¿Cómo se combinan los altavoces con los amplificadores de audio? (evitando sobrecargar tampoco)

Sé que se ha hecho un título de pregunta similar, pero creo que eso no responde a mi pregunta (y no podría pensar en una mejor manera de formular la pregunta).

Estoy un poco confundido por cómo exactamente un amplificador puede sobrecargar un altavoz, y viceversa.

Muchos altavoces amplificadores de guitarra tienen una impedancia de 8Ω .

Si entiendo correctamente, el amplificador de salida (debería) emite una salida de señal de voltaje fijo independientemente de la carga que se le ponga . Si este paso es incorrecto, corrígeme.

Entonces, si hay una señal de voltaje fijo (por ejemplo, + -15 V, es decir, 30 V de oscilación ) y si la impedancia de los altavoces es de ~ 8Ω (entiendo que variará con la frecuencia, pero digo que está alrededor de esta cifra), entonces, ¿cómo es ¿La potencia varía con diferentes combinaciones de amplificadores a pesar de que la impedancia es aproximadamente la misma? ¿Es que el voltaje aumenta con combinaciones de amplificador / altavoz de mayor potencia?

Por ejemplo, un combo de 10 W con un altavoz de 8 Ω frente a un amplificador de 100 W conectado a un gabinete de 4 altavoces cableado para una impedancia de 8 Ω (conexión en paralelo de 2 pares de altavoces de 8 Ω en serie), el 100 W es obviamente más alto. ¿Es que los voltajes de salida del amplificador de 100 W son más? De lo contrario, ¿cómo puede aumentar la potencia si mantiene constante el voltaje y la impedancia?

¿Qué pasaría si conectaras el amplificador de 10 W directamente a un gabinete de 4 altavoces? ¿Sobrecargaría el amplificador? O simplemente jugarlo más tranquilo? Teóricamente, si el voltaje es el mismo y la impedancia sigue siendo de 8 ohmios, la potencia debe ser la misma, es decir, 10W a través de los altavoces de 100W.

Si es así, esto es cierto: cuando decimos un altavoz de 10 W y 8 ohmios, queremos decir que es capaz de manejar los voltajes máximos máximos de (P = V ^ 2 / R, V = sqrt (PR)) ~ 9V . Mientras que para un altavoz de 100W 8ohm, ¿es capaz de manejar voltajes pico de ~ 28V ?

¿En qué situación puedes dañar a un orador? ¿Al conectar un amplificador demasiado potente? Pero entonces, ¿no es eso algo que recomiendan muchas personas? (Salida de amplificador de al menos 2 veces la calificación del altavoz). Si es así, ¿la salida de voltaje de un amplificador no es fija? ¿Varía según el altavoz que esté conectado a él? (¿aunque la impedancia sea la misma?)

¿En qué situación puede dañar un amplificador? ¿Al conectarle un altavoz de alto voltaje? Entonces, ¿por qué veo tanta gente publicando videos en youtube de amplificadores de guitarra de 1 / 2W conectados a 4 altavoces de pila de alta potencia o al menos incluso 2 combinaciones de altavoces?

Tienes muchas preguntas, pero creo que puedes entenderlo mejor con una sola explicación. Vea que hay muchos mitos sobre este tema. Pero también es una cuestión de electrónica analógica.

Los altavoces son una carga Z en su circuito que puede variar su impedancia en términos de frecuencia. Tenga en cuenta que el objetivo principal de un altavoz es mantener una impedancia estable y casi constante en el rango de frecuencia en el que se creó para trabajar. Esta impedancia es casi igual a la resistencia de la bobina. Por lo tanto, cuando su altavoz funciona en un sistema bien diseñado, su carga Z puede verse como una carga resistiva casi pura (8, 6 o 4 ohmios en la mayoría de los casos).

Dicho esto, deberíamos tener formas de suministrar energía al altavoz para que pueda reproducir ondas de sonido. Tenga en cuenta que la parte magnética del altavoz está directamente relacionada con la corriente que la atraviesa. Por lo tanto, podemos decir que el altavoz es un tipo de carga resistiva que se ocupa de las variaciones actuales para producir sonido (forma sencilla de entender). Entonces, la forma en que podemos variar la corriente en una carga resistiva es haciendo oscilar un voltaje a través de ella.

Si conecta un altavoz o una resistencia simple a la salida de un amplificador y también conecta una sonda de osciloscopio a través de la carga, verá las variaciones de voltaje al igual que su música (ondas de sonido). No es un voltaje constante en la salida. De lo contrario, no puede producir ondas de sonido ya que necesita variaciones de corriente para producir variaciones y fuerzas magnéticas por la fórmula de Lorentz.

