Come si confronta l'impedenza degli altoparlanti con la risposta in frequenza?

Altoparlante Ohm e impedenza possono sicuramente essere un argomento confuso e misterioso. Mi piacerebbe aiutarti a chiarirti tutto!

Come si confronta l'impedenza degli altoparlanti con la risposta in frequenza? Che cosa è esattamente l'impedenza degli altoparlanti? E quali altre cose devi sapere?

Spiegherò tutto in dettaglio con utili diagrammi e immagini lungo il percorso. Quando avrai finito di leggere, avrai una comprensione quasi esperta!

Cos'è l'impedenza degli altoparlanti? Spiegazione dell'impedenza degli altoparlanti

L'impedenza dell'altoparlante, misurata in Ohm, è la resistenza totale della bobina mobile al flusso di corrente elettrica mentre funziona con un segnale musicale.

L'impedenza degli altoparlanti è la somma totale di due cose:

1. La resistenza del lungo avvolgimento del filo che compone la bobina mobile.
2. Una speciale proprietà magnetica chiamata induttanza creata quando il filo viene avvolto in una bobina.

Un amplificatore o uno stereo richiede una certa quantità di impedenza di carico dell'altoparlante per limitare la quantità di corrente elettrica che tenta di fornire, proprio come con un resistore utilizzato nell'elettronica con un alimentatore applicato.

1. Resistenza bobina mobile

Nella foto sopra, sto misurando l'impedenza di un altoparlante da 4Ω e il mio misuratore digitale mostra il suo valore di resistenza. In questo caso è vicino ma non esattamente a 4Ω.

Poiché sono costituiti da un lungo cavo, la bobina mobile di un altoparlante ha un certo valore di resistenza dovuto al cavo stesso. Questo di solito è solo di pochi ohm. Quando si misura l'impedenza di un altoparlante con un tester, si misura la resistenza di corrente continua (CC), non l'induttanza che non sarà presente senza un segnale di corrente alternata (CA) applicato.

2. Induttanza in una bobina mobile

Quando un segnale alternato viene applicato alla bobina mobile da una radio o da un amplificatore, l'avvolgimento del filo che forma un anello a spirale ha una proprietà elettrica chiamata induttanza . Questo è diverso da un filo rettilineo che va dal punto "a" al punto "b".

Questa induttanza si oppone al flusso di elettricità simile alla resistenza e cambia con la frequenza audio. Questa proprietà simile alla resistenza e presente negli induttori è chiamata reattanza induttiva.

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

Nota che gli Ohm sono talvolta rappresentati dal simbolo greco Omega, o "Ω."

Qual ​​è la relazione tra impedenza e frequenza?

Diagramma di esempio della curva di impedenza misurata per un altoparlante midrange da 8Ω. Nota come l'impedenza aumenta all'aumentare della frequenza. Ciò a causa dell'induttanza della bobina mobile. La reattanza induttiva (impedenza) è direttamente correlata alla frequenza.

Impedenza dell'altoparlante rispetto alla frequenza

Esiste una relazione diretta tra frequenza e impedenza:

• All'aumentare della frequenza, aumenta la reattanza induttiva, il che significa che aumenta l'impedenza dell'altoparlante.
• Quando la frequenza diminuisce, la reattanza induttiva diminuisce, il che significa che l'impedenza dell'altoparlante diminuisce verso la resistenza CC della bobina dell'altoparlante.

In altre parole, l'impedenza è direttamente proporzionale alla frequenza, il che significa che aumenta o diminuisce all'aumentare o diminuire della frequenza. L'impedenza non è la semplice aggiunta della resistenza del filo della bobina e dell'induttanza, ma piuttosto la somma geometrica dei due come vedrai di seguito.

Nota che l'impedenza di un altoparlante sarà sempre uguale o maggiore della resistenza della bobina mobile. Non è possibile avere un'impedenza dell'altoparlante pari a zero ohm (almeno non senza un cortocircuito) o un'impedenza negativa:non avrebbe senso.

Calcolo dell'impedenza dell'altoparlante rispetto alla frequenza

Come puoi vedere sopra, la reattanza induttiva (comunemente scritta come "Xl" per induttanza) è direttamente correlata alla frequenza ("f" nella formula sopra). Inoltre, puoi vedere come l'impedenza dell'altoparlante, in Ohm, è la radice quadrata della somma dei quadrati sia della resistenza che della reattanza induttiva dell'altoparlante.

Questo perché l'impedenza è una proprietà della fisica che si comporta in modo diverso dalla resistenza in corrente continua:non si sommano mai direttamente. Pensala come la trigonometria e il modo in cui trovi l'ipotenusa di un triangolo.

Come si confronta l'impedenza degli altoparlanti con la risposta in frequenza?

In generale, c'è poca o nessuna relazione tra l'impedenza e la risposta in frequenza. Tuttavia, dipende dal particolare oratore. Alcuni possono essere influenzati più di altri, ma in generale, a parte la frequenza di risonanza di un altoparlante la risposta in frequenza non ha alcun effetto reale su di esso.

La risposta in frequenza di un altoparlante è il risultato finale del suo design, delle prestazioni del gruppo magnete/cono/sospensione e di una varietà di altri parametri del genere.

Si noti che alla frequenza di risonanza l'impedenza è in genere molto alta a causa della risonanza poiché è in quel momento che il gruppo degli altoparlanti non può rimanere stabile per quella gamma di frequenze molto piccola. Tuttavia, è una situazione piuttosto marginale e in generale i progettisti di altoparlanti evitano che gli altoparlanti suonino comunque vicino alla loro frequenza di risonanza.

