Efficenza vs sensibilita dei diffusori

leggendolo mi è sembrato esplicativo e diretto come spesso sa essere ''il Diego'',magari interessa ad altri:
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L'"efficienza" è la misura di quanta parte della potenza elettrica (fate ben caso che sto
parlando proprio di potenza, cioè quantità di lavoro nell'unità di tempo) che l'amplificatore
eroga sulla bobina dell'altoparlante, viene da quest'ultimo convertita in potenza acustica.
Alla distanza di un metro, 1 W acustico corrisponde ad una pressione, se non ricordo male, di
113 dB SPL, e vi rammento che quando si parla di potenze 3 dB corrispondono ad un
rapporto 2 e 10 dB ad un rapporto 10: per esempio, se 113 dB sono 1 W (su quel 113 non ci
giuro) 110 dB sono 0,5 W e 103 dB sono 0,1 W. Per un tipico diffusore a radiazione diretta,
ad esempio, un'efficienza dell'1% è già un valore, molto buono, di 93 dB/W/m.
La "sensibilità" invece è solo una misura della pressione acustica prodotta da un
altoparlante quando l'amplificatore genera, ai capi della sua bobina, una certa tensione. Di
solito il valore di tensione a cui vengono effettuate le misure e viene dichiarata la sensibilità è
di 2,83 V RMS; questa tensione corrisponde ad 1 W sul carico standard di 8 ohm resistivi.
Il problema è che, se l'impedenza dell'altoparlante o del sistema è diversa, lo sarà anche la
potenza effettivamente richiesta all'amplificatore a quella tensione. Il dato di sensibilità non
dà alcuna indicazione diretta di quale sia effettivamente l'efficienza: per calcolarla a
partire dalla sensibilità, occorre conoscere, a ciascuna frequenza, il modulo e
l'argomento dell'impedenza, calcolare la potenza effettiva e quella reattiva o "swattata"
(cioè che non serve a muovere l'altoparlante, ma che l'amplificatore deve ugualmente
gestire per via della componente reattiva del carico) e solo a quel punto si potrà
determinare l'effettivo rendimento del sistema. Sono calcoletti di elettrotecnica che
coinvolgono i numeri complessi; non sono difficili, anche se non ho problemi ad ammettere
che, laddove al liceo ero un gallo a farli, oggi ci ho decisamente perso la mano e tendo ad
andare "a spanne" anch'io. Ma almeno ho presente il concetto che sarebbero da fare... verrà
anche giorno che riprendo i vecchi libri e li ripasso. Vi faccio comunque un esempio che
rende l'idea della differenza fra "efficienza" e "sensibilità": supponiamo di avere tre
altoparlanti, tutti con 90 dB di sensibilità. Solo che il primo è da 4 ohm, il secondo da 8 ohm
ed il terzo da 16 ohm; facciamo finta che siano resistivi e che l'ampli non debba maneggiare
anche la potenza swattata. Ora, i 2,83 V a cui quei 90 dB sono stati dichiarati corrispondono
rispettivamente a 2 W sul primo altoparlante, 1 W sul secondo e solo mezzo watt sul
terzo! Se proviamo a pilotare i tre altoparlanti ciascuno con 1 W effettivo, quello da 4 ohm
emetterà soltanto 87 dB, quello da 8 ohm i suoi bravi 90 dB e quello da 16 ben 93 dB. Ci
sono, in questo esempio, ben 6 dB di differenza fra le efficienze reali di tre trasduttori aventi
la medesima sensibilità. E' tantissimo, significa che con l'altoparlante da 87 dB ci vogliono
40 W per ottenere lo stesso volume per il quale, su quello da 93 dB, bastano 10 W! Da cui
potrete trarre la conclusione che i valori di sensibilità fanno indebitamente sembrare più
"efficienti" (a chi non ha ben chiara la differenza tra i due concetti) i componenti aventi
impedenza più bassa. Con gli amplificatori a transistor, che normalmente hanno resistenza
interna molto bassa e quindi la loro erogazione in tensione praticamente non dipende dal
carico, il trucco funziona, nel senso che, dando al cliente una cassa da 4 ohm, a parità di
posizione della manetta del volume egli la sente effettivamente suonare più forte di una da 8
ohm della stessa efficienza: ma non si rende conto che è solo perché essa costringe
l'amplificatore ad erogare il doppio della potenza, non perché è più efficiente!!! (Diego Nardi)

Diego Nardi(tramite Valvolas) ha scritto:
... supponiamo di avere tre altoparlanti, tutti con 90 dB di sensibilità.
Solo che il primo è da 4 ohm, il secondo da 8 ohm ed il terzo da 16 ohm; ...
Ora, i 2,83 V a cui quei 90 dB sono stati dichiarati corrispondono rispettivamente a
2 W sul primo altoparlante,
1 W sul secondo e
solo mezzo watt sul terzo!

