Guida Montare impianto audio in auto

[iTheK]

GUIDA ALL'INSTALLAZIONE DI UN IMPIANTO AUDIO
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Una corretta installazione é il primo requisito necessario ad ottenere un risultato di qualità che possa garantire un ascolto appagante. L'installazione non può limitarsi al posizionamento dei componenti e neppure alla scelta di essi.

Avendo ben chiaro il risultato che si vuole raggiungere, é necessario saper combinare tutti gli elementi con equilibrio indirizzando maggiori risorse agli anelli deboli che costituiscono la "catena hi-fi". Inoltre, ci troviamo ad operare in un ambiente che per sua natura é contrario alle principali regole di un buon ascolto musicale, a causa di:

• Mancanza di spazio, dove posizionare elettroniche e componenti come subwoofer, amplificatori e non ultimi altoparlanti.
• Rumore di fondo, un'auto in movimento genera rumore di fondo che, con intensità significative comprese tra 20 e 200 hz ed oltre, reca un effetto mascheramento ai suoni di gamma bassa.
• Sbalzi di temperatura e umidità, mettono a dura prova materiali ed elettroniche (pensate agli altoparlanti installati nelle portiere o ad un amplificatore inserito in uno spazio poco ventilato).
• Insufficienza di predisposizioni per altoparlanti (sono rare le auto con le predisposizioni per woofer, medi e tweeter ed a volte quelle esistenti e meglio usarle per altri scopi).
• Superfici riflettenti (alla presenza di onde acustiche, i vetri dell'auto si comportano come specchi) e superfici assorbenti (sedili e moquette).
• Necessità di rispettare norme di sicurezza e di installazione. Senza trascurare il più piccolo particolare, finalizzando i dettagli alla massima resa con il minimo sforzo, è necessario rispettare la vettura e garantirne la piena fruibilità in qualsiasi condizione. (Di solito questo non è un ostacolo insuperabile ma richiede notevole impegno finanziario).
• Asimmetria del punto d'ascolto, ecco un ostacolo insuperabile: in auto si sta seduti a destra o sinistra. Tranne che voler occupare centralmente il sedile posteriore, inevitabilmente uno dei due canali diffusori si troverà più vicino all'ascoltatore e per di più avrà un angolo molto sfasato rispetto al punto ideale d'ascolto, cioè in asse.

I componenti di un impianto CAR Audio:

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Amplificatori​

L’amplificatore è quel dispositivo elettronico che varia l’ampiezza d’onda, di un segnale, applicato al suo ingresso, al fine di aumentare il segnale medesimo. Parleremo di amplificatore ideale quel dispositivo che riproduce esattamente quello che ha ricevuto in entrata, però aumentato, purtroppo in realtà non esiste infatti un amplificatore capace di aumentare un segnale senza modificarlo almeno in minima parte. Il cuore di un amplificatore è il transistore.
Ogni amplificatore elettronico contiene uno o più elementi attivi, collegati tra di loro in cascata mediante resistori, condensatori e induttanze e alimentate da una sorgente a tensione continua. Ogni elemento attivo costituisce uno stadio dell'amplificatore.

Classi di funzionamento

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A seconda del modo in cui lavora un transistore possiamo avere varie classi di amplificatori. Tra le più importanti ci sono le classi: A, B, AB, C e D.
La classe A viene normalmente utilizzata per amplificare un segnale con una bassissima distorsione, perché il transistore viene fatto lavorare a riposo sulla metà della linea diagonale della retta di carico. Forse l’unico svantaggio che si riscontra in una classe A è l’elevata quantità di calore da dissipare a causa del continuo assorbimento di corrente da parte del transistore, anche in assenza di segnale. Per questo motivo la classe A non permette di ottenere in uscita da uno stadio finale delle potenze elevate, ma gli audiofili la preferiscono ugualmente per la sua bassa distorsione.

Per far lavorare un transistore inclasse B occorre polarizzare la sua base in modo che il suo punto di lavoro si trovi sul limite inferiore della sua retta di carico. La classe B presenta il vantaggio di fornire in uscita delle potenze elevate , anche se con una notevole distorsione.

