Perché gli altoparlanti hanno dimensioni diverse?

Quando vai dal tuo specialista di elettronica mobile locale alla ricerca di nuovi altoparlanti, ci sono alcuni criteri da tenere a mente. La scelta di una dimensione dell'altoparlante può avvenire in due modi:puoi scegliere qualcosa che si adatta a una posizione di montaggio specifica oppure puoi scegliere in base alle caratteristiche dell'altoparlante rispetto alle sue dimensioni. Sei interessato a sapere perché gli altoparlanti sono disponibili in diverse dimensioni? Bene! Sei nel posto giusto.

Cosa fa un oratore?

È compito di un altoparlante convertire il segnale elettrico dal tuo amplificatore in movimento. Il movimento del cono dell'altoparlante eccita l'aria circostante. Quando il cono si sposta in avanti, l'aria davanti al cono viene pressurizzata. Quando il cono si sposta all'indietro, l'aria è rarefatta. Queste onde di pressione si estendono dall'altoparlante e le nostre orecchie rilevano questi piccoli cambiamenti di pressione come suono. Abbastanza semplice, non è vero?

Cose da considerare in termini di riproduzione del suono

Quando si tratta di riprodurre i suoni, più bassa è la frequenza, più difficile sarà produrre il suono. Per ogni raddoppio della frequenza, il cono dell'altoparlante deve spostarsi di un quarto della distanza per produrre lo stesso livello di uscita. Ad esempio, se il subwoofer deve spostarsi di 2 mm per produrre 95 dB di uscita e 40 Hz, deve spostarsi solo di 0,5 mm per riprodurre 95 dB a 80 Hz. Per riprodurre 95 dB di uscita a 160 Hz, il cono deve spostarsi solo di 0,125 mm.

La dimensione di un cono dell'altoparlante influisce sulla quantità di suono che l'altoparlante creerà per una determinata quantità di segnale in ingresso. Generalizziamo un po' le cose (perché molto molto di fattori esterni influiscono su questa affermazione):un cono di altoparlante da 12 pollici deve spostarsi il doppio di un cono di altoparlante da 15 pollici per produrre la stessa quantità di uscita a una data frequenza. Ciò significa anche che l'altoparlante da 12 pollici richiede più potenza per produrre lo stesso suono dell'altoparlante da 15 pollici.

Più grande è sempre meglio, giusto?

Sulla base di questa logica, dovresti semplicemente selezionare l'altoparlante più grande possibile per ogni applicazione, giusto? Beh, non è così facile. Quando entriamo nelle frequenze medie e alte, il cono dell'altoparlante deve muoversi avanti e indietro molto veloce. Un tono di 1.000 Hz richiede che l'altoparlante si muova avanti e indietro 1.000 volte al secondo. Un tono a 10 kHz richiede 10.000 di questi stessi movimenti al secondo. Se utilizziamo un grande altoparlante con un cono relativamente pesante, è molto difficile tenere il passo con il segnale in ingresso. Come mai? Inerzia.

Utilizziamo un'analogia per spiegare questo. Immagina di essere a una parata e di sventolare una bandiera. Il palo è lungo 6 piedi e la bandiera all'estremità è 3 × 5 piedi. Sventoli la bandiera avanti e indietro il più velocemente possibile. Anche se sei davvero forte, il più veloce che puoi agitare avanti e indietro è una, forse due volte al secondo. Ora guarda il ragazzino in piedi accanto a te alla parata. Ha una piccola bandiera di carta di 2 × 3 pollici su un bastoncino di plastica lungo 5 pollici. Le sue piccole mani possono sventolare quella bandiera avanti e indietro cinque o sei volte al secondo.

Gli ingegneri degli altoparlanti devono bilanciare diverse caratteristiche per raggiungere obiettivi specifici per un determinato progetto. Confrontiamo il peso di un cono dell'altoparlante per un subwoofer da 10 pollici con quello di un midrange da 10 pollici utilizzato nei concerti e nei sistemi di diffusione sonora. Un tipico subwoofer da 10 pollici progettato per riprodurre frequenze inferiori a 150 Hz ha un gruppo conico (cono, bobina mobile, ex, metà spider e metà surround) che pesa circa 150 grammi. Un altoparlante da 10 pollici progettato per essere utilizzato per le frequenze medie (da 150 a 1 kHz) ha un gruppo di massa conico di circa 40 grammi.

Chiaramente, il gruppo più leggero può muoversi più velocemente e tenere il passo con la riproduzione delle frequenze più alte.

È meglio l'accendino?

Ora affrontiamo l'enigma del bilanciamento dell'uscita a bassa e alta frequenza. Un cono più leggero si muoverà più velocemente ed è in grado di produrre un'uscita ad alta frequenza estesa. Un cono più pesante ha una frequenza di risonanza più bassa e quindi può produrre un'uscita a bassa frequenza più elevata. Combina queste generalizzazioni con problemi elettrici che interessano l'induttanza della bobina mobile e ostacoleremo ulteriormente l'uscita ad alta frequenza. Comincia a diventare chiaro che abbiamo bisogno di altoparlanti di dimensioni diverse per applicazioni diverse.

