Cavi RCA Y: amici o nemici?
Se passate tempo a leggere discussioni car audio su Facebook o forum, avrete sicuramente incontrato commenti sui presunti svantaggi dell'uso di cavi RCA Y. Sembra esserci molta idea sbagliata o incomprensione su come funzionano i segnali preamplificati, e questa disinformazione porta a commenti non sempre accurati. Prendiamoci (più di) qualche minuto per fare chiarezza.
Capire i segnali audio a livello preamplificato
Il segnale audio che collega la source unit all'amplificatore è sia molto debole che piuttosto piccolo. La tensione del segnale preamplificato raramente supera il 10% della capacità di tensione massima della source unit per vari motivi. Primo, il livello del segnale è direttamente proporzionale all'uscita del sistema. Quando il volume è basso, il segnale è basso in ampiezza.
Il secondo fattore che contribuisce all'ampiezza microscopica del segnale preamplificato è noto come Crest Factor. Definizione formale: il Crest Factor è il rapporto tra l'ampiezza di picco del segnale e il valore RMS di una forma d'onda. Per un'onda sinusoidale pura, questo valore sarebbe 1,414. Per la musica, il valore del Crest Factor è molto più grande.
Abbiamo analizzato alcune canzoni per ottenere numeri relazionabili. La nuova canzone "Run" dei Foo Fighters ha ampiezza massima +0,15 dB e ampiezza RMS -12,7 dB sull'intera traccia. Per semplificare, chiamiamolo 13 dB, rapporto appena sotto 20:1. Abbiamo anche analizzato "Heathens" dei Twenty One Pilots: Crest Factor 10,5 dB, circa 11,25:1.
Se pensiamo alla tensione massima possibile sul nostro segnale preamplificato come 4 volt, la tensione media per la traccia sopra sarebbe 200 millivolt e 355 millivolt rispettivamente. Il picco di 4V avviene solo col volume al massimo. Non dimenticatelo.
Scotty, non abbiamo potenza!
Un'altra caratteristica del nostro segnale preamplificato è che contiene quasi nessun flusso di corrente. Come in qualsiasi circuito elettrico, la corrente è determinata dalla tensione e dalla resistenza. L'impedenza d'uscita della maggior parte delle unitè principali è tra 300 e 500 ohm. L'impedenza d'ingresso della maggior parte degli amplificatori è circa 10.000 ohm.
Usando la nostra tensione massima di 4 volt e una resistenza di 10.500 ohm, la corrente massima nel circuito sarà 0,381 milliampere. Se consideriamo che l'ampiezza media del segnale è circa 275 millivolt, abbiamo un flusso di corrente medio di 0,0275 milliampere. Niente.
Cosa fa un cavo RCA Y?
Un cavo RCA Y permette di collegare una singola uscita RCA a due ingressi RCA. Applicazioni tipiche: una singola uscita subwoofer RCA su una source unit o processore e la necessità di alimentare un paio di ingressi su un amplificatore subwoofer. Un'altra applicazione comune: source unit con solo singola uscita RCA sinistra e destra; volete usare un amplificatore a 4 canali che non include un interruttore due ingressi/quattro ingressi.
Non credete all'hype
Il mito più grande sull'uso dei cavi Y è che riducono drasticamente il segnale verso ogni ingresso. Per dimostrare perché non è vero, dobbiamo capire come funziona un circuito divisore di tensione. Sì, è ora di un po' di fisica e matematica.
In una situazione ideale, quando abbiamo una sorgente di segnale e un singolo carico, tutta la tensione sviluppata dalla sorgente appare sul carico.
Se abbiamo carichi multipli, la tensione prodotta dalla sorgente è divisa tra i carichi quando sono cablati in serie. Nell'immagine sotto, abbiamo due carichi in serie con la nostra singola sorgente di segnale.
Se il valore di resistenza dei due carichi è lo stesso, la tensione prodotta dalla sorgente è divisa equamente. La metà della tensione si misura su ogni carico. Usando il nostro esempio 4V preamplificato, vedremmo 2V su ogni carico. Ma cosa succede quando la resistenza del carico non è la stessa? Dobbiamo fare un po' di matematica per determinare quanta tensione c'è su ciascuno.
Etichettiamo i carichi. Quello a sinistra lo chiameremo Rs. Questa è la resistenza della nostra sorgente. Per questo esempio useremo 500 ohm. Quello a destra sarà la resistenza d'ingresso dell'amplificatore di 10.000 ohm, la chiameremo Ra1.
Abbiamo 4 volt prodotti dalla sorgente e una resistenza totale del circuito di 10.500 ohm. Calcoliamo che la corrente nel circuito è 0,381 milliampere usando la legge di Ohm. Conoscendo la corrente, possiamo determinare quanta tensione cade su ogni resistenza. Per il carico sorgente, 500 ohm con 0,381 mA producono 190,476 millivolt. Il resto del segnale sorgente 4V, ovvero 3,809525 volt, appare sul carico.
Ora colleghiamo un altro amplificatore in parallelo col primo. Questo è lo stesso effetto di usare un cavo Y. Il secondo amplificatore sarà Ra2.
Di nuovo matematica. Ora il circuito ha resistenza totale 5500 ohm, e una corrente di 0,7272 milliampere. La tensione caduta sulla sorgente è aumentata a 0,363636 volt, e ogni amplificatore vede 3,636 volt. Sembra una differenza notevole, no?
La scala decibel cambia tutto
Tra i due esempi, abbiamo visto una diminuzione di tensione agli amplificatori del 4,772%. Significa che la musica è quasi il 5% più silenziosa? No. Quando parliamo del rapporto tensione/volume, dobbiamo considerare la scala decibel. La nostra diminuzione del 4,772% in tensione equivale a -0,405 dB in meno di uscita.
Prima che vi agitiate, potete correggerlo alzando il gain sull'amplificatore di quella quantità.
Un esempio matematico caso peggiore
Questo era uno scenario caso peggiore. Cosa succede se avete una source unit con impedenza d'uscita più bassa? Alcune unitè principali hanno impedenza d'uscita 300 ohm. Per quella, con la stessa impedenza d'ingresso 10.000 ohm sugli amplificatori, il cambiamento d'uscita usando un cavo Y sarebbe -0,2493 dB. Se avete un line driver premium nel sistema, l'impedenza d'uscita può essere bassa come 50 ohm. In questo scenario, la perdita è irrisoria: -0,0431 dB.
Cosa abbiamo imparato? Se dovete collegare molti amplificatori a una singola sorgente, scegliete una sorgente con bassa impedenza d'uscita.
I cavi RCA Y come soluzione non sono malvagi
Se il vostro sistema richiede di usare un set di cavi Y per distribuire il segnale audio a più amplificatori, andate pure avanti. Una volta che il vostro installatore regola i controlli di sensibilità sui vostri amplificatori, non saprete mai che ci sono.
Se avete domande sul design del vostro sistema audio o su come il vostro installatore lo cablerà, parlate col venditore e col vostro rivenditore specializzato in elettronica mobile locale – saranno felici di spiegarvi le cose.