Además de eso, la potencia es la energía que consume su sistema. La potencia instantánea se calcula mediante P = UI o P = ZI². Entonces, cuanto mayor sea la corriente que pasa a través de su altavoz, más energía se disipará (y también más consumo de energía ya que parte de ella se transformará en ondas de sonido).

Además, debe tener en cuenta el control de volumen. Esos ejemplos que dio solo se pueden aplicar si sus amplificadores siempre funcionan a amplificación completa (0 dB). De esta manera, un amplificador más potente debería producir voltajes más altos en la salida en comparación con un amplificador menos potente (ambos en 0dB). Dado que la potencia instantánea también se calcula por P = U² / Z, entonces no puede aumentar la potencia con voltaje e impedancia iguales.

Cuando realice conexiones (amplificador + altavoz), debe preocuparse por algunos detalles:

• Salida de potencia del amplificador: le dirá cuánta potencia puede entregar a su altavoz en una impedancia determinada. Esta es la potencia máxima que puede producir. Tenga en cuenta que si lo enciende con el 20% del volumen, no entregará toda su potencia. Tenga en cuenta también que incluso en 0dB probablemente no esté produciendo potencia total todo el tiempo porque la música varía sus ondas de amplitud, por lo que debe calcular la potencia promedio por la integral de toda la señal.

• Impedancia mínima del amplificador:Esto le dirá cuál es la impedancia más baja que puede conectar a su salida. No importa si conecta impedancias más altas allí. Simplemente no podrá obtener un sonido demasiado alto en su sistema de altavoces. En términos generales, al conectar altavoces de mayor impedancia puede tener un sonido más limpio (menos distorsión) pero un volumen de sonido más bajo. Por otro lado, si desea un sistema más fuerte, debe conectar la impedancia más baja permitida pero probablemente tendrá más distorsión. Tenga en cuenta que lo que puede dañar cualquier parte de su sistema es el exceso de calor. Y el calor es producido por el efecto Joule que se relaciona directamente con el poder. Por lo tanto, también es posible conectar impedancias más bajas de lo permitido ya que no aumenta el volumen más de un cierto punto. De esta manera, incluso con impedancias más bajas, produce la misma potencia que una impedancia más alta en todo el volumen. Puede ver eso conectando un altavoz de 2 ohmios a un amplificador mínimo de 4 ohmios pero en un volumen muy bajo. Funcionará y no dañará nada.

• Impedancia del altavoz: como ya se dijo, es la impedancia nominal que un fabricante intenta alcanzar y mantener estable en el rango de frecuencia para el que está diseñado el altavoz.

• Potencia del altavoz: esta es la potencia más alta que el altavoz está diseñado para tolerar. Por supuesto, siempre hay preguntas sobre las formas en que las personas usan para medir eso y, de hecho, hay conceptos erróneos sobre los términos como RMS POWER. Una forma común de hacerlo es conectar el altavoz a alguna señal que tenga una potencia P PROMEDIO y ver si puede tolerarlo durante un largo período de tiempo. El mayor valor de P que puede alcanzar haciendo eso es su potencia promedio nominal (de nuevo, es una forma simple de explicar).