Se proviamo a pilotare i tre altoparlanti ciascuno con 1 W effettivo, quello da 4 ohm
emetterà soltanto 87 dB, quello da 8 ohm i suoi bravi 90 dB e quello da 16 ben 93 dB.

Ci sono, in questo esempio, ben 6 dB di differenza fra le efficienze reali di tre trasduttori
aventi la medesima sensibilità. E' tantissimo, significa che con l'altoparlante da 87 dB ci
vogliono 40 W per ottenere lo stesso volume per il quale, su quello da 93 dB, bastano
10 W!
Da cui potrete trarre la conclusione che i valori di sensibilità fanno indebitamente sembrare
più "efficienti" (a chi non ha ben chiara la differenza tra i due concetti) i componenti aventi
impedenza più bassa. Con gli amplificatori a transistor, che normalmente hanno resistenza
interna molto bassa e quindi la loro erogazione in tensione praticamente non dipende dal
carico, il trucco funziona, nel senso che, dando al cliente una cassa da 4 ohm, a parità di
posizione della manetta del volume egli la sente effettivamente suonare più forte di una da 8
ohm della stessa efficienza: ma non si rende conto che è solo perché essa costringe
l'amplificatore ad erogare il doppio della potenza, non perché è più efficiente!!! (Diego Nardi)

Ovviamente è tutto corretto e il "trucco" della cassa da 4Ω che suona più forte si
verifica realmente nei nostri impianti, almeno sotto queste condizioni.

Nell'esempio però non si dice come si realizza la condizione che ho evidenziato in rosso.

Ebbene ecco i valori di Tensione (Veff) e Corrente (A) per ognuno dei casi:


Cassa -- 4Ω  - 2V 0.5A
Cassa -- 8Ω  - 2.83V 0.35A
Cassa --16Ω - 4V 0.25A

Si evince facilmente che per raggiungere un certo livello acustico, poniamo, di 110dB
dovremmo erogare: 20V su 4Ω , 28.3V su 8Ω e ben 40V su 16Ω

Ora, per raggiungere i 110dB (che per la presenza della seconda cassa diventano 116dB,
un buon valore in ambiente secondo me) col diffusore da 4Ω basterebbe un capace ampli
convenzionalmente dichiarato "da 50W",  col diffusore da 8 ampli "da 100" mentre sui 16Ω
l'ampli deve essere da ben 200W!!!  
(ricordo, per ascoltare sempre allo stesso livello acustico)

Ecco che, secondo da dove si guardano, le cose cambiano aspetto ed il "trucco" di cui si
diceva prima si rivela a... fin di bene.

Infatti è molto più facile gestire una certa corrente, di valore anche rilevante, che non
tirare fuori tanti volt in più.

Peraltro ad un ampli capace di 40Vrms devi assicurare anche la capacità di erogare un
minimo sindacale di corrente altrimenti lo vedrai fumare ad ogni ruttino dei diffusori.

Ciò significa un ampli con (molti) più materiali, molto più costo e non sempre molta più
qualità.

mi sono andato a riprendere qualche altro intervento di Nardi e poi ci ragioniamo con calma che alcune cose si fanno interessanti soprattutto per macchine a limitata efficenza e quindi di basso wattaggio:

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L'ho solo rispiegato con parole diverse, e dal mio punto di
vista. Può anche succedere qualcosa di apparentemente contrario (ma solo apparentemente):
che a prima vista -anzi a primo ascolto- due diffusori di efficienza diversa sembrino suonare
circa forte uguale. Spiego: tipicamente, se uno passa da un certo diffusore ad uno di
efficienza
maggiore, si aspetterebbe di dover aprire di meno la manetta del volume, per
ottenere lo stesso livello sonoro. Ma non è detto che ciò si verifichi, perché la cassa più
efficiente potrebbe avere un'impedenza maggiore e quindi sensibilità pressoché uguale.
Parlando per me, per esempio, è un po' quello ch
e succede tra Glas't e
G-Glas (CHF 61 e 67):
G-Glas è circa 3 dB più efficiente, ma, se lo si
pilota con un ampli "di tensione", a parità di
"apertura di manetta" non suona più forte. In
realtà, l'ampli a parità di volume sta erogando
circa metà potenza (alle medie frequenze, anche molto meno di metà) ma voi non lo vedete,
neanche se gli mettete in parallelo un voltmetro, neanche se ha i vu-meter sul frontale, perché
entrambi misurano la tensione mentre quello ch
e cambia è la corrente. Ve ne accorgete solo
indirettamente, dal fatto che il sistema più grosso ha dinamica migliore anche a basso volume
e permette di salire molto di più; ma istin
tivamente pensereste che è perché, appunto, il
sistema è "più grosso", senza rendervi conto che è questione di efficienza, più che di dimensioni
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