Dettaglio progetto: Ampli-DSP e Subwoofer. Materiali, Prodotti, Tecnica, Problemi e (forse) soluzioni.

[mauretto 60]

Grazie! Ma.. dal solo condensatore si ricava precisamente la frequenza di taglio?

Ma quante cose non so sigh

Teoricamente un condensatore da 4,7 microfarad taglia un tweeter da 4 Ohm a circa 8500 hertz, in pratica dal momento che i tweeter difficilmente hanno una impedenza piatta come una resistenza, la frequenza di taglio si sposta leggermente sotto, 6000- 5000 hertz. Poi questo taglio effettua una discesa di frequenza teorica di 6 db per ottava.
Si potrebbe fare antologia, perché un solo condensatore sul tw che taglia così in alto quando un midwoofer si ferma a 3000-3500 hertz non è il massimo. Però si fa così sia perché costa poco, sia perché è un escamotage per fargli sopportare una potenza decente al piccolo tw nonostante si usi un solo condensatore. Servirebbe un filtro con almeno 12db di pendenza, costiutuito da un condensatore ed una bobina in parallelo. Aumenta così la potenza sopportabile del tw e si può tagliare più in basso ottenendo una gamma media-medioalta più chiara e presente.
Se analizzi i kit aftermarket, delle varie case Audison, Hertz, Golden Audio ecc, hanno sempre un crossover del tw con almeno un condensatore ed una induttanza, ovvero da 12 db per ottava, permettendo così al tw, ( che alla fine è simile a quello di serie che è decente) di sopportare più potenza e di riprodurre frequenze medioalte che altrimenti non si riproducono bene con il midwoofer.
Se ti interessa saperne di più, ho delle tabelle già fatte che ti potrei postare per sapere tutte le frequenze di taglio.

 

[agatti]

Si potrebbe fare antologia,...

Faccio solo notare come si può andare dal mio "quante cose non so" al "Si potrebbe fare antologia" di @mauretto 60 .. Imbarazzante (per me ovvio).

Grazie @mauretto 60 per la risposta come sempre precisissima.

Se ti interessa saperne di più, ho delle tabelle già fatte che ti potrei postare per sapere tutte le frequenze di taglio.

SI' TI PREGO!

Ieri (letteralmente: notte) ho passato 2 ore su Google per cercare cose tipo "come tagliare le frequenze negli altoparlanti" e "frequenze tipiche di taglio car audio" e qualsiasi altra combinazione possibile. Con ben pochi e inutili risultati.

Sto cercando di documentarmi per capire come dovrò settare il DSP. Lui ha il passa alto, passa basso e passa banda per ogni singolo canale, e io devo capire come impostarlo per i miei AP di serie (che non ho sostituito) dei quali, ovviamente, non conosce le caratteristiche.

Grazie!

 

[mauretto 60]

Faccio solo notare come si può andare dal mio "quante cose non so"

Su questo argomento sono rimasti in pochi a sapere come si fa, quindi non ti preoccupare è normale. Pochi appassionati portano avanti questa eredità, e se devo dirla tutta sono anche alcuni anni che non mi aggiorno più anche io. Sono rimasto "analogico"....

Ieri (letteralmente: notte) ho passato 2 ore su Google per cercare cose tipo "come tagliare le frequenze negli altoparlanti" e "frequenze tipiche di taglio car audio" e qualsiasi altra combinazione possibile. Con ben pochi e inutili risultati.

Ti posto il pdf 1 con scritte le formule teoriche che si insegnano anche nelle scuole di telecomunicazioni per calcolare il taglio degli altoparlanti, ma te lo posto giusto per farti sapere come sono stati tirati fuori i valori che devono avere condensatori e d impedenze che poi ti posto già calcolati sul pdf num 2 . Naturalmente i calcoli già fatti sul pdf 2 sono più facili e veloci.
Purtroppo la progettazione di un cross over nella realtà è qualcosa di molto più complicato, perché le formule si calcolano con una impedenza fissa che negli altoparlamnti car generalmente è 4 ohm, mentre gli altoparlanti casalinghi o professionali hanno impedenze standard di 8 ohm.
Nella realtà l'altoparlante ha una impedenza variabile con la frequenza ( persino con il livello di tensione applicato...), quindi per cucire su misura un crossover ad un generico altoparlante hifi spesso si disegnano crossover "disallineati2 con la teoria, ma che poi in pratica vanno bene.
Gli altoparlanti car di serie, per motivi di economia, non prevedono nessun componente per tagliare le frequenze alte al woofer o (mid-woofer che sia), mentre sul tweeter si mette un generico condensatore, come quello postato da @ciomauro da 4,7 microfarad e per giunta elettrolitico. Anche la Giulietta di serie lo porta così.
In HIFI il condensatore sul tweeter non DEVE mai essere elettrolitico, ma almeno al poliestere, oppure polipropilene. In impianti importanti si usano anche altre tipologie, ma esuliamo dal car audio, non ne vale la pena.
Per la spiegazione dei pdf che ho allegato, faccio un'altro post.