Entonces, si está conectando un altavoz a un amplificador, debe observar esas variables para ver si dañará algo. En general, puede dañar un altavoz al conectarle un amplificador demasiado potente. Digamos que tiene un altavoz de 300 W / 8 ohmios y conecta un amplificador de 800 W / 8 ohmios. Como dije antes, también depende del dial de volumen. Siempre que este sistema tenga un volumen bajo, nada dañará. Pero cuando alcanza un punto específico de volumen en el que la potencia promedio en la salida superará los 300 W, probablemente comenzará a dañar su altavoz. La gente también dice a veces que un altavoz muy potente podría dañar un amplificador no potente. O que un amplificador no potente no puede controlar un altavoz potente. Lo que sucede es que ahora puede tener un amplificador de 20 W / 4 ohmios con un altavoz de 800 W / 4 ohmios. Tenga en cuenta que puede conectarlos y funcionará normalmente. Esto será como conectar un amplificador más potente con bajo volumen. Los problemas son: probablemente querrás alcanzar el volumen completo para tener algo de sonido. ESTO podría dañar su amplificador ya que el volumen completo muchas veces significa más de 0dB (más distorsión). El exceso de calor en el amplificador puede dañar su salida. Otro problema común es que esta distorsión a todo volumen puede dañar su altavoz. Esto sucede porque el orador está diseñado para funcionar en movimiento. Muchos altavoces tienen agujeros para disipar el calor y obtener flujo de aire para refrigerar. Siempre que se produce distorsión, la parte móvil del altavoz puede dejar de moverse por un momento. Comienza a sobrecalentar la bobina. ESTO podría dañar su amplificador ya que el volumen completo muchas veces significa más de 0dB (más distorsión). El exceso de calor en el amplificador puede dañar su salida. Otro problema común es que esta distorsión a todo volumen puede dañar su altavoz. Esto sucede porque el orador está diseñado para funcionar en movimiento. Muchos altavoces tienen agujeros para disipar el calor y obtener flujo de aire para refrigerar. Siempre que se produce distorsión, la parte móvil del altavoz puede dejar de moverse por un momento. Comienza a sobrecalentar la bobina. ESTO podría dañar su amplificador ya que el volumen completo muchas veces significa más de 0dB (más distorsión). El exceso de calor en el amplificador puede dañar su salida. Otro problema común es que esta distorsión a todo volumen puede dañar su altavoz. Esto sucede porque el orador está diseñado para funcionar en movimiento. Muchos altavoces tienen agujeros para disipar el calor y obtener flujo de aire para refrigerar. Siempre que se produce distorsión, la parte móvil del altavoz puede dejar de moverse por un momento. Comienza a sobrecalentar la bobina. Muchos altavoces tienen agujeros para disipar el calor y obtener flujo de aire para refrigerar. Siempre que se produce distorsión, la parte móvil del altavoz puede dejar de moverse por un momento. Comienza a sobrecalentar la bobina. Muchos altavoces tienen agujeros para disipar el calor y obtener flujo de aire para refrigerar. Siempre que se produce distorsión, la parte móvil del altavoz puede dejar de moverse por un momento. Comienza a sobrecalentar la bobina.

En resumen, cualquier combinación de amplificador y altavoz debería ser posible. Solo tienes que cuidar el volumen. Si no desea ningún problema posible, obtenga un amplificador que sea un poco menos potente que su altavoz con la misma impedancia, y nunca exceda algo como 70% ~ 80% del control de volumen. Si su dial de volumen tiene una escala de dB, intente usar en 0dB como máximo.

Espero que esto haya aclarado tus preguntas. Perdón por el mal inglés.

Las impedancias coincidentes pueden ser un problema con los amplificadores de tubo y de estado sólido.

En el caso de los amplificadores de válvulas, las válvulas no pueden accionar directamente los altavoces; Tienen que conducir los altavoces a través de un transformador de adaptación de impedancia. Es bastante difícil dañar los tubos, pero el transformador o los altavoces pueden dañarse si la impedancia no coincide. En un amplificador de válvulas, los tubos son buenos para generar grandes voltajes (100s de voltios) pero no son buenos para generar grandes corrientes. Entonces, para manejar altavoces de 8 ohmios o 4 ohmios, se necesita un transformador para convertir la salida de alto voltaje de los tubos en una salida de alta corriente para los altavoces. El lado primario conectado a los tubos tiene muchas vueltas de alambre muy fino. El lado secundario conectado a los altavoces tiene menos vueltas de cable más grueso. Los tubos actúan como fuentes de corriente. Si no se conecta un altavoz o un altavoz de una impedancia demasiado alta, Los tubos pueden presentar al transformador voltajes muy altos que pueden dañar el aislamiento de los devanados del transformador. Si la impedancia del altavoz es demasiado baja, los tubos pueden empujar el exceso de corriente a través de los devanados, haciendo que se calienten. Ninguno de estos es ideal. En general, el secundario del transformador tendrá 2 o 3 tomas para impedancias de altavoces comunes para que la coincidencia sea tan simple como seleccionar la impedancia correcta en un interruptor.

En el caso de los amplificadores de estado sólido, puede tener un problema similar con un amplificador descargado que se daña generando altos voltajes internamente. La causa es la misma: los transistores de salida actúan como fuentes de corriente, y si la impedancia es demasiado alta, se producirán voltajes altos. Los amplificadores modernos generalmente están diseñados para evitar este problema por completo o tienen cargas internas que están conectadas permanentemente a través de los terminales de salida para poner un límite superior en la impedancia que ve el amplificador.