Per riuscire ad ottenere sull’uscita di uno stadio finale la elevata potenza di un classe B senza che risulti presente la non gradita distorsione di incrocio, si usa la classe AB. Il principale vantaggio offerto dalla classeAB è quello di riuscire a prelevare in uscita una elevata potenza facendo assorbire ai collettori dei transistori una corrente irrisoria in assenza di segnale. Dissipando a riposo una minima corrente , i transistori riscaldano molto meno rispetto ad uno stadio finale in classe A, quindi è possibile ridurre le dimensioni del dissipatore. La classe AB viene normalmente utilizzata per realizzare degli stadi finali di potenza Hi-Fi.

La classe Cnon viene mai utilizzata per amplificare dei segnali di bassa frequenza perché, anche se si riescono ad ottenere in uscita delle potenze elevate, il suo segnale ha una notevole distorsione.

Grazie all'introduzione di un circuito di amplificazione "switching" di tipo digitale, l'amplificatore in classe D riesce a produrre un'efficiente amplificazione del segnale con un basso consumo ed una minima emissione di calore , senza soffrire degli inconvenienti tradizionali di questa tecnologia ( risposta in frequenza limitata, distorsione di crossover ed emissione di radio disturbi).

Circuito di alimentazione Mosfet​

Il circuito alimentatore è fondamentale per le prestazioni di qualsiasi amplificatore. L’alimentazione di un’auto ha, di solito, un voltaggio compreso fra i 12 e i 14V. Ciò restringe la potenza massima erogabile ad un massimo teorico di circa 50 W, con un carico di 4 ohm. Per aumentare la potenza d’uscita, è necessario aumentare la tensione dell’auto usando un alimentatore di potenza. Per questo, la maggior parte degli amplificatori è dotato di un’alimentazione MOSFET regolata a PWM (modulazione ad ampiezza di impulso). Ciò significa che l’amplificatore può controllare la propria alimentazione e inviare così una dose di corrente supplementare agli altoparlanti per compensare eventuali cali di tensione causati da altri carichi elettrici all’interno dell’auto (per esempio, l’accensione dello sbrinatore). In questo modo, l’alimentazione regolata garantisce agli altoparlanti il massimo della potenza in condizioni operative reali. Il MOSFET eroga maggiore potenza generando meno calore, abbassando cosi la resistenza. E grazie ad una maggiore stabilità termica é possibile ottimizzare le prestazioni alle massime temperature di funzionamento. In conclusione, grazie all’alimentatore a MOSFET, gli amplificatori possono fornire una potenza mai vista prima! Il sistema di alimentazione intelligente ottimizza le prestazioni dell’amplificatore dal momento dell’accensione a quello del suo spegnimento. Quest’esclusivo circuito gestisce costantemente le prestazioni dell’amplificatore, prevenendo la comparsa di impulsi all’accensione ed allo spegnimento, regolando l’energia erogata dall’alimentatore PWM a MOSFET e assecondando pure l’erogazione di potenza imposta dalle note basse più poderose. I condensatori inseriti nel circuito di alimentazione garantiscono una riserva di energia per i momenti di massimo sforzo. Se non ci fossero, molti amplificatori entrerebbero prematuramente in distorsione. Negli amplificatori High level, non solo ciascun canale è dotato dei propri condensatori, ma questi sono ottimizzati in base al modello. Inoltre, tutti gli amplificatori High level utilizzano trasformatori toroidali a bobine parallele, i quali offrono, rispetto ai normali trasformatori toroidali, un miglior innalzamento di tensione ed una minor dispersione di flusso magnetico, il che riduce il tasso di rumore del sistema.

