Ma la scatola dice che questo subwoofer gestisce 1.000 Watt!
Non c'è argomento di audio per auto più confuso e incoerente delle specifiche di potenza degli altoparlanti. Il fatto è che i metodi sviluppati per testare gli altoparlanti sono abbastanza semplici e affidabili. Se l'altoparlante supera il test, stampa il numero.
Tanto tempo fa, qualche produttore sconosciuto sentì che era importante dire ai consumatori che il loro altoparlante avrebbe gestito più potenza di quello di un concorrente. Parliamo dei tempi di Lear Jet, Jensen e Muntz, non di cinque o dieci anni fa. Quell'azienda, chiunque fosse, stampò un numero più grande sulla confezione e disse ai clienti che il loro altoparlante era migliore per questo. Ovviamente, i concorrenti seguirono l'esempio e contrattaccarono questa affermazione leggermente fasulla con una valutazione ancora più ridicola. E così via. Attualmente abbiamo altoparlanti 6x9 che dichiarano di gestire 600 watt ma hanno una minuscola bobina mobile da 1 pollice. La matematica semplicemente non quadra.
In questo articolo, parleremo delle specifiche di potenza degli altoparlanti. Spiegheremo cosa significano le specifiche e come vengono testate. Quando avrai finito di leggere, non guarderai mai più una specifica MASSIMA POTENZA fasulla allo stesso modo.
Cos'è la potenza?
La potenza è un'unità di energia che descrive quanto lavoro viene fatto in un periodo specifico. Noi appassionati di auto conosciamo cavalli vapore e coppia, e poiché stai leggendo questo, hai chiaramente interesse per i sistemi audio e hai sentito parlare dell'unità elettrica di potenza nota come watt. Per definizione, 1 watt di potenza è equivalente a 1 joule di energia erogato in un periodo di un secondo. In termini che potresti conoscere meglio, è equivalente al lavoro fatto in un circuito alimentato da 1 volt dove 1 ampere di corrente fluisce attraverso il carico. Emozionante, vero?
Nei nostri altoparlanti, la potenza dal nostro amplificatore fluisce attraverso la bobina mobile. Il flusso di elettroni attraverso la bobina crea un campo magnetico attorno alla bobina. A seconda della polarità (direzione) del flusso di corrente, il campo magnetico può far muovere la bobina e il cono attaccato in avanti o indietro nel cestello. Poiché il segnale che esce dal nostro amplificatore è corrente alternata, l'altoparlante risponde muovendosi avanti e indietro con i cambiamenti di polarità.
Cosa succede quando abbiamo troppa potenza?
La potenza elettrica dal nostro amplificatore non è diversa dall'elettricità che fluisce attraverso un elemento riscaldante elettrico su un fornello. L'elemento riscaldante ha una resistenza, solitamente tra 27 e 40 ohm. Applichiamo il segnale elettrico a 120V dalla parete a questa bobina di filo, viene fatto del lavoro. Per una bobina da 27 ohm, alimentata con 120 volt di elettricità, vengono prodotti 533 watt di lavoro. Questo "lavoro" è la generazione di calore.
Quando inviamo 100 watt di potenza a un altoparlante, quasi tutta quell'energia viene convertita in calore. Forse il 2 o 3 percento di quell'energia dall'amplificatore viene convertito in energia sonora. Speriamo tu possa vedere dove sta andando. Quando la corrente fluisce attraverso la bobina mobile, si scalda. Più corrente produce più calore. Alla fine, la colla che tiene l'avvolgimento della bobina mobile al supporto inizia a surriscaldarsi e cedere. A questo punto, l'avvolgimento della bobina mobile si srotolerà probabilmente e si incastrerà nel gap magnetico, facendo smettere di suonare l'altoparlante.
Come nota a margine, potremmo entrare in una discussione intera sui problemi di gestione potenza causati da escursione eccessiva del cono. Per gli scopi di questo articolo, assumiamo che stiamo operando l'altoparlante in un range di frequenza dove l'escursione del cono non è un problema. Parleremo di escursione altoparlanti un'altra volta.
Il riferimento per le specifiche di potenza
Il riferimento attuale per testare gli altoparlanti automobilistici è lo standard CEA-2031. Questo set di criteri di test include come e dove l'altoparlante sotto test è montato e il contenuto del segnale usato per testare l'altoparlante. È questo segnale audio, e come viene usato, che interessa questo articolo.
