Cosa succede se utilizzo un altoparlante con impedenza diversa su un crossover? Posso?

Ti sei mai chiesto cosa r tutti succede se usi un altoparlante con impedenza diversa con un crossover degli altoparlanti? È un'ottima domanda!

A quanto pare, l'impedenza degli altoparlanti (Ohm) fa la differenza per il modo in cui funziona un crossover degli altoparlanti e influisce sul suono. Spiegherò tutto in dettaglio in un modo che chiunque possa capire.

Cos'è un crossover di altoparlanti? A cosa serve un crossover?

In alto: Un tipico crossover per altoparlanti per autoradio, con le parti principali etichettate. In basso: Un tipico crossover per altoparlanti stereo domestici, che è estremamente simile. (Questi sono normalmente installati all'interno del cabinet degli altoparlanti) Entrambi utilizzano condensatori e induttori per formare filtri crossover e controllare il suono inviato a tweeter, altoparlanti midrange o woofer per la migliore qualità audio.

I crossover degli altoparlanti sono spesso chiamati crossover "passivi" perché passano i segnali senza bisogno di un'alimentazione a differenza dei crossover elettronici ("attivi"). Funzionano utilizzando passivo componenti:condensatori e induttori.

Un crossover per altoparlanti è un circuito elettrico che utilizza induttori e condensatori per filtrare il segnale di un altoparlante e dividerlo tra 1 o più uscite. Le uscite dipendono dalla risposta in frequenza degli altoparlanti utilizzati.

Sono diversi dai crossover elettronici in quanto invece di essere collegati al percorso del segnale (cavi RCA, ad esempio), i crossover degli altoparlanti sono collegati all'uscita di amplificatori o stereo. Gli altoparlanti vengono quindi collegati alle connessioni degli altoparlanti del crossover.

Uno dei tipi di crossover per altoparlanti più comuni in uso oggi:un crossover per altoparlanti a 2 vie di 2° ordine con tweeter e uscite midrange/woofer. Gli induttori sono rappresentati con il simbolo "L" ei condensatori con il simbolo "C". I crossover degli altoparlanti funzionano per separare il suono inviato a determinati altoparlanti per migliorare il suono, ridurre la distorsione e controllare come vengono utilizzati gli altoparlanti. Ad esempio, bloccano i bassi che i tweeter non possono produrre e gli alti che un woofer non può produrre bene.

Induttori e condensatori hanno alcune proprietà davvero interessanti (e davvero utili!) quando un segnale audio elettrico li attraversa:

• Gli induttori sono bobine di filo che hanno più resistenza (chiamata impedenza, in questo caso) a un segnale ad alta frequenza rispetto a uno inferiore. Pertanto filtrano le frequenze sonore più alte quando sono collegati in serie.
• I condensatori hanno più "resistenza" a un segnale a bassa frequenza rispetto a uno più alto quando sono in serie. Più bassa è la frequenza, meno segnale può passare.

Quando a un condensatore o un induttore è applicato un segnale oltre un determinato intervallo di frequenza chiamato frequenza di crossover, frequenza d'angolo, o frequenza di taglio la quantità di segnale che lascia passare si abbassa, facendolo agire come un filtro.

Ciò significa che l'altoparlante riceverà sempre meno del segnale dell'altoparlante che vogliamo bloccare, riducendo il volume in uscita per quella gamma di suoni indesiderata. È importante capire che la frequenza con cui ciò accade dipende dall'impedenza dell'altoparlante (carico Ohm) collegato.

Ordini di crossover degli altoparlanti (pendenze) e design

Se utilizzato in serie con un tweeter, un crossover filtra i bassi dannosi e distorsivi che non è in grado di gestire . Se usato da solo, un singolo condensatore è un crossover di 1° ordine (a stadio singolo) con una pendenza di -6dB per ottava, il livello più elementare.

I crossover sono disponibili in diversi design per diversi tipi di personalizzazione dell'audio e livelli di prestazioni, ma funzionano tutti nello stesso modo di base. Sono progettati con "ordini", o fasi, che, una volta aggiunti, migliorano ulteriormente il loro filtraggio nel bloccare i suoni indesiderati dal raggiungere gli altoparlanti.

Ad esempio, ecco un elenco di crossover di ordini comuni che vedrai spesso:

• 1° ordine:Non molto ripido -16dB/ottava), consiste in un singolo condensatore o induttore in serie con l'altoparlante.
• 2° ordine:migliore filtraggio a -12dB/ottava, utilizzando DUE componenti per ciascun diffusore.
• 3° ordine:ancora meglio, con filtraggio a -18dB/ottava, utilizzando TRE componenti per ciascun diffusore.