Quale frequenza determina l'impedenza degli altoparlanti?

Normalmente non esiste una frequenza utilizzata per determinare l'impedenza degli altoparlanti. Invece, l'impedenza indicata dal produttore, in Ohm, è approssimativamente la media nel suo normale intervallo di funzionamento.

Altri parametri come l'efficienza (uscita dell'altoparlante misurata in decibel [dB] per 1 watt in genere) e la risposta fuori asse sono generalmente misurati a 1 kiloHertz (KHz). Non è il caso dell'impedenza, poiché non avrebbe davvero senso.

Per alcuni relatori particolari con dati aggiuntivi, potrebbe essere un valore di impedenza specificato per una frequenza specificata. Tuttavia, se è incluso, di solito viene fornito come grafico. In tal caso, l'impedenza viene mostrata sotto forma di grafico su un'ampia gamma di frequenze audio.

L'impedenza degli altoparlanti influisce sulla qualità del suono?

Un grafico che confronta la potenza prodotta da altoparlanti da 8 e 4 ohm quando collegati allo stesso amplificatore. Un altoparlante con un'impedenza di 8 ohm consuma meno energia alla stessa uscita (volume) di un altoparlante con un'impedenza di 4 ohm.

Solo alcuni fattori legati all'impedenza, come la potenza degli altoparlanti (volume) e il modo in cui funzionano con i crossover, hanno un effetto sulla musica. Nella stragrande maggioranza dei casi, ohm più alti non significano una migliore qualità del suono.

Il miglior suono deriva dall'utilizzo della giusta impedenza degli altoparlanti per la giusta applicazione:

1. Abbina gli Ohm degli altoparlanti corretti alla tua radio o amplificatore per la migliore potenza e volume disponibili.
2. Quando si utilizzano i crossover degli altoparlanti, utilizzando l'impedenza degli altoparlanti corretta.

In che modo l'impedenza degli altoparlanti influisce su potenza e volume

Il grafico sopra mostra un esempio della potenza prodotta da un altoparlante da 8 ohm quando utilizzato sullo stesso amplificatore di un altoparlante da 4 ohm.

• La potenza dell'altoparlante a bassa impedenza, allo stesso amplificatore o livello di uscita stereo, è il doppio di quella dell'altoparlante da 8 ohm.
• La potenza massima che otterrai per un altoparlante da 8 ohm collegato a un amplificatore da 4 ohm sarà sempre inferiore a quella dell'utilizzo di un altoparlante da 4 ohm.

Ad esempio, l'utilizzo di un altoparlante da 16Ω al posto di uno da 8Ω per uno stereo da 8Ω presenta svantaggi in termini di perdita di potenza e volume. Non c'è niente da guadagnare dal farlo. (Allo stesso modo lo stesso principio anche per gli altoparlanti da 8Ω e 4Ω). Per due altoparlanti altrimenti identici, la qualità del suono stessa sarà la stessa, ma quello con l'impedenza maggiore avrà un volume più basso poiché avrà meno potenza attraverso di esso a causa della minore corrente elettrica.

Nota:il raddoppio della potenza su un altoparlante non significa che il volume raddoppia. A causa del modo in cui funzionano le nostre orecchie, raddoppiare la potenza aumenta solo il volume percepito dalle nostre orecchie di circa 3 decibel (3dB), una quantità molto piccola.

In che modo l'impedenza degli altoparlanti influisce sulle frequenze di crossover?

I crossover sono progettati per funzionare solo con una particolare impedenza dei diffusori. Quando viene utilizzato il carico di Ohm sbagliato si verifica uno "spostamento di crossover", il che significa che la frequenza di crossover cambia e il suono ne risente.

Posso utilizzare diverse impedenze dei diffusori con un crossover? Che cos'è il cambio incrociato?

I crossover per altoparlanti passivi (non alimentati) sono fondamentalmente un tipo di filtro progettato attorno a un determinato carico di impedenza degli altoparlanti (Ohm) utilizzato. Funzionano utilizzando condensatori e induttori che possono essere utilizzati per eliminare alcune sezioni indesiderate della frequenza del suono dall'invio a un altoparlante. Se combinati insieme possono essere utilizzati per creare un sistema di altoparlanti dal suono eccezionale con una chiarezza molto migliore e una minore distorsione grazie alla frequenza di crossover utilizzata.

La modifica dell'impedenza dell'altoparlante collegato a un crossover altera la frequenza del crossover. Questo è chiamato cambio crossover e si traduce in un suono scadente perché la frequenza è leggermente spostata.

Alcuni degli effetti collaterali audio dello spostamento del crossover sono:

• 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 devono essere utilizzati solo con l'impedenza degli altoparlanti prevista. Altrimenti avrai un suono scadente e prestazioni scadenti.

Ad esempio, non puoi utilizzare altoparlanti da 8Ω con un crossover progettato per quelli da 4Ω o viceversa.

Ulteriori articoli audio e di altoparlanti

Dai un'occhiata a questi altri fantastici articoli che ti piaceranno!

• Scopri come modificare o abbinare l'impedenza degli altoparlanti ai resistori.
• Perché non va bene se l'impedenza degli altoparlanti è troppo bassa?
• Che cos'è esattamente un altoparlante con impedenza di 8 ohm?
• Scopri come funzionano gli altoparlanti per produrre il suono dall'elettricità.