Caratteristiche generali ​

• Sensibilità: Si definisce sensibilità d'ingresso di un amplificatore, quella tensione che verrà applicata ai suoi morsetti d'ingresso affinchè l'amplificatore effettua il suo lavoro di amplificazione in modo corretto.
• Impedenza d'ingresso: Definiremo impedenza d'ingresso, la resistenza elettrica, che presenta l'entrata del dispositivo, al segnale che verrà applicato al suo ingresso.
• Rapporto segnale/disturbo: Affinchè si possa ricavare questa caratteristica, dovrà essere misurato il segnale che si presenta all'uscita dell'ampli. ( senza nessun segnale in ingresso ) , ricavando dei piccoli livelli di tensione, che non è altro che "rumore". Questo parametro che viene dato ai costruttori può essere espresso sia in microvolt ( non oltrepassando un µV), o dal rapporto segnale rumore S/N ( dovrà essere almeno superiore ai 80dB).
• Risposta in frequenza:La risposta in frequenza è la diminuzione di -3dB, rispetto al valore di centro banda (riferimento 0dB), agli estremi della retta parrallela all'asse orizzontale sul quale sono riportate le frequenze.
• Potenza Nominale: E' la potenza espressa in Watt rilevata su un canale con un determinato carico ( di solito 4 Ohm) contenendo il livello di distorsione sotto ad una certa soglia ad una certa frequenza (di solito 1KHz). Quindi per indicare la potenza dell'amplificatore ricorreremmo ai Watt in "RMS", ed è la sola che dovrete dare importanza al momento dell'aquisto di un ampli.

Watt RMS-Musicali-Picco/Picco​

La prima domanda che chi acquista un amplificatore rivolge al venditore riguarda la potenza di uscita, cioè i watt erogati.
Non tutti sanno che la potenza può essere espressa in:
watt RMS (ROOT MEAN SQUARE)
watt MUSICALI
watt PICCO/PICCO
Se allo stesso prezzo venissero proposti 3 diversi amplificatori con queste potenze:
20 watt rms
40 watt musicali
160 watt picco/picco

l'aquirente più sprovveduto sceglierebbe quello da 160 watt picco/picco ritenendolo molto più potente degli altri due e non immaginando che in realtà tutti e tre erogano la stessa potenza.
L'abitudine a indicare potenza in watt in maniera poco trasparente spesso abbaglia gli aquirenti meno esperti.

Per convertire i watt rms nelle altre due potenze si devono eseguire queste operazioni:
watt rms*2=watt musicali
watt rms*8=watt picco/picco


Un amplificatore da 20 watt rmspuò quindi essere indifferentemente dichiarato, senza essere accusato di falso, da 160 watt picco/picco oppure da 40 watt musicali.

Come scegliere l'amplificatore per la nostra auto​

Quattro canali, tre canali, un canale, 2 ohm, 4 ohm, ma quale amplificatore serve per il nostro impianto car audio?
La risposta non è cosi immediata. Prima di tutto dobbiamo avere le idee ben chiare sull'impianto che si vuole realizzare ed il budget a nostra disposizione. Se cercate qualcosa di serio non acquistate gli amplificatori che si trovano sugli scaffali dei supermercati o componenti che vengono messi all'asta ad un prezzo molto attraente. E' inutile dire che se vi orientati su marchi affermati, come steg, audison, cerwin vega, macrom, jbl, impact, phoenix gold, zapco etc. avrete un risultato nettamente superiore a prodotti con marchi anonimi. Fatta questa premessa passiamo alla scelta.
Come ho anticipato prima, già dobbiamo avere un "progetto" su cosa montare nella nostra auto, faccio un esempio se ho un fronte anteriore formato da un kit a due vie più un subwoofer passivo nel bagagliaio, possiamo scegliere due soluzioni, prima di tutto evitate di usare l'amplificatore integrato della vostra sorgente perchè nella migliore delle ipotesi non erogherà potenze superiori ai 17-20 watt rms e non saranno mai come il segnale erogato da un amplificatore esterno per ovvi motivi circuitali. Tornando al nostro caso, o scegliamo un amplificatore a tre vie due per il fronte anteriore ed uno per il subwoofer (la più economica) o due amplificatori uno dedicato al fronte anteriore ed un altro dedicato al subwoofer.