En términos de salida de potencia del amplificador, la mayoría de los amplificadores en realidad tienen 3 límites de salida: voltaje, corriente y potencia. Si la impedancia es pequeña, alcanzará el límite actual. Si la impedancia es demasiado grande, alcanza el límite de voltaje. Si elige la impedancia del tamaño adecuado para alcanzar los límites de corriente y voltaje al mismo tiempo, probablemente alcanzará el límite de potencia. El límite de voltaje está determinado por los voltajes de alimentación del amplificador. El límite de corriente está determinado por los transistores de accionamiento de salida. Y el límite de potencia generalmente es un límite térmico: si lo excede durante demasiado tiempo, el amplificador se sobrecalentará.

Puede dañar a un orador de varias maneras. Uno está poniendo demasiado poder a través de él. Otro es poner demasiada potencia a través de él en frecuencias fuera de su rango de frecuencia de diseño. por ejemplo, no pones graves a través de un tweeter. Otro es el recorte del amplificador. Cuando se alcanzan los límites de voltaje o corriente del amplificador, corta la parte superior de la forma de onda, generando muchos armónicos de alta frecuencia. Esto puede dañar un altavoz al sacudir violentamente el cono del altavoz a frecuencias que no están diseñadas para funcionar. Además, si el recorte no es simétrico, el cono puede entrar o salir del altavoz. Si sale lo suficientemente lejos, la bobina dejará la ranura en el imán del altavoz y puede dañarse si pierde la ranura cuando regrese.

Puede dañar un amplificador sobrecargándolo o subcargándolo, en cuanto a la impedancia. No hay ningún problema al conectar un altavoz de 4 W a un amplificador de 1/2 W, siempre que el amplificador funcione bien con la impedancia del altavoz. Simplemente no será muy ruidoso.

En primer lugar, es bastante raro que la impedancia de un altavoz esté cerca del piso. La curva de impedancia normalmente se ve vagamente así:

El pico es f _s , la resonancia de aire libre del hablante. La impedancia nominal es el primer mínimo en la curva de impedancia por encima de la resonancia. La resistencia de CC generalmente será un poco más baja que eso, pero generalmente no mucho más baja (por ejemplo, podría ser de alrededor de 6 ohmios para un altavoz con una impedancia de 8 ohmios). Sin embargo, la resistencia de CC también se ve afectada por otros factores: por ejemplo, un altavoz destinado a manejar más potencia generalmente tendrá un cable de calibre más grueso en la bobina de voz que reducirá la resistencia de CC, pero casi no tendrá efecto en la impedancia a frecuencias más altas .

Cuando monta ese controlador en una caja, generalmente agrega al menos uno (y a menudo un par) más, picos más pequeños a frecuencias más bajas que reflejan la frecuencia de resonancia del gabinete y cualquier puerto que pueda tener.

No estoy seguro de dónde sacó la idea de que el voltaje es constante (o incluso cercano). Al igual que cualquier otro circuito, P = I * E. Entonces, por ejemplo, un vatio a través de un altavoz de 8 ohmios es de 2,83 voltios (raíz cuadrada de 8, ya que P = E ² / R). Tal vez esté pensando en el hecho de que la mayoría de los amperios estarán clasificados para una oscilación de voltaje máximo (pero generalmente será superior a 16 voltios).

En cuanto a lo que sucede si conecta un amplificador de 10 vatios a 4 altavoces (presumiblemente en serie en paralelo para mantener la misma impedancia), generalmente obtendrá al menos un poco de eficiencia, porque la mayoría de los altavoces son al menos algo no lineales. Por ejemplo, un altavoz puede tener una potencia de 92 dB SPL a un vatio (en algunas condiciones de prueba estándar). En teoría, eso significa que debería producir 95 dB SPL con 2 vatios de entrada, o 102 dB SPL con 10 vatios de entrada. En realidad, tres o diez dB más de entrada generalmente no producirán (bastante) tres o diez dB más de salida. Al separar la potencia del amplificador en cuatro altavoces separados en lugar de uno, minimizará este efecto, por lo que obtendrá (ligeramente) más salida acústica para una cantidad dada de salida eléctrica del amplificador.

En cuanto a un amplificador demasiado potente que dañe un altavoz: depende. Si domina por completo a un altavoz, sí, eso puede suceder. Por ejemplo, si conectó un amplificador de 500 vatios a un pequeño altavoz de 3 pulgadas y simplemente lo conectó a un lugar cercano a la potencia máxima, el altavoz casi inevitablemente fallará bastante rápido. Dependiendo del diseño, es un poco difícil estar seguro de qué fallará primero: podría sobrecalentar la bobina de voz y un cable simplemente se vaporizaría, o podría generar un campo magnético más fuerte para el que está diseñado y empujar / tirar del cono del altavoz más allá de lo previsto y destruye el sonido envolvente (en mi experiencia, la falla de la bobina de voz es mucho más común).

