Come Misurare l'Impedenza di un Altoparlante

L'impedenza di un altoparlante è la resistenza che questo oppone alla corrente alternata; minore è tale valore e maggiore è la corrente che le casse acustiche assorbono dall'amplificatore. Se l'impedenza è troppo alta, il volume e l'intervallo dinamico ne risentono; se è troppo bassa, il diffusore acustico può distruggersi emettendo troppa potenza.^{[1]XFonte di ricerca} Se vuoi solo avere una conferma dei valori generali delle casse acustiche, tutto quello che ti serve è un voltmetro; se sei invece intenzionato a eseguire un test più preciso, hai bisogno di qualche strumento speciale.

Metodo 1

Metodo 1 di 2:

Stima Rapida

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Controlla l'etichetta della cassa acustica per conoscere il valore nominale dell'impedenza. La maggior parte dei costruttori indica questo valore sulla confezione o su un'etichetta applicata proprio sul diffusore. Si tratta di un dato "nominale" (in genere, pari a 4, 8 o 16 ohm) e rappresenta una stima dell'impedenza minima del tipico intervallo udibile, solitamente quando la frequenza è compresa fra 250 e 400 Hz. L'impedenza reale è abbastanza vicina a quella nominale quando la frequenza ricade in tale intervallo e aumenta lentamente proprio con l'aumentare della frequenza. Al di sotto di 250 Hz, l'impedenza cambia rapidamente, raggiungendo un picco alla frequenza di risonanza dell'altoparlante e del suo involucro.^{[2]XFonte di ricerca}
- Le etichette di alcuni diffusori riportano il valore reale e misurato dell'impedenza per un elenco di diverse frequenze.
- Per avere un'idea di come si traducono in suono i dati delle frequenze, basti pensare che la maggior parte delle tracce di basso ricade in un intervallo compreso fra 90 e 200 Hz, mentre un contrabbasso può raggiungere delle frequenze che vengono percepite come un "battito nel petto" con un valore di 20 Hz. L'intervallo intermedio, in cui ricadono le voci e la maggior parte degli strumenti musicali non a percussione, è compreso fra 250 Hz e 2000 Hz.^{[3]XFonte di ricerca}
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Imposta un multimetro per misurare la resistenza. Questo strumento invia una piccola quantità di corrente continua e non è in grado di misurare direttamente l'impedenza, dato che questa è una caratteristica dei circuiti a corrente alternata. Tuttavia, con questo metodo puoi ottenere un valore abbastanza preciso per l'impostazione della maggior parte dei sistemi audio casalinghi (puoi infatti distinguere facilmente un altoparlante da 4 ohm da uno da 8 ohm). Utilizza l'impostazione con l'intervallo minimo di resistenza. Questo corrisponde a 200 Ω per la maggior parte dei multimetri, ma se puoi settare il tuo strumento a valori inferiori (20 Ω), puoi ottenere letture ancora più precise.
- Se il multimetro prevede una sola impostazione per la resistenza, significa che si adatta automaticamente e che trova l'intervallo corretto da solo.
- Una corrente continua troppo intensa può danneggiare o distruggere la bobina della cassa acustica;^{[4]XFonte di ricerca} tuttavia, in questo caso il rischio è ridotto, dato che la maggior parte dei multimetri emette una corrente molto piccola.^{[5]XFonte di ricerca}
Se il diffusore è privo di involucro e non ha alcuna connessione, puoi saltare questo passaggio.
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Togli l'alimentazione al diffusore. La presenza di corrente all'interno dei circuiti dell'altoparlante può alterare i rilevamenti e bruciare il multimetro; interrompi l'alimentazione elettrica e, se ci sono dei cavi collegati ma non saldati, staccali.
- Non rimuovere alcun cablaggio inserito direttamente nella membrana a cono.
Ispezionali da vicino per distinguere il negativo dal positivo; in genere, sono contrassegnati con un segno "+" e "-". Unisci la sonda rossa del multimetro al polo positivo e quella nera al polo negativo.
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Stima l'impedenza usando il dato della resistenza. Di solito, i valori della resistenza dovrebbero essere inferiori del 15% rispetto all'impedenza nominale riportata sull'etichetta;^{[6]XFonte di ricerca} per esempio, è normale che una cassa acustica da 8 ohm abbia una resistenza compresa fra 6 e 7 ohm.
- La maggior parte degli altoparlanti ha un'impedenza nominale di 4; 6 o 16 ohm; a meno che tu non ottenga risultati anomali, puoi supporre in tutta sicurezza che il diffusore appartenga a una di queste categorie quando devi riparare l'amplificatore.
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Metodo 2

Metodo 2 di 2:

