mehr Subwoofer-Verstärker an

Car-Audio-Unternehmen scheinen Car-Audio-Subwoofer-Verstärker zu entwickeln, die ihre maximale Leistung bei niedrigen Impedanzen erzeugen. In einem anderen Artikel haben wir uns bereits die Einbußen bei der Verstärkereffizienz und die Zunahme der Verzerrung bei niedrigen Impedanzen angesehen.

Kurz gesagt, für die gleiche Leistungsabgabe an die Subwoofer erfordern niedrigere Lastimpedanzen mehr Strom, um durch die Schwingspule eines Lautsprechers zu fließen. Mehr Strom bedeutet, dass aufgrund seines Widerstands mehr Energie im Lautsprecherkabel verschwendet wird. Lassen Sie uns ein anderes Beispiel kochen – 750 Watt in 4-, 2- und 1-Ohm-Lasten mit 12-, 14- und 18-AWG-Lautsprecherkabel. Hier sind die Ergebnisse:

Wie Sie sehen können, ist dies ein weiterer guter Grund, Verstärker zu vermeiden, die niedrige Lastimpedanzen benötigen, um große Energiemengen zu erzeugen. OK, 750 Watt durch einen 18-AWG-Leiter, der 10 Fuß lang ist, ist ein ziemlich extremes Beispiel, aber es unterstreicht den Punkt ziemlich deutlich.

In Wirklichkeit werden Sie niemals alle Lautsprecher in Ihrem Auto mit voller Leistung versorgen, außer vielleicht dem Subwoofer, wenn Sie mit SPL-Inhalten konkurrieren. In den Fällen, in denen Zehntel oder vielleicht sogar Hundertstel Dezibel wichtig sind, ist es unmöglich, übergroße Lautsprecherkabel und Verstärkerstromkabel zu haben. Schlagen Sie sich selbst aus und lassen Sie Ihren Installateur acht AWG-Stromkabel zu den U-Booten führen! Für den Rest von uns, die Musik auch bei bescheiden vernünftigen Leistungspegeln hören, ist 14-AWG-Lautsprecherkabel mehr als ausreichend, und Ihre Hochtöner brauchen nichts über 18-AWG. Schauen Sie bei Ihrem örtlichen Fachhändler für mobile Verbesserungen vorbei, um sich über die Audio-Upgrades zu informieren, die für Ihr Auto oder Ihren LKW verfügbar sind. Geben Sie das Geld aus, das Sie sparen, wenn Sie keine monströsen Lautsprecherkabel für Ihre Hochtöner und Mitteltöner für bessere Lautsprecher kaufen.