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Analizzando le due soluzioni, possiamo dire che la prima (1° soluzione) è molto più economica della seconda anche perchè utilizza un solo amplificatore, ma è meno "corretta" della seconda. Il subwoofer è un diffusore che ha le dimensione della bobina molto grandi, quindi c'è un assorbimento di corrente maggiore rispetto ad un altoprlante normale. Quindi, visto che nella maggior parte dei casi, gli amplificatori hanno un unico sistema di alimentazione sia per i canali anteriori che per il subwoofer di conseguenza ci sarà un maggiore carico del sistema di amplificazione facendone abbassare l'efficienza dell'intero sistema di amplificazione.
Ciò si può risolvere con la 2° soluzione proposta, cioè l'uso di un amplificatore dedicato solo per il subwoofer, scartando cosi ogni ipotesi di una "male" efficienza degli amplificatori.
Queste due soluzione sono le più frequenti in ambito car audio ed acusticamente più corrette. Ovviamente le combinazioni non si fermano solo a queste due, possiamo avere l'esigenza di aggiungere un fronte posteriore o un altro subwoofer o adoperare un amplificatore per ogni altoparlante (woofer, midrange, tweeter). La cosa importante da fare è quella di effettuare un buon montaggio non trascurando ne il cavo di alimentazione ne quello del segnale.

Parametri di riferimento per l' acquisto

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• Risposta in frequenza: da 15 Hz a 35.000 Hz (un range più ampio sarà migliore es. da 7Hz a 80.000 Hz).
• Rapporto Segnale Rumore (S/N): >90 db (una valore più alto sarà migliore).
• Distorsione:<0,05% (4ohm) (un valore minore sarà migliore).
• Potenza:Per questo parametro bisogna valutare la potenza che riesce a supportare il vostro altoparlante. Per esempio se il nostro altoparlante dichiara di erogare 40 watt rms allora un amplificatore da 30-35 watt rms già è sufficiente se invece dobbiamo pilotare un subwoofer da 100 watt rms allora acquistiamo minimo un amplificatore da 85-90 watt rms.

Montare l' Amplificatore​

La prima cosa da fare è stabilire la posizione esatta dove collocare l'amplificatore, preferibilmente il vano che ospiterà tale dispositivo dovrà essere ben areato, visto che c'è una produzione di calore e facilmente raggiungubile, per eventuali regolazioni. La posizione sarà importante per regolarci sulla lunghezza del cavo da acquistare, sia quello per l'alimentazione che quello per il segnale (RCA). Adesso passiamo alla cablatura.

AMPLIFICATORE 4 CANALI + SUBWOOFER


Alimentazione

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I connettori per l'alimentazione ne sono tre:
- B+ : Va collegato al morsetto positvo della batteria. E' indispensabile usare anche un fusibile da collegare quanto più vicino possibile alla batteria, la cui estremità andrà direttamente a +12 dell' amplificatore.
- REM : A volte c'è scritto anche remote, ma è la stessa cosa, serve ad accendere l'amplificatore in contemporanea con l'accensione della sorgente, va collegato all'uscita dell'autoradio (se non conoscete qual'è il cavo remote sul vostro stereo consultate il suo manuale).
- GND - : O massa, va collegato al vostro punto massa dell'impianto o direttamente sulla carrozzeria della vostra auto.
Alcuni consigli:
Non fate passare i cavi dell' alimentazione vicino a quelli del segnale, usate cavi di appropiata dimensione e di otiima fattura, occhio ai corto circuiti, prestate molta attenzione nel collegare i cavi d'alimentazione e degli altoparlanti.

Altoparlanti Out
Su tali morsetti viene fornito il segnale amplificato da inviare agli aloparlanti, in questo caso ci sono quattro coppie di morsetti, per collegare un totale di 4 diffusori, ogni coppia è contrassegnata dal morsetto negativo (-) e da una positivo (+) da collegare rispettivamente agli altoparlanti.

Subwoofer Out
E' l'uscita dedicata appunto al subwoofer, viene differenziata dalle altre perchè viene applicato un particolare filtro chiamato passa basso per la riproduzione delle sole frequenze basse. Tale uscita non è sempre presente o si trova insieme a quelle normali.

