Parliamo di Car Audio altoparlante filo Requisiti di dimensione

Non molto tempo fa, ci siamo imbattuti in una discussione sulla necessità di collegare il cavo dell’altoparlante car audio di grandi dimensioni a un amplificatore ad alta potenza. I commenti sul post sono stati i primi esempi di quanto poco alcuni appassionati di audio capiscono i segnali che vanno agli altoparlanti nel loro sistema audio per auto. Quindi, per aiutare il maggior numero possibile di persone a capire l’argomento, abbiamo messo insieme questo articolo per spiegare perché non hai bisogno di un cavo da 12 AWG per i tuoi tweeter.

Segnali audio-Ampiezza e frequenza

La quantità di tensione prodotta dall’amplificatore dipende dall’impostazione del volume e dal contenuto di frequenza del segnale audio. Supponiamo che tu stia ascoltando una registrazione di una chitarra elettrica. In tal caso, il vostro amplificatore produrrà significativamente meno potenza di quanto ci vorrebbe per riprodurre le note più basse di un sintetizzatore o basso, anche allo stesso livello di volume percepito.

Perché le frequenze più alte hanno bisogno di meno energia per riprodursi? La maggior parte dei suoni che sentiamo seguono la stessa forma approssimativa del rumore rosa. Se analizzi l’energia in una forma d’onda di rumore rosa, vedrai che la sua ampiezza si attenua ad una velocità di -3 dB per ottava o -10 dB per decennio all’aumentare della frequenza.

Se si dispone di un tipico sistema car audio, allora si può avere un subwoofer o due per gestire la riproduzione di frequenze audio inferiori a 80 Hz, driver midrange per gestire i suoni da 80 a 3.500 Hz e tweeter per quelle frequenze superiori a 3.500 Hz. Il grafico seguente mostra l’energia alimentata ai subwoofer, ai driver midrange e ai tweeter che utilizzano questi punti di crossover.

È chiaro che i tweeter ricevono molta meno energia rispetto ai driver midrange nelle porte. In realtà, è di circa 20 dB in meno al livello più alto. Se tu avessi 100 watt andando agli altoparlanti della porta, i tuoi tweeter avrebbero solo bisogno di 1 watt di potenza per tenere il passo. In questo esempio, l’ampiezza media del segnale che va ai medi rispetto ai tweeter è di 13,9 dB più forte. Quindi, hai bisogno di circa 4,1 watt per quei tweeter se i medi ottengono 100 watt. Con quasi 5 dB di uscita in più richiesti, i subwoofer avrebbero bisogno di 316 watt, supponendo che avessero la stessa efficienza dei diffusori midrange.

Potenza nei segnali di corrente alternata

Un commentatore in quel thread ha scritto: “Sì, ma è AC, non DC”, come se implicasse che un segnale AC non fornisse tanta corrente all’altoparlante. Per le onde sinusoidali pure, questo con cui entra in gioco il valore RMS (Root Mean Square). Un’onda sinusoidale AC di, diciamo, 10 volt RMS può fare la stessa quantità di lavoro come 10 volt DC.

La musica non è una singola forma d’onda sinusoidale costante. Varia in ampiezza e frequenza. Come tale, dobbiamo guardare a un livello medio. Per mantenere il nostro esempio semplice, usiamo 300 watt, 100 watt e 4 watt per la matematica coinvolta nel calcolo di quanta potenza viene persa a causa della resistenza del cablaggio degli altoparlanti. Manterremo anche la semplicità dell’esempio assumendo che tutti i diffusori del sistema abbiano un’impedenza nominale di 4 ohm.