 

[mauretto 60]

Nel pdf 1 ci interessa vedere il disegnino al centro sinistra dove si vede lo schema di un woofer con una induttanza ( L) ed un tweeter con un condensatore (C) in serie, Questo è il classico e più semplice possibile di taglio a 6 decibel per ottava, ovvero alla frequenza di taglio calcolata, la potenza che viene veicolata all'altoparlante è esattamente la metà, ed esso la riproduce un livello inferiore di 3 decibel, poi la discesa in frequenza assume un andamento che ogni raddoppio di frequenza o dimezzamento nel caso del tw), la potenza si riduce di 6 db ovvero solo il 25% di potenza va all'altoparlante.
Teoricamente, un taglio ad entrambi gli altoparlanti, calcolato mettiamo ad esempio 3500 Hz, il woofer riproduce da pochissimi hertz fino al taglio dei 3500 poi cè la discesa, mentre il tw riproduce dai 3500 hz in su, mentre ( sempre il tw),dai 3500 in giù c'è il taglio di potenza sempre più consistente man mano che la frequenza scende. Invece per frequenza massima riproducibile dal tw si intende come standard almeno 20 mila hertz., mentre per il woofer l'ideale sarebbe da 16-20 hz, in realtà questi woferottoli da 17 cm di diametro se arrivano a scendere a 50 hz possiamo già fare i salti di gioia. Tipicamente 60 hz è il loro limite quando montati su sportello.
Questa è sempre la teoria ricordiamo, la pratica è più complessa.
Passando al disegno di centro destra, il woofer ha una induttanza in serie (L) ed un condensatore (C) in parallelo. Situazione opposte e speculare per il tweeter C in serie e L in parallelo.. Questo è un filtro con taglio più deciso, con la pendenza di 12 db per ottava, ovvero nel caso del tw le frequenze basse, deleterie e pericolose per il tw vengono attenuate molto più velocemente, e stessa cosa per il wf che riproducendo (male) le alte frequenze, gli vengono tagliate in maniera più consistente.
Poi in basso a sinistra c'è lo schemino del taglio a 18 db per Oct, e qui io inizio a chiamarlo HI-FI......
Il pdf 2 presenta i calcoli già fatti in base alla pendenza che si vuole del filtro, ( 6 oppure 12 db oct), l'impedenza standard dell'altoparlante (4 oppure 8 ohm), si parte leggendo alla riga orizzontale della frequenza, poi la transconduttanza che sarebbe la pendenza di taglio, ed infine il valore calcolato sia dell'iduttanza che del condensatore. Continuando sulla riga si ripete il calcolo ma con una pendenza di 12 db/oct. il valore che serve per quel taglio desiderato, mentre la tabellina di sotto è per il calcolo dei crossover a 18 db oct.
Spero di essere stato chiaro,...non mi è facile spiegare con parole semplici...

 

[marco888]

Ragazzi complimenti per il post che è super istruttivo ed interessante, seguo con ansia (neanche fosse una serie tv) e chissà che non mi fate venir voglia di mettere le mani anche al mio impianto...

 

[mauretto 60]

Ragazzi complimenti per il post che è super istruttivo ed interessante, seguo con ansia (neanche fosse una serie tv) e chissà che non mi fate venir voglia di mettere le mani anche al mio impianto...

Hai visto mai che ti prende il virus dell'HI-FI?

 

[mauretto 60]