Indicatori di Stato​

Power e protection, indicano rispettivamente l'accensione dell'amplificatore e l'attivazione del circuito di protezione dovuto ad eventuali corto circuiti o surriscaldamenti del dispositivo.
IN High Level
Alcuni amplificatori sono dotati di questo ingresso per collegare direttamente le uscite di un autoradio amplificato.
IN RCA
E' l'ingresso a basso livello, va collegato tramite una prolunga RCA direttamente alle uscite pre-amplificate dell'autoradio, in questo caso ci sono tre coppie di connettori RCA, due per il subwoofer, due per gli altoparlanti anteriori e due per gli altoparlanto posteriori.
Regolazione
Sono dei potenziometri, per regolare il volume dell'amplificatore e per la regolazione del crossover Montare l' Amplificatore

La prima cosa da fare è stabilire la posizione esatta dove collocare l'amplificatore, preferibilmente il vano che ospiterà tale dispositivo dovrà essere ben areato, visto che c'è una produzione di calore e facilmente raggiungubile, per eventuali regolazioni. La posizione sarà importante per regolarci sulla lunghezza del cavo da acquistare, sia quello per l'alimentazione che quello per il segnale (RCA). Adesso passiamo alla cablatura.

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Alimentazione
I connettori per l'alimentazione ne sono tre:
- B+ : Va collegato al morsetto positvo della batteria. E' indispensabile usare anche un fusibile da collegare quanto più vicino possibile alla batteria, la cui estremità andrà direttamente a +12 dell' amplificatore.
- REM : A volte c'è scritto anche remote, ma è la stessa cosa, serve ad accendere l'amplificatore in contemporanea con l'accensione della sorgente, va collegato all'uscita dell'autoradio (se non conoscete qual'è il cavo remote sul vostro stereo consultate il suo manuale).
- GND - : O massa, va collegato al vostro punto massa dell'impianto o direttamente sulla carrozzeria della vostra auto.
Alcuni consigli:
Non fate passare i cavi dell' alimentazione vicino a quelli del segnale, usate cavi di appropiata dimensione e di otiima fattura, occhio ai corto circuiti, prestate molta attenzione nel collegare i cavi d'alimentazione e degli altoparlanti.

Altoparlanti Out
Su tali morsetti viene fornito il segnale amplificato da inviare agli aloparlanti, in questo caso ci sono quattro coppie di morsetti, per collegare un totale di 4 diffusori, ogni coppia è contrassegnata dal morsetto negativo (-) e da una positivo (+) da collegare rispettivamente agli altoparlanti.

Subwoofer Out
E' l'uscita dedicata appunto al subwoofer, viene differenziata dalle altre perchè viene applicato un particolare filtro chiamato passa basso per la riproduzione delle sole frequenze basse. Tale uscita non è sempre presente o si trova insieme a quelle normali.



Indicatori di Stato
Power e protection, indicano rispettivamente l'accensione dell'amplificatore e l'attivazione del circuito di protezione dovuto ad eventuali corto circuiti o surriscaldamenti del dispositivo.
IN High Level
Alcuni amplificatori sono dotati di questo ingresso per collegare direttamente le uscite di un autoradio amplificato.
IN RCA
E' l'ingresso a basso livello, va collegato tramite una prolunga RCA direttamente alle uscite pre-amplificate dell'autoradio, in questo caso ci sono tre coppie di connettori RCA, due per il subwoofer, due per gli altoparlanti anteriori e due per gli altoparlanto posteriori.
Regolazione
Sono dei potenziometri, per regolare il volume dell'amplificatore e per la regolazione del crossover