Mucho más común es destruir un altavoz al conducir un amplificador más allá de su potencia nominal. Esto es particularmente problemático con los amplificadores bipolares, ya que tienden a tener características de recorte bastante duras. Aquí, sin embargo, se salva por el hecho de que producir intencionalmente varias formas de distorsión es bastante común, por lo que cuando se trata específicamente con un amplificador de guitarra y un altavoz, no es muy probable que destruya las cosas (de todos modos, muy rápidamente ) Con algo así como un estéreo normal, el recorte normalmente aumentará las frecuencias altas en la señal con mucha prisa, lo que a su vez dará como resultado mucha más potencia del tweeter de lo previsto, lo que puede destruirlo muy rápidamente. .

Dañar el amplificador depende. El breve resumen es que la falla en un amplificador de estado sólido generalmente ocurrirá si conecta una impedancia demasiado baja de un altavoz. Eso intentará consumir más corriente de la que puede suministrar el amplificador, lo que provocará un sobrecalentamiento y (si va demasiado lejos) derretir los transistores de salida.

Por el contrario, los amplificadores tubulares tienden a dañarse más a menudo al conectar una impedancia demasiado alta de los altavoces. El amplificador está diseñado para que el altavoz cargue la salida. Sin suficiente carga desde el altavoz, el amplificador producirá un voltaje más alto de lo previsto. Cuando / si un cable de altavoz se suelta, obtienes una impedancia infinita casi al instante. Dependiendo del diseño, su circuito de protección se activa y apaga el amplificador, o bien el último sonido que escucha antes de reparar el amplificador es un estallido fuerte a medida que los tubos de salida se queman.

Las especificaciones para los altavoces son un poco un campo de minas, pero para los amplificadores son más simples. Si un amplificador tiene una potencia nominal de 10 W RMS, entonces esa es la potencia sinusoidal que puede entregar a una carga específica (de 2 a 8 ohmios por lo general) a un cierto nivel de distorsión. Por lo general, la distorsión se debe a que el amplificador está entregando la onda sinusoidal al inicio del recorte.

Por lo tanto, si tiene rieles de alimentación internos de +/- 10 V, será capaz de entregar 17.9 Vp-p con cierta cantidad de recorte pequeño en una carga de 8 ohmios. El mismo amplificador también puede manejar una carga de 4 ohmios con casi la misma amplitud de salida y, en este caso, el amplificador puede especificar que es un amplificador de 20W.

Un amplificador tenderá a tener una impedancia de salida muy baja y este es generalmente el caso de los amplificadores de transistores que usan retroalimentación negativa: la retroalimentación tiende a mantener la salida constante independientemente de la carga. Sin embargo, habrá un punto (si se reduce la impedancia de carga) que el amplificador fuma o se activa un circuito de límite de corriente para "salvar" al amplificador de la destrucción.

Para un orador, tendrá una clasificación y, con suerte, esta clasificación tendrá la misma forma de unidades en las que se especifica un amplificador de potencia, pero este no es necesariamente el caso y debe asegurarse de comparar manzanas con manzanas. La clasificación de un altavoz también incluirá la respuesta de frecuencia a la que está clasificada, y esto es importante tener en cuenta porque no puede empujar los graves (a la potencia nominal del altavoz) en un tweater y esperar que sobreviva y tampoco puede bombear graves profundos. bajo en un controlador de bajo estándar y espera que sobreviva.

Hay algunas respuestas realmente buenas aquí, así que solo tengo un poco para agregar porque todo el mundo está bastante bien cubierto. Los amplificadores de audio de estado sólido Clase AB son razonablemente flexibles sobre la impedancia de los altavoces dentro de los límites de corriente y voltios ya cubiertos. D es una historia diferente porque generalmente hay un filtro de paso bajo que tiene una frecuencia de corte por encima de la frecuencia de audio más alta de interés y por debajo de la frecuencia de conmutación. Ejemplo de frecuencia de corte 30KHz y frecuencia de conmutación 150KHz. El filtro estará diseñado para ser agradable y plano. la banda de audio. Si dice que enciende altavoces de 16 ohmios, digamos un amplificador de 4 ohmios, el filtro podría alcanzar un pico y podría sonar terrible o incluso dañar cosas si el filtro está fuera del circuito de retroalimentación.Si está ejecutando clase D, no juegue con las impedancias de los altavoces a menos que realmente sepa lo que está haciendo.