I filtri crossover sono sempre multipli di 6 decibel (dB) a causa del funzionamento dei componenti. Un ordine di crossover "più ripido" (più alto) significa semplicemente che è più efficace nel bloccare la gamma di frequenze sonore che non vogliamo che raggiungano l'altoparlante.

Cos'è l'impedenza degli altoparlanti? Come funziona l'impedenza degli altoparlanti?

L'impedenza degli altoparlanti è il totale quantità di resistenza che un altoparlante ha a causa della resistenza della sua bobina di filo e l'induttanza dell'anello della bobina del filo. L'impedenza è valutata in unità di resistenza chiamate Ohm.

Proprio come non puoi avere un cortocircuito attraverso una batteria, un amplificatore o uno stereo ne hanno bisogno un po' quantità di impedenza di carico degli altoparlanti per limitare la quantità di corrente elettrica che la radio o l'amplificatore tenta di fornire.

A differenza di un filo rettilineo che va da un punto all'altro quando si collega l'alimentazione, l'avvolgimento del filo della bobina mobile forma un anello che ha una proprietà elettrica chiamata induttanza. L'induttanza è leggermente diversa dalla resistenza poiché cambia al variare della frequenza. Si chiama reattanza induttiva.

Per quasi tutti i diffusori, ciò significa che l'impedenza reale (la resistenza totale) cambia leggermente durante la riproduzione della musica.

Quando ci riferiamo all'impedenza degli altoparlanti, la maggior parte delle volte ci riferiamo alla categoria (gamma generale in Ohm) dell'altoparlante utilizzato per abbinare gli amplificatori stereo di casa o dell'auto.

Misure di resistenza, in unità di Ohm , sono talvolta indicati utilizzando il simbolo greco Omega:“Ω”

Come funziona l'impedenza degli altoparlanti?

Quando un segnale musicale (costituito da corrente alternata) guida un altoparlante, crea campi magnetici mentre la corrente elettrica scorre attraverso la bobina a filo avvolto. La cosa interessante è che una bobina di filo sviluppa campi magnetici attorno ad essa che resistono al flusso di corrente quando ciò accade.

Ecco da dove viene la parte dipendente dalla frequenza dell'impedenza di un altoparlante.

(Questo accade anche con altri dispositivi elettrici, come motori, bobine delle candele del motore e altro ancora. Si occupano anche della resistenza elettrica quando viene applicata la corrente alternata (CA).)

Cosa succede se utilizzo un altoparlante con impedenza diversa su un crossover?

Diagramma che mostra cosa succede quando si cambia il carico ohm dell'altoparlante collegato a un crossover:spostamento crossover si verifica. Ciò significa che poiché è stato progettato per un'impedenza dell'altoparlante diversa, la frequenza a cui funziona cambia.

Spostamento crossover quando si utilizzano altoparlanti con impedenza diversa

Come accennato in precedenza, i crossover degli altoparlanti si basano su parti (condensatori e induttori) che funzionano come filtri in base al carico degli altoparlanti a cui sono collegati. Per questo motivo, quando modifichi l'impedenza degli altoparlanti, modifichi la frequenza di crossover e il suono.

Potresti notare diversi problemi dopo aver eseguito questa operazione:

• Un suono "duro" da woofer o altoparlanti di fascia media. I tweeter possono suonare distorti e iniziare a "rompersi" a un volume più basso rispetto a prima.
• Una qualità della musica "sottile" e debole.
• Lacune nelle gamme sonore che dovresti sentire.

I crossover degli altoparlanti possono essere utilizzati solo con l'impedenza degli altoparlanti sono progettati o non suoneranno allo stesso modo.

Ad esempio, l'utilizzo di un crossover per altoparlanti domestici da 8 Ohm con un altoparlante per auto da 4 Ohm non funzionerà correttamente. Questo perché i valori delle parti sono stati scelti per una sola impedenza. Quando lo cambi, cambia drasticamente la frequenza di crossover!

Cosa succede a un crossover quando dimezzo l'impedenza degli altoparlanti?