Altoparlanti​

L’altoparlante è un dispositivo elettromeccanico che ha la funzione di convertire un segnale elettrico che proviene da una fonte di amplificazione, in onde di pressione. Abbiamo vari tipologie di altoparlanti (ortodinamici e isodinamici). Noi parleremo solo dei diffusori ortodinamici che si dividono in due gruppi a seconda della tipologia del diaframma, i diffusori a cono sono usati per riprodurre frequenze basse e medio-basse (tipicamente subwoofer, woofer, mid-woofer) mentre i diffusori a cupola sono usati per gli altoparlanti incaricati di riprodurre frequenze medio-alte (di solito midrange e tweeter). L’altoparlante è formato materialmente dalla campana che sarebbe la struttura del componente, sorreggendo il cono tramite una sospensione ( generalmente in foam, gomma, o tela corrugata). Il solo movimento che un altoparlante può fare è quello assiale. Sotto il cono si trova la bobina mobile immersa nel magnete permanente e tra i due c’è uno spazio chiamato gioco o traferro. Il ragno serve a centrare il cono, mentre il tappo protegge le bobine da polvere. Se applichiamo un flusso di corrente al diffusore esso attraverserà la bobina mobile facendo creare un campo magnetico, che interagendo con il magnete permanente, si genera il movimento del cono. Il movimento del cono è determinato dall’intensità della corrente e del suo verso. Se applichiamo un truttore ad una fonte audio quest’ultimo non potrà mai riprodurre tutto lo spettro audio (20Hz-20Khz). Perché per riprodurre frequenze alte si dovrà muovere poca aria ma con elevati valori di accelerazione lineare e quindi abbiamo bisogno di un diffusore piccolo e leggero. Mentre per le frequenze basse è necessario muovere volumi d’aria sempre maggiori man mano che si scende con la frequenza e perciò avremmo bisogno di un diffusore grande pesante e con una grande capacità di escursione. Quindi la soluzione da prendere per riprodurre correttamente lo spettro audio è quello di dividerlo in almeno due parti avendo cosi due bande di frequenza.

Tipologie di Altoparlanti: I componenti separati
Un solo altoparlante non può riprodurre correttamente tutto lo spettro audio. Per risolvere questo inconveniente dividiamo la nostra banda di frequenza in "sottobande", assegnando ad ognuna di queste un altoparlante specifico. Più saranno le sottobande più saranno gli altoparlanti che ci serviranno, di conseguenza migliore sarà la riproduzione del suono.
Nell'immagine sottostante, una divisione approssimativa dello spettro audio, ad ogni colore corrisponde una sottobanda e la tipologia di altoparlante adatta a riprodurla:

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TWEETER
Riproduce, le frequenze alte dello spettro audio, è costruito con materiali molto leggeri per avere una rapida risposta. Solitamente hanno una dimensione che si aggira sui 28mm (mediamente) di diametro. Molti tweeter sono equipaggiati con dei rifasatori (griglie di plastica montati di fronte alla cupola) per migliorare la risposta fuori asse. A causa delle frequenze che produce, quest’ altoparlante deve essere montato verso l'utente a causa della direzionalità del suono.
Un buon tweeter deve riprodurre una gamma alta ben rifinita e mai fastidiosa, veloci e frizzanti in qualsiasi situazione.

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SUPER TWEETER
Il super tweeter, ha quasi le stesse caratteristiche di un tweeter, solo che riesce a raggiungere frequenze molto più alte, dando una definizione maggiore del suono.

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MIDRANGE
Già dal nome, possiamo intuire che è specializzato a riprodurre la gamma centrale dello spettro audio, più precisamente in un range di frequenze che va dai 500Hz ai 5500Hz. Sul mercato li troviamo con un diametro compreso tra gli 85mm ai 165mm, salvo eccezioni. Un buon midrange deve riprodurre voci chiare ed espressive senza particolari enfasi o alterazioni.

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MIDWOOFER
Chiamato anche medio-basso, proprio perché riproduce tale gamma. Questo componente riveste un ruolo importantissimo all'interno di qualsiasi impianto. Riproduce frequenze tipicamente dai 60Hz ai 4000Hz, le sue dimensioni vanno dai 13cm ai 20cm, (in media). Per avere una buona resa acustica, un midwoofer deve avere un cono abbastanza rigido per evitare le distorsioni ed un ottimo sistema di sospensione.
Questo componente deve rispondere sempre prontamente a qualsiasi sollecitazione, restituendo un suono gradevole e caldo, capace di avvolgere l'ascoltatore.