Subwoofer

La maggior parte dei subwoofer ha dimensioni comprese tra 8 e 18 pollici. Poiché i subwoofer sono progettati per riprodurre frequenze inferiori a 100 Hz nelle applicazioni audio per auto, richiedono molta capacità di escursione e una bassa frequenza di risonanza. Ciò significa che i subwoofer avranno coni relativamente pesanti. Ad alti livelli di escursione, i coni sono sottoposti a notevoli sollecitazioni, quindi il cono deve essere robusto e questo contribuisce ulteriormente al loro peso. I subwoofer devono gestire molta potenza. Questa potenza ci consente di spostare il cono su distanze relativamente grandi. La gestione della potenza richiede componenti più grandi sotto forma di bobine e avvolgimenti di grande diametro.

Driver per i bassi

Un driver midbass dedicato è in genere progettato per riprodurre da circa 50 a 500 Hz. Le dimensioni sono in genere da 6,5 ​​a 8 pollici, ma alcune persone hanno utilizzato driver da 10 e 12 pollici. Il cono deve essere più pesante di quello di un midrange, ma non abbastanza pesante da rallentarlo per le frequenze più alte.

Se osservi il contenuto in frequenza di un esecutore, vedrai che molte voci si estendono fino a 100 Hz. La precisione della velocità è importante in questa gamma di frequenze. Le risonanze e il comportamento non lineare provocano una distorsione armonica. Questo è spesso percepito come "calore" nella regione dei mediobassi. Non vogliamo niente in più nella nostra musica, quindi la precisione è ciò che conta.

Diffusori di fascia media

I diffusori di fascia media diventano un atto di equilibrio di diverse caratteristiche. Naturalmente, il cono deve essere relativamente leggero, ma la gestione della linearità e della distorsione diventa una priorità ancora più importante. È più facile sentire la distorsione alle frequenze medie. Il cono deve bilanciare massa, smorzamento e forza per evitare deformazioni e causare armoniche. La sospensione deve essere molto lineare.

Anche la gestione dell'induttanza diventa un problema più significativo perché può ridurre l'uscita ad alta frequenza. I driver di fascia media per le tipiche applicazioni audio per auto variano in dimensioni da 6,5 ​​pollici e 6 × 9 pollici sul lato grande fino a un minimo di 2,5 pollici. Molti driver di fascia media cercano di svolgere il doppio lavoro come driver per i bassi medi da utilizzare in sistemi audio a due o tre vie. Anche se questo è un piccolo compromesso, è una necessità. Consideriamo altoparlanti di fascia media per coprire la gamma da 100 Hz a 3.000 o 4.000 Hz.

Tweet

Per riprodurre frequenze superiori a 2,5 kHz, i tweeter necessitano di coni molto leggeri. I coni del tweeter non si spostano molto lontano, quindi non richiedono molte escursioni, ma deve comunque esserci una sospensione. Le risonanze nel cono possono devastare la risposta in frequenza. I tweeter premium possono utilizzare funzionalità come il ferrofluido nel divario per migliorare la gestione della potenza. I tweeter premium possono anche includere un cappuccio con polo in rame per ridurre l'induttanza e la distorsione.

Considerazioni sulla direttività

Un'altra considerazione quando si scelgono gli altoparlanti è che tutti gli altoparlanti al di sopra di una certa frequenza iniziano a diventare direzionali. La direttività si riferisce a una riduzione dell'uscita ad alta frequenza quando ci si sposta fuori asse rispetto all'altoparlante. Se scegli i tuoi altoparlanti e progetti il ​​tuo sistema con attenzione, puoi ridurre al minimo l'effetto della direttività. L'unica vera considerazione sarebbe quella di avere i tweeter puntati su di te.

La legge sull'equilibrio

Le applicazioni per le informazioni in questo articolo variano a seconda dell'obiettivo generale per l'aggiornamento del sistema audio. Un semplice set di altoparlanti coassiali sostitutivi verrà scelto dall'applicazione delle dimensioni. Se stai costruendo un sistema audio di fascia alta con più amplificatori, canali, elaborazione del segnale digitale e posizioni di montaggio degli altoparlanti personalizzate, la scelta degli altoparlanti giusti in termini di qualità e applicazione prevista diventa più importante.

Scopri di più sugli altoparlanti e le loro diverse dimensioni presso il tuo rivenditore locale

Il tuo rivenditore specializzato in elettronica mobile locale può aiutarti a scegliere gli altoparlanti giusti per la tua applicazione e i tuoi obiettivi di prestazioni. Fai un salto in un negozio locale oggi e ascolta la loro scheda demo o il veicolo dimostrativo. È un'esperienza straordinaria!