Quando si modifica l'impedenza dell'altoparlante collegato a un crossover degli altoparlanti, è possibile spostare in modo significativo la frequenza di taglio del crossover. Come regola generale:

• Dimezzando l'impedenza dell'altoparlante (es.:da 8 ohm a 4 ohm) si raddoppia la frequenza di crossover (es.:3,5 kHz va a 7 kHz)
• Il raddoppio dell'impedenza dell'altoparlante (es:da 8 ohm a 16 ohm) dimezza la frequenza di crossover (es. 3,5 kHz va a 1,75 kHz)

Non lo vogliamo perché consente agli altoparlanti di inviare una gamma sonora per cui non sono adatti e suona male. Nel caso dei tweeter, bassi e medi sono pessimi perché non riescono a produrli correttamente. Infatti, dopo un certo livello di potenza i tweeter possono essere danneggiati se pilotati con forza dalle basse frequenze.

Allo stesso modo, molti woofer non sono in grado di produrre bene i suoni ad alta frequenza e possono suonare in modo terribile.

Normalmente, se modifichi il carico in Ohm degli altoparlanti, dovrai sostituire anche il crossover degli altoparlanti in modo che corrisponda al carico in Ohm.

Tuttavia, esiste una soluzione alternativa che offre qualche speranza...

Come posso utilizzare altoparlanti con un'impedenza diversa? È possibile?

La grande notizia è che lo è è possibile utilizzare un'impedenza degli altoparlanti diversa con un crossover degli altoparlanti per cui non è progettato! Tuttavia, ci sono alcuni compromessi che dovrai fare.

Come abbinare un'impedenza di altoparlanti diversa a un crossover

Questo in realtà è piuttosto semplice! Per abbinare l'impedenza di un altoparlante a un crossover:

1. Caso n. 1:altoparlante con impedenza inferiore: È possibile aggiungere un resistore in serie con l'altoparlante per portare il carico totale in Ohm a ciò di cui ha bisogno il crossover. Avrai bisogno di un resistore con una gestione della potenza sufficiente (chiamato resistore di "potenza") per evitare che si surriscaldi (vedi sotto).
2. Caso n. 2:altoparlante con impedenza maggiore: È possibile aggiungere un resistore in parallelo con l'altoparlante per ridurre il carico totale di Ohm a ciò di cui ha bisogno il crossover.

Esempi:

• Puoi utilizzare un altoparlante da 8 ohm con un crossover da 4 ohm collegando in parallelo una resistenza da 8 ohm. Il risultato finale è 8 Ohm/2 =4 ohm che il crossover vedrà.
• Puoi utilizzare un altoparlante da 4 ohm con un crossover da 8 ohm collegandolo in serie con una resistenza da 4 ohm. Il risultato finale sarà di 8 ohm in totale visti dal crossover.

Cos'è una resistenza di potenza?

Esempi di resistori di potenza comunemente usati con gli altoparlanti. A differenza dei minuscoli resistori utilizzati nell'elettronica, questi possono gestire molta più potenza e non si bruciano a causa del calore. Sono disponibili presso i fornitori di elettronica, inclusi i rivenditori di componenti per altoparlanti.

Un resistore di potenza è solo un resistore di dimensioni maggiori in grado di gestire molta più potenza e calore rispetto a quelli piccoli comunemente usati sulle schede elettroniche. In realtà sono anche abbastanza economici (circa $ 5 per 2 o 4 in un pacchetto) e sono comunemente usati per progetti di altoparlanti personalizzati.

Per i sistemi di altoparlanti, consiglio di utilizzarne uno con una potenza nominale di 25 watt o più per sicurezza. Per le autoradio, tuttavia, puoi spesso farla franca con circa 10 W a 15 W.

Gli svantaggi dell'utilizzo di resistori per abbinare un crossover

Come ho detto prima, non è senza compromessi. Dovrai convivere con alcune cose a seconda del caso con cui hai a che fare:

• L'aggiunta di un resistore in serie con un altoparlante ridurrà la potenza e il volume massimi disponibili. Nel caso di un altoparlante da 4 ohm e un resistore da 4 ohm, ciò significa che perderai 3 dB di volume ( un minuscolo importo) ma la potenza sarà sempre 1/2 di quella di una volta.
• L'aggiunta di un resistore in parallelo con un altoparlante significa che la potenza sarà divisa tra i due. Nel caso di un resistore da 8 ohm in parallelo con un altoparlante da 8 ohm, ogni lato riceverà 1/2 della potenza precedentemente inviata a un altoparlante. (Es.:un amplificatore da 50 W ora fornirebbe 25 W max all'altoparlante)

Di solito, consiglierei di utilizzare il crossover corretto, ma se sei "in un pizzico" questa soluzione è un ottimo modo per far funzionare i tuoi altoparlanti e continuare a suonare bene.

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