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SUBWOOFER
Dona potenza ad ogni traccia musicale, con il suo grande cono, riesce a riprodurre frequenze molto basse (da 10Hz 90Hz), per compiere quest'operazione richiede un'ottima qualità della sospensione e del cono, deve essere in grado di sopportare le continue escursioni (misurate tramite il parametro Thiele & Small, Xmax espresso in mm).
Le frequenze basse vengono percepite dal nostro corpo come sensazioni fisiche, quindi un subwoofer più aria riuscirà a spostare maggiore sarà questa sensazione, a questo punto è facile intuire che un subwoofer con maggiore diametro riuscirà a riprodurre bassi più potenti, riproducendo anche frequenze più basse. I diametri vanno dai 16cm ai 40 cm e oltre.

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Tipologie di Altoparlanti: Soluzioni uniche
Alcune volte è impossibile installare componenti separati, come ad esempio tweeter, midrange, cosi le case costruttrici di altoparlanti hanno creato dei dispositivi che montano sullo stesso driver un tweeter (coassiale) o tweeter e midrange (triassiale). I vantaggi di queste soluzioni sono: un prezzo abbastanza basso, la facilità del montaggio, in molti casi non si deve usare alcun crossover.
Mentre gli svantaggi sono: una bassa qualità della tipologia di crossover usato (solitamente si usano filtri del primo tipo solo sul tweeter o midrange), qualità sonora che viene raggiunta, medio-bassa.

Parametri: [unità di misura]

• Fs: Frequenza di risonanza in Free air (aria libera) [Hz]
• Fc: Frequenza di risonanza dell’insieme sub+box [Hz]
• Fb: Frequenza di risonanza del sub in una cassa reflex [Hz]
• F3: Frequenza di taglio dove corrisponde un’attenuazione di –3dB dell’ampiezza del segnale [Hz]
• Vas:Volume equivalente di cedevolezza
• D:Diametro effettivo del cono [m]
• Sd: Superficie radiante effettiva dell’altoparlante [m²]
• Xmax: Escursione lineare massima del cono [m]
• Vd:Volume max di spostamento lineare in grado di riprodurre un altoparlante [m³]
• Re: Resistenza della bobina mobile, effettuata in corrente continua [?]
• Q:Indica un fattore generico di merito [adimensionale]
• Qms: Fattore di merito meccanico dell’altoparlante in corrispondenza della frequenza di risonanza [adimensionale]
• Qes: Fattore di merito elettrico dell’altoparlante in corrispondenza della frequenza di risonanza [adimensionale]
• Qts:Fattore di merito totale dell’altoparlante in corrispondenza della frequenza di risonanza [adimensionale]
• Rms: Perdite meccaniche dell’altoparlante [Kg/s]
• Cms: cedevolezza meccanica dell’altoparlante [m/N]
• B:Intensità del flusso magnetico nel traferro [T]
• L: Lunghezza del conduttore della bobina mobile all’interno del campo magnetico
• Pa:Potenza acustica
• Pe: Potenza elettrica
• C:Velocità di propagazione del suono in condizioni standard [m/s]

Subwoofer​

Il Subwoofer è quel diffusore atto a riprodurre le frequenze più basse dello spettro audio.Ogni Subwoofer è accompagnato dai suoi parametri tramite i quali è possibile ricavarne le caratteristiche elettromeccaniche. Tramite questi parametri possiamo progettare dei Box per sub, al fine di ottenere la migliore riproduzione delle frequenze basse.

Subwoofer a doppia bobina mobile
La tecnologia a doppia bobina mobile incorpora due bobine a 4 ohm e consente di utilizzare il woofer anche a 2 ohm o a 8 ohm d'impedenza, cambiando il collegamento dei terminali. Questo permette all'utente un'ampia varietà di combinazioni e configurazioni a seconda del numero dei woofer e della performance ottenibile dall'amplificatore.