Questo pdf 3 che allego è il semplice progetto che io ho utilizzato sulla mia Giulietta.
Il fronte anteriore non ci interessa perchè è custom, quindi il crossover è studiato espressamente per essere utilizzato con gli altoparlanti del progetto, (Infinity e Vifa/Peerless) quindi non interessa la discussione di oggi; invece l'ho postato perché ritengo interessante condividere il crossover che ho implementato sul kit della Hertz ( Posteriore sx e dx). dove ho sostituito il crossover Hertz per migliorarne la musicalità.
Il crossover che sto citando, l'ho testato con successo già negli anni 90 su vetture che gareggiavano nelle competizioni HI-FI, ed ha la favorevole caratteristica di adattarsi bene ad un gran numero di woofer e tw che sono sul mercato car.
E' una rivisitazione di un progetto originale Kef ( un mostro sacro dell'HI-FI), e quello che interessa a noi è la sezione tw con un condensatore da 7 microfarad, poi una bobina in parallelo da 0,15 millihenry, e poi un altro condensatore da 20 microfarad circa. E' un progetto molto "musicale", un tw tagliato a questa maniera riproduce dai 3000-3200 hz in su ed è in grado di digerire senza problemi centinaia di watt, quando invece lo stesso tw se fosse tagliato con un solo condensatore da 4,7 microfarad sopporterebbe al max 30 watt e riproducerebbe con troppa distorsione le frequenze medioalte.
Discorso analogo per il woofer che presenta un'induttanza da 0,55 millihenry, poi in parallelo gli si mette un bel condensatore da 30 microfarad ( questa volta si elettrolitico bipolare), smorzato con una resistenza 1,5 ohm, (io ne ho messe due da 1 ohm per un totale di due ohm), ma è una regolazione di fino, non sentita da tutti, mentre le varie resistenze da 1 ohm che si vedono all'ingresso di entrambi gli altoparlanti sono optional che io ho montato per alleggerire il carico di lavoro del radionav. Non fanno parte del crossover. (Almeno per ora diciamo così).
Dal filo dei tw parte la resistenza da 100 ohm, quella non ci interessa per il nostro discorso quindi non la considerate. A me è servita per prendere il segnale dal radionav per poi tagliarlo in frequenza e fornirlo all'amplificatore del subwoofer.
Nel pdf in basso a sinistra potete vedere il crossover originale Kef come era dimensionato, un vero capolavoro a mio avviso.

 

[marco888]

Hai visto mai che ti prende il virus dell'HI-FI?

no no il virus pesante non sia mai...ho avuto 18anni nell'era fast and furious, so bene dove porta quella strada (e in parte l'ho già percorsa)

 

[agatti]

Fantastici post @mauretto 60 , grazie anche per i documenti e le spiegazioni. Questo aiuta di sicuro anche chi, non è il mio caso, magari vuole cambiare gli AP e non prende un kit già pronto, ma vuole fare il classico "mix and match" tanto caro a Csaba dalla Zorza, che permette di uscire dagli schemi classici e poter aspirare ad ottenere risultati impensabili prima.

Certo è un mondo.

Io ne farò uso dove posso, certo le info sui tagli sono molto, molto utili. Io taglierò con il DSP, e non posso nemmeno avere la malsana idea di eliminare il condensatore sul tweeter e tagliare solo con il DSP, perchè il tweeter è montato sullo stesso canale del woofer in portiera.

@mauretto 60 , però un'idea malsana ce l'ho lo stesso.. te la dico.. mi immagino la faccia, il sorriso..

Dai mi installo l'analizzatore di spettro sul portatile e con una schedina di acquisizione ci mettiamo a vedere le uscite della radio e del DSP quando è montato.

Dai lo faccio.

Sì lo faccio.

 

[agatti]

Stavo rileggendo anche il post relativo al pdf1, e il successivo con la spiegazione dei tagli agli AP e la riduzione di potenza.

Ricapitolando, per vedere se ho capito qualcosa e per programmare i prossimi passi.

Il taglio che andiamo a operare in termini di db/ottava non è altro che l'indicazione di quanto repentinamente riduciamo la potenza (e quindi filtriamo le frequenze) che andranno all' AP, ogni raddoppio (ottava) della frequenza. Se non ho capito male, -3 db vuole dire il 50% in meno di potenza.

Punti aperti: perchè si usano pendenze diverse, e non ci uniformiamo tutti al 12 db/ottava ad esempio ?

Secondo punto aperto (che mi ha guidato nel post precedente quando parlo di analizzatore di spettro sul PC): nel mio impianto che ha: tweeter, woofer (non so se mid-woofer) + sub (quindi 4.1 canali) è teoricamente necessario far corrispondere il taglio di un AP con la partenza del successivo, oppure un po' di sovrapposizione va fatta (per via della riduzione intrinseca che si verifica esattamente alla frequenza di taglio, che @mauretto 60 ha descritto nel post) ? Bella domanda. E secondo me lo sa proprio e solo @mauretto 60 .

Ad ogni modo: sempre più convinto di montarmi l'analizzatore sul PC.

In questo modo vedo i "buchi" (se ci sono i buchi) che il DSP produce, e cerco di riempirli, vedendo quanto è preciso nel tagliare, a seconda delle impostazioni che io metto. Ad esempio nel suo programma, che imposto di tagliare il sub a 100 Hz, lui a quanto lo taglia effettivamente ?

Il PC avrà una schedina di acquisizione, non gli collego un microfono (anche se ne ho a disposizione di diversi tipi e almeno semi-professionali) ma le sonde direttamente all'uscita del DSP.

E' qui la festa.