La traccia di test per la gestione potenza è un segnale di rumore rosa modificato che è limitato in banda tra 40Hz e 10 kHz. Il contenuto ad alta frequenza del segnale simula il contenuto spettrale di un segnale basso o medio distorto. Esatto: se distorci un segnale a bassa frequenza, crei armoniche. Come tale, invierai molte informazioni extra di medio e alta frequenza al tuo altoparlante se l'amplificatore sta clippando.
Il segnale CEA-2031 è registrato con specifiche di ampiezza molto specifiche. La traccia di test è preceduta da una registrazione sonora di livello di riferimento. Per quantificare il livello di potenza del test, il segnale di riferimento viene riprodotto e l'ampiezza misurata. Sul lato ingegneristico, i test di potenza vengono presi a livelli di tensione RMS. Quella tensione viene convertita in watt, basata sull'impedenza minima del driver sotto test. Per esempio, le misurazioni di efficienza vengono fatte usando tensioni di 2 o 2,83 volt, che si traducono in 1 o 2 watt rispettivamente su un altoparlante da 4 ohm.
Come testano la gestione potenza
Una volta impostato il livello di riferimento, il tono di test viene riprodotto senza regolare l'ampiezza di riproduzione. La traccia di test è progettata per fornire due test simultanei. Il livello di tensione RMS della traccia testa le capacità di gestione potenza continua dell'altoparlante. L'ampiezza di picco del segnale testa simultaneamente la gestione potenza di picco dell'altoparlante con un ulteriore 3dB di potenza d'ingresso.
Il dispositivo sotto test (altoparlante) viene posto in una gabbia in una stanza con condizioni ambientali controllate. "L'altoparlante è classificato per la potenza che può sopportare per 2 ore senza un cambiamento permanente nelle caratteristiche acustiche, meccaniche o elettriche maggiore del 10%", secondo la specifica. Per ottenere una classificazione più alta, il test deve essere ripetuto a un livello di potenza più alto per lo stesso tempo dopo un periodo di raffreddamento di due ore.
Molte aziende testano i loro prodotti per più tempo. Molte aziende giapponesi testano i loro altoparlanti per otto-dieci ore. Alcune aziende di altoparlanti premium testano i loro altoparlanti per 100 ore ispiratrici. Esatto: più di quattro giorni a riprodurre questa traccia di rumore rosa modificato.
Ci sono variazioni di questo test. Per i subwoofer, montare i driver in una cassa sigillata aumenterà la difficoltà del test drammaticamente. L'aria dentro la cassa si scalderà e ridurrà la capacità del subwoofer di raffreddarsi.
Da dove vengono i grandi numeri?
Allora, come fanno i ragazzi del marketing a dormire la notte con le loro affermazioni di specifiche di potenza insensate? Abbiamo menzionato che la gestione potenza fisica potrebbe essere un problema. Ovviamente, suonare bassi in un tweeter porterà al disastro, rapidamente. Suonare un tono singolo per un periodo di tempo determinerebbe una specifica di gestione potenza? Cosa succede se un altoparlante può gestire un tono a 500 Hz per qualche ora? È una specifica di potenza? Certamente. Descrive accuratamente le capacità dell'altoparlante? Non davvero.
Scegliere altoparlanti per il tuo veicolo
Quindi, ora che sai come vengono create le specifiche di potenza degli altoparlanti, puoi basically ignorarle. Il processo di scelta di un altoparlante dovrebbe basarsi sulle prestazioni, non sulle specifiche. Risposta in frequenza, efficienza e prestazioni di distorsione separano il buono dal mediocre. Un altoparlante classificato per 150 watt non è necessariamente migliore di uno classificato a 125 watt.
Se stai comprando subwoofer, le specifiche di gestione potenza diventano un po' più importanti. Non vorrai abbinare un subwoofer classificato per 200 watt a un amplificatore da 1.000 watt. Se vuoi stare sicuro, abbina la specifica di potenza del subwoofer a quella dell'amplificatore. Se vuoi garantire che non brucerai mai il sub, compra un altoparlante classificato per il doppio della potenza del tuo amplificatore.
Il tuo rivenditore locale di miglioramento mobile può aiutarti a progettare un aggiornamento del sistema audio che suona incredibile, suonerà ai volumi che vuoi e durerà per anni.