Sistema di raffreddamento della bobina mobile
Il sistema di raffreddamento della bobina mobile è un'innovazione costruttiva che porta una nuova ventata di potenza nell'universo dei subwoofer. Per produrre dei bassi corposi è necessaria una congrua quantità di energia elettrica. Tuttavia, poichè all'aumentare della temperatura della bobina mobile, aumenta pure la sua resistenza elettrica, il che si traduce nel peggioramento del coefficiente di smorzamento e nella conseguente generazione di distorsione. Il foro che si vede sotto i subwoofer a questo serve.

Caricamento di un subwoofer
Negli altoparlanti il suono viene prodotto dal movimento di una membrana. Qui iniziano subito i problemi perché vengono prodotti due fronti d'onda sonora: uno dalla parte anteriore della membrana, l'altro dalla parte posteriore. Purtroppo, questi fronti d’onda sono in controfase, col risultato che se provassimo a far suonare a basse frequenze e senza cassa un tipico AP a cono, la distanza che dovrebbe percorrere un fronte d'onda per arrivare a sommarsi con l'altro sarebbe praticamente nulla e i due fronti d'onda sarebbero liberi di annullarsi a vicenda in una sorta di cortocircuito acustico. In pratica vedremmo muovere la membrana senza udire alcunché.
Per una corretta riproduzione delle basse frequenze è quindi indispensabile agire sui fronti d'onda in maniera tale da rifasarli oppure rendere inudibile uno dei due. Per far ciò basta montare l'AP in un box di caricamento, generalmente chiamato cassa acustica, normalmente realizzato in legno. Esistono vari tipi di caricamento ma per tutti, nessuno escluso, è fondamentale un box quanto più rigido ed impermeabile al suono.

Crossover​

Il crossover è un dispositivo che consente la suddivisione della gamma audio in più sottogamme (comunemente chiamate “vie”) ognuna delle quali alimenterà l’altoparlante corrispondente. Per operare l’attenuazione delle frequenze “indesiderate” si sfrutta la proprietà reattiva di alcuni componenti elettrici, soprattutto delle induttanze e dei condensatori.
In particolare l’induttanza mostra una bassa resistenza (tipicamente quella del filo che la costituisce) da 20 Hz fino alla frequenza di intervento, oltre questo valore la resistenza aumenterà con una progressione di 6 dB per ottava (si ricorda che una ottava è l’intervallo tra una qualsiasi frequenza e il suo doppio) fino a 20000 Hz. Il condensatore si comporta esattamente in modo opposto, la sua resistenza diminuirà con l’aumentare della frequenza con una progressione di – 6 dB per ottava Proviamo ad applicare questo concetto in pratica. Supponiamo di voler realizzare un sistema formato da un woofer e un tweeter, dovremo quindi dividere la gamma audio in due parti (sistema due vie) ed individuare, in base alle caratteristiche degli altoparlanti ed all’obiettivo del progetto, quale dovrà essere la frequenza di separazione tra le due zone (frequenza di incrocio), per il nostro esempio ipotiziamo una frequenza di 3000 Hz. Inseriremo quindi una induttanza in serie al woofer per attenuare le frequenze superiori a 3000 Hz (passa-basso) e un condensatore in serie al tweeter per attenuare le frequenze inferiori a 3000 Hz (passa-alto).

Frequenza di taglio
In un crossover a 2 vie sono presenti un filtro passa-basso, che provvede a convogliare verso l’altoparlante dei medio-bassi tutte le frequenze basse fino alla sua frequenza di taglio, e un filtro passa-alto che provvede a convogliare verso l’altoparlante dei medio-acuti tutte le frequenze partendo dalla sua frequenza di taglio per arrivare fino e oltre i 20.000 Hz.Ne consegue che dove il filtro passa-basso inizia ad attenuare le frequenze dei medio-acuti, il filtro passa-alto deve iniziare a riprodurle. Nei crossover la frequenza di taglio viene normalmente definita frequenza d’incrocio, perché su questa frequenza le curve dei due filtri si incrociano come visibile nella figura. In un filtro crossover a 2 vie, composto da un passa-basso e un passa-alto, abbiamo una sola frequenza di taglio che va scelta normalmente tra i 2.000 e i 3.000 Hz.

Fonte: DDuniverse​