Tension maximale pour haut-parleur de puissance nominale donnée

Emmett P

Tension maximale pour haut-parleur de puissance nominale donnée


J’ai étudié la conception des haut-parleurs et je voudrais savoir comment déterminer la tension maximale pouvant être délivrée à un haut-parleur donné.

D’après la loi d’Ohm, nous savons que P = V ^ 2 / R. Par conséquent, pour un haut-parleur d’une puissance donnée, il semblerait que la tension maximale puisse être déterminée par la formule:

V = sqrt (P * R)

Par conséquent, pour un haut-parleur de 8 ohms avec une puissance nominale de 10 watts, il semblerait que la tension maximale soit d’environ 9 volts. (sqrt (8 * 10 = 80) = 8,944 ~ = 9)

Ce que j’aimerais savoir, c’est à quelle mesure de tension cela se réfère:

-Peak (où le haut-parleur peut gérer une plage de 0v -> 9v)

-RMS (où le haut-parleur pourrait gérer une valeur RMS de 9v)

-Peak-to-peak (où le haut-parleur peut gérer une plage de -9v -> 9v)

Si quelqu’un pouvait clarifier cela pour moi, je l’apprécierais grandement.

Oldfart

Dépend des unités dans lesquelles la puissance nominale des haut-parleurs a été spécifiée, crête ou RMS. Pour moi, RMS est la seule valeur valide que vous devez utiliser. Tous ces trucs de pointe ne sont que de la publicité.

jonk

Une alimentation doit fournir des tensions de crête et des courants de crête dans la charge. Les rails de tension doivent donc être suffisants pour cela. La dissipation de puissance est liée aux tensions et courants RMS et non aux valeurs de crête. Le calcul est donc différent. Tu auras besoin de

Oldfart

@jonk Je vous suggère de transformer cela en une réponse.

Ale..chenski

La réponse dépend de la « puissance nominale » que les spécifications ont en tête. En fonction de cela, le texte de la question contient déjà la réponse.

Réponses


 Sparky256

Comme l’a dit Oldfart, l’utilisation du mot «pic» dans l’audio n’est qu’un battage publicitaire. Ce qui est réel, c’est de vrais watts RMS dans une charge donnée de 4 à 8 ohms, certains amplificateurs donnant des spécifications pour une charge de 1 ou 2 ohms. Ceci est prouvé par des tests avec un analyseur de spectre audio / THD et documenté.

À aucun moment, je n’ai fait de tests «de pointe», car au mieux, ils sont ambigus et manquent généralement de diriger le consommateur. Les véritables tests de «crête» impliquaient généralement une distorsion d’écrêtage d’amplificateur et / ou des bruits sourds ou grinçants. Un amplificateur qui correspond ou est un peu plus fort que la cote RMS des haut-parleurs est correct. Cela signifie aucune distorsion jusqu’à ce que le haut-parleur éclate ou sonne graveleux.

Ce jeu de valeur «maximale» n’est que cela. La raison en est que vous pouvez mathématiquement jouer à des jeux avec le temps et dire des choses comme pour 10 mS (1/100 e) de seconde, cet amplificateur peut mettre 50% à 100% plus de puissance. Heck, pour 1 mS, l’alimentation pourrait décharger plusieurs fois sa charge RMS.

RMS se réfère à une puissance continue à un certain niveau de THD dans une charge définie, et est la seule cote à laquelle faire confiance . Le même scénario en termes de puissance de crête n’a pas de sens, car les gourous du marketing parlent de très courtes périodes de temps qui ne sont pas liées à ce que peut être le volume continu.

La puissance de crête ne doit pas être confondue avec la «  marge de sécurité  », qui est moins abstraite et signifie que l’alimentation est dépassée de 20% environ, donc à plein volume, les pics soudains du volume de la musique à partir d’audios audio 24 bits ou 32 bits offrent une énorme plage dynamique pas surcharger l’alimentation des amplis. Il s’agit d’une marge de sécurité intégrée lorsque vous augmentez le volume à des niveaux forts (mais pas déformés).

Si vous entendez ce que l’on appelle des «pics», cela se fera sous la forme d’une distorsion de l’amplificateur et / ou de vos haut-parleurs, et c’est un bon avertissement de baisser le volume jusqu’à ce qu’il sonne très propre.

@jonk a fait le calcul qui le rend clair. Un haut-parleur de 8 ohms piloté par un amplificateur de classe AB (typique) avec une puissance de +/- 12 volts ne vous donnera que 5 watts RMS. Un haut-parleur de 4 ohms vous donnerait 20 watts RMS. Combinez-les pour une charge de 2 ohms (si l’ampli est conçu pour cela) et vous obtenez 80 watts RMS. À aucun moment, le mot «  pic  » n’a été mentionné, car il représente la puissance dans une charge anormalement basse pour un mS ou moins, ce qui n’a aucune signification dans des conditions réelles où un son propre soutenu est ce qui compte.

BeB00

Si quelqu’un veut de bons haut-parleurs, je peux vous vendre des tweeters de 10 kW * (pic <1uS)


 Tony EE rocketscientist

En règle générale, les haut-parleurs sont évalués pour la puissance en RMS, mais peuvent être faux spécifiés dans les limites de puissance de crête pour des raisons de biais marketing ou dans le meilleur des cas.