Misurazione Precisa

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Procurati un generatore di forme d'onda sinusoidale. L'impedenza di un altoparlante varia con la frequenza; di conseguenza, hai bisogno di uno strumento che permetta di inviare un segnale sinusoidale a diversi valori di frequenza. Un oscilloscopio è la soluzione più precisa. Qualunque generatore di segnale, di forme d'onda sinusoidale o di segnali sweep va bene, ma alcuni modelli possono fornire dati poco precisi, a causa delle oscillazioni della differenza di potenziale oppure per una cattiva approssimazione dell'onda sinusoidale.^{[7]XFonte di ricerca}
- Se non hai molta esperienza nei test audio e nell'elettronica amatoriale, valuta di acquistare degli strumenti che si collegano al computer; in genere, sono meno precisi, ma i principianti apprezzano i grafici e i dati generati automaticamente.^{[8]XFonte di ricerca}
Leggi il valore della potenza dell'amplificatore (espresso in watt RMS) sull'etichetta oppure sulla scheda tecnica; quelli di potenza maggiore permettono di rilevare dati più precisi con questo tipo di test.
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Imposta l'amplificatore a un potenziale elettrico ridotto. Questo test fa parte di una serie standard di ispezioni per misurare i "Parametri di Thiele & Small" e che sono state studiate per essere condotte a una bassa differenza di potenziale. Riduci il gain dell'amplificatore, mentre il voltmetro - impostato a una differenza di potenziale per corrente alternata - è collegato alle uscite dell'amplificatore stesso. In teoria, lo strumento dovrebbe riportare una lettura compresa fra 0,5 e 1 V, ma se il tuo non è molto sensibile, impostalo semplicemente sotto i 10 volt.
- Alcuni amplificatori emettono una differenza di potenziale incostante a basse frequenze e questo fenomeno è il responsabile principale dei dati imprecisi durante il test. Se vuoi ottenere i risultati migliori, usa un voltmetro per accertarti che il potenziale elettrico sia costante, mentre modifichi la frequenza usando il generatore di forme d'onda.
- Usa il miglior multimetro che ti puoi permettere; i modelli economici tendono a essere meno precisi durante le misurazioni che devi effettuare in seguito durante il test. Può essere d'aiuto acquistare dei cavi di alta qualità per multimetro in un negozio di elettronica.^{[9]XFonte di ricercawww.sbacoustics.com/index.php/download_file/-/view/191/}
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Scegli un resistore con elevato valore resistivo. Trova il dato della potenza (espresso in watt RMS) più vicino a quello dell'amplificatore, scegli la resistenza consigliata e la potenza corrispondente (oppure maggiore). La resistenza non deve essere esatta, ma se è troppo elevata, potrebbe tagliare l'amplificatore e rovinare il test; se invece è troppo bassa, i risultati sono meno accurati.
- Amplificatore da 100 W: resistore da 2700 Ω con potenza minima di 0,50 W;
- Amplificatore da 90 W: resistore da 2400 Ω con potenza da 0,50 W;
- Amplificatore da 65 W: resistore da 2200 Ω con potenza da 0,50 W;
- Amplificatore da 50 W: resistore da 1800 Ω con potenza da 0,50 W;
- Amplificatore da 40 W: resistore da 1600 Ω con potenza da 0,25 W;
- Amplificatore da 30 W: resistore da 1500 Ω con potenza da 0,25 W;
- Amplificatore da 20 W: resistore da 1200 Ω con potenza da 0,25 W.
Misura la resistenza esatta del resistore. Questo valore può essere leggermente diverso rispetto a quello nominale e devi annotarlo.
Collega la cassa acustica all'amplificatore mettendo fra loro la resistenza; così facendo, crei una fonte costante di corrente che alimenta il diffusore acustico.
Il vento o le onde sonore riflesse possono alterare i risultati di questo test delicato. Come minimo, disponi il lato del magnete verso il basso (la membrana conica verso l'alto) in una zona senza vento. Se è richiesta la massima precisione, avvita l'altoparlante a un telaio aperto in uno spazio libero da oggetti solidi per un raggio di 60 cm.
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Calcola l'intensità di corrente. Usa la legge di Ohm (I = V / R, cioè intensità di corrente = differenza di potenziale / resistenza) per calcolare tale valore e annotarlo; ricorda di inserire nella formula il valore misurato della resistenza (non quello nominale).
- Ad esempio, se hai rilevato che il resistore ha una resistenza di 1230 ohm e la differenza di potenziale della fonte è 10 volt, l'intensità di corrente è: I = 10/1230 = 1/123 A. Puoi esprimere il dato come frazione, per evitare errori dovuti all'arrotondamento.
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Modifica la frequenza per trovare il picco di risonanza. Imposta il generatore di forme d'onda a un livello medio o alto di frequenza, in base all'utilizzo previsto dell'altoparlante; un valore pari a 100 Hz è un buon punto di partenza per quelli dedicati ai bassi. Metti il voltmetro della corrente alternata sulla cassa acustica; abbassa la frequenza di 5 Hz alla volta finché non noti che la differenza di potenziale si innalza rapidamente. Alza e abbassa la frequenza finché non trovi il punto in cui la differenza di potenziale raggiunge il massimo; questa corrisponde alla frequenza di risonanza dell'altoparlante "all'aria aperta" (senza cassa di contenimento o altri oggetti che possano alterarla).
- In alternativa al voltmetro, puoi usare un oscilloscopio; in questo caso, trova la differenza di potenziale associata all'ampiezza massima.
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Calcola l'impedenza alla frequenza di risonanza. Per farlo, puoi sostituire la resistenza con l'impedenza (Z) nella legge di Ohm, quindi: Z = V / I. Il risultato dovrebbe corrispondere all'impedenza massima dell'altoparlante che puoi ottenere all'interno dell'intervallo di frequenza utilizzato.
- Ad esempio, se I = 1/123 A e il voltmetro riporta un dato pari a 0,05 V (o 50 mV), di conseguenza: Z = (0,05) / (1/123) = 6,15 ohm.
Per trovare i diversi valori all'interno dell'intervallo di frequenza in cui vuoi usare l'altoparlante, modifica l'onda sinusoidale poco per volta. Annota i dati della differenza di potenziale per ogni valore della frequenza e usa sempre la stessa formula (Z = V / I) per ottenere l'impedenza corrispondente. Potresti trovare un secondo valore di picco oppure l'impedenza potrebbe essere piuttosto stabile, una volta che ti allontani dalla frequenza di risonanza.
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