Corrente nel cavo dell’altoparlante Car Audio

Per il nostro esempio, i nostri livelli di potenza da 300, 100 e 4 watt si traducono in 8,66, 5 e 1 amp di corrente che scorre attraverso i rispettivi altoparlanti. Usiamo un pezzo di cavo per altoparlanti da 12 AWG con una lunghezza di 10 piedi per il nostro benchmark. Se il filo dell’altoparlante è pieno AWG spec ed è realizzato in rame puro, la lunghezza di 10 piedi avrà una resistenza totale di circa 36,3 milliohms. La caduta di tensione nel filo sarà di 0,314, 0,181 e 0,026 volt che, se la mia matematica è corretta, rappresenta una riduzione dell’uscita di 0,157, 0,091 e 0,018 dB, rispettivamente. In breve, queste differenze non saranno udibili a qualcosa di diverso da quando il volume viene alzato fino in fondo. Anche a una tacca verso il basso, tali riduzioni diminuiscono in modo significativo. Con le caratteristiche dinamiche della musica, è sicuro assumere che la potenza media richiesta sia 1/10 del massimo.

Cosa succede se eseguiamo un cavo 14 o 18 AWG anziché 12 AWG? Il grafico seguente mostra la riduzione dell’output nei casi più estremi con i toni di prova riprodotti. Per i vostri tweeter, semplicemente non importa. Per i medi, a piena potenza, forse c’è una perdita minuto che potrebbe influenzare l’equilibrio del sistema. Dovresti usare il cavo dell’altoparlante 18-AWG con il tuo subwoofer? Probabilmente no.

Cosa succede ai normali livelli di ascolto? Dì che stai andando al lavoro e la radio è accesa in modo da poter ascoltare il traffico e le notizie con la strana canzone gettata nel mix. Con il tipico midrange driver con un’efficienza di 86-88 dB a 1 W / 1 M, si rischia di essere una media di meno di 1 watt di potenza per le porte. Per amor di discussione, diciamo che lo sei. Per mantenere gli stessi livelli di uscita relativi, il sub otterrebbe 3 watt e i tweeter sono a 40 milliwatt. Le nostre perdite nel filo dei diffusori scendono a livelli impercettibili di 0,063 dB sui woofer, 0,036 dB sui medi e 0,003 dB sui tweeter. Ancora preoccupato per le dimensioni del cavo dell’altoparlante?

Diamo un’occhiata a Più Subwoofer Math

aziende Car audio sembrano come progettare amplificatori subwoofer car audio che producono la loro potenza massima in basse impedenze. Abbiamo già esaminato i sacrifici nell’efficienza dell’amplificatore e gli aumenti della distorsione a basse impedenze in un altro articolo.

In breve, per la stessa erogazione di potenza ai subwoofer, le impedenze di carico inferiori richiedono più corrente per fluire attraverso la bobina di un altoparlante. Più corrente significa più energia viene sprecata nel filo dell’altoparlante a causa della sua resistenza. Facciamo un altro esempio: 750 watt in carichi da 4, 2 e 1 ohm con cavo per altoparlanti da 12, 14 e 18 AWG. Ecco i risultati:

Come potete vedere, questo è un altro buon motivo per evitare amplificatori che richiedono basse impedenze di carico per produrre grandi quantità di potenza. OK, 750 watt attraverso un conduttore da 18 AWG lungo 10 piedi è un esempio piuttosto estremo, ma punteggia il punto abbastanza chiaramente.

In realtà, non si sarà mai fornire piena potenza a tutti gli altoparlanti in auto, salvo per forse il subwoofer se si compete in contenuti SPL. In quei casi, dove decimi o forse anche centesimi di una materia decibel, avendo filo degli altoparlanti di grandi dimensioni e cavo di alimentazione dell’amplificatore è impossibile. Knock yourself out e avere il vostro installatore eseguire cavi di alimentazione otto-AWG ai sottomarini! Per il resto di noi che ascoltano musica a livelli di potenza anche modestamente ragionevoli, il cavo degli altoparlanti 14-AWG è ben più che adeguato e i tuoi tweeter non hanno bisogno di nulla oltre i 18-AWG. Goccia dal vostro locale di specialità mobile enhancement rivenditore per scoprire gli aggiornamenti audio che sono disponibili per la vostra auto o camion. Spendi i soldi che risparmierai per non comprare un cavo mostruoso per i tuoi tweeter e driver di fascia media su altoparlanti migliori.