Je suis d’accord avec tout ce qui précède (5 commentaires au moment de la rédaction)

Il y a 3 considérations: dommages aux haut-parleurs dus à:
1) la chaleur,
2) Voyage excessif des basses sur le cône et …
3) écrêtage ou THD élevé avec des rafales à large gamme dynamique introuvables sur la musique radio fortement compressée. Des pics excessifs peuvent provoquer une distorsion harmonique impaire brute due à l’écrêtage ou une augmentation rapide et progressive du THD à partir du voyage de la bobine à l’extérieur du bord de l’aimant et une réduction de la force de l’aimant à partir d’une élévation de 40 ° C ou plus du fonctionnement soutenu du boîtier de flèche de puissance Max.

Par conséquent, il est possible d’utiliser un ampli design de 20 W sur un haut-parleur de 10 W tant que vous réalisez les risques de le pousser à des limites de sortie et que le type de musique ou de voix exige une appréciation de ce qu’on appelle souvent le facteur de crête du rapport crête / valeur efficace .

Étant donné les demandes de tension d’alimentation pour les amplis bipolaires linéaires et les amplificateurs à pont d’alimentation unique et les classes D, E, etc., l’alimentation doit pouvoir répondre à la charge de puissance de crête et aux spécifications de charge RMS que vous définissez pour les raisons que j’ai suggérées.

Le plus efficace serait un ampli en pont de classe D avec alimentation simple 12V ne nécessitant pas de capuchons énormes pour le couplage AC.

Dan Mills

Il convient de noter que, bien que RMS soit utile comme mesure pour certaines choses, l’utilisation d’un amplificateur de puissance évalué pour la même puissance RMS que le haut-parleur sera sous-optimale avec un contenu audio réel car le son réel a un rapport crête / RMS assez élevé (généralement bien au-dessus de 10 dB) et en fournissant la limite Xmax (mécanique) et les limites thermiques (RMS intégrées sur quelques secondes) ne sont pas dépassées, les haut-parleurs peuvent prendre beaucoup plus de puissance à court terme que le nombre RMS impliquerait. Les amplificateurs de puissance avec une conception thermique pour une puissance RMS, mais une tension d’environ 10 dB ou plus pour les pics à court terme sont une bonne chose.

Tony EE rocketscientist

Oui Dan c’est une meilleure explication du facteur de crête ou du rapport Peak / rms souhaité


 Ed McGuirk

Étant donné que les signaux musicaux peuvent facilement avoir une plage dynamique de 10 dB entre les niveaux sonores de crête et moyens, un signal musical peut avoir un niveau moyen de 10 watts et également des transitoires de crête de 100 watts. Si un amplificateur de 20 watts tente de produire ce signal, il y aura une distorsion d’écrêtage importante.

La distribution de fréquence de cette distorsion d’écrêtage sera presque entièrement en dehors de la plage de signal à laquelle votre haut-parleur peut répondre. Par conséquent, cette distorsion sera presque entièrement convertie en chaleur plutôt qu’en son.

Dans ce cas, il est possible de souffler un haut-parleur de 30 watts tout en utilisant un amplificateur de 20 watts sur un signal avec une moyenne de 10 watts. Ou vous auriez pu utiliser un amplificateur de 100 watts pour lire ce même signal via un haut-parleur de 30 watts et ne rencontrer aucun problème.

En général, vous pouvez utiliser un amplificateur plus élevé avec moins de danger pour les haut-parleurs qu’un amplificateur plus faible. Avec trop de puissance, vous risquez de claquer la bobine acoustique du haut-parleur dans l’aimant comme une castanet sur les tons de basse (un son très évident que la plupart des gens n’éprouvent jamais). Avec trop peu de puissance, vous risquez de faire fondre les bobines vocales à cause de la distorsion à haute fréquence (cela ne se produit presque jamais dans le voisinage de 10 watts).

De plus, la résistance DC d’un haut-parleur n’est pas très représentative de son impédance AC

C’est juste une façon longue de dire que la limite de tension d’un amplificateur n’est pas la meilleure façon de déterminer si un amplificateur correspond bien à un haut-parleur. Si je concevais un pilote de haut-parleur, je baserais ma cible de tension sur n’importe quelle alimentation que je pourrais facilement obtenir. Le plus grand, le mieux, dans les limites des coûts. 5 volts est tranquillement acceptable, en particulier pour la parole ou d’autres signaux non musicaux (pensez aux différents lecteurs de musique qui fonctionnent sur USB), 12 volts est raisonnablement fort et facile (autoradios), etc.

D’un autre côté, si un haut-parleur est évalué à 10 watts, vous pouvez supposer qu’un amplificateur de 10 watts devrait être «  assez fort  » tant que vous n’essayez pas de le monter à onze. Même si vos calculs de puissance sont désactivés par deux, la nature logarithmique du son dépassera la différence si tout ce qui vous inquiète est de savoir si vous pourrez entendre le signal.

 

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