Sobredimensionar 20% ó quedarse corto en 20%

[Yoangel Lazaro]

Buenas foristas escribo este tema ya que me surgió una duda en una contienda que tuvimos en determinado thread, en donde discutíamos sobre:

¿será mejor sobrealimentar que estar corto?

Lo escribo ya que mi propuesta viene de la siguiente manera:

Si se tiene una potencia de 100W rms y un altavoz de 150W rms vas a carecer de potencia para mover el woofer como es, entonces iras subiendo volumen o gain hasta que se aprecia una determinada distorsión, si no es así entonces entramos en la siguiente pregunta:

¿con cuanta fidelidad es capaz de entregar la potencia los 100W rms?

Lo digo porque todas las potencias tienes un porcentaje de distorsión o THD, quizás la potencia dé su maximo watiaje de 100W rms con 5% de distorsión, entonces entregaríamos al woofer una señal sucia o distorsionada y que se podría dañar por clipping por poner un ejemplo.

Ahora vamos con un ejemplo mas factible: Con música la señal es alterna, pero no senoidal, sino unas ondas con muchos picos y de muchísimas frecuencias distintas. En esto todos estamos claros (creo)

La señal distorsionada, es algo así, fíjense en los picos de la onda(estaras enviando señal continua al woofer):

Yo digo que la única manera de saber en que volumen y potencia el amplificador es capaz de dar su máximo poder sin distorsión es probando con un osciloscopio!

Por eso digo que siempre es necesario montar una potencia de 200W rms para un woofer de 150 (sobrealimentar por lo menos un 20%) ya que no necesitaras colocarle todo el volumen para llegar a su máximo poder y mejor aun sin distorsión!

Hasta fernandoae me puede dar la razón:

Si tienes un amplificador de 170W no se le puede meter un Woofer de 150W, esa es la primera ya que tarde o temprano lo quemas, la primera norma es si tienes un amplificador de 20W los altavoces deben ser de 30W para evitar posibles picos del amplificador que puedan estropear los altavoces, mi consejo es que como mínimo le metas un Woofer de por lo menos 200W o 250W, Así evitaras que el altavoz se queme.
Antonio

Realmente estas equivocado, se pueden utilizar subwoofers (o medios o tweeters o lo que sea, jeje) de una potencia menor a la del amplificador, lo unico es ajustar bien la ganancia para no pasarlos de potencia, inclusive es mejor porq el amplificador trabaja mas aliviado y la distorsion armonica es menor...
yo en mi caso tengo una potencia monoblock de 3500W en mi berlingo que alimenta dos subs de 1000W cada uno y NO PASA NADA!
Hasta te podria decir que podes quemar un parlante de 100w con un amplificador de 50w de mala calidad... debido a distorsion y armonicos... componente de continua...etc...

Fuente: Amplificador Volfenhag me esta quemando el woofer.

Por favor Espero sus respuestas! Respuestas serias, con bases y bien argumentadas!

De antemano muchas gracias por su atención!

PD: fue editado el enlace de la pagina de discusión, al comienzo! Trhead

 

[maurihuarte]

Yo en particular no me arriesgaría a colocar un amplificador de mayor potencia que la del parlante. Por que para hacer esto tengo que presuponer que el usuario final es una persona que tiene plena conciencia de lo que sucederá cuando aumente la ganancia de dicho amp superando así la capacidad del altavoz.
Aclaro que esto es solo mi opinión.
Saludos

 

[Cacho]

La matemática fría del asunto.

Sabemos que P=V*I. Como dijo Don Ohm, V=I*R, entonces, si le damos vuelta las palabras, I=V/R.
Si juntamos la potencia con las palabras de Ohm, P=V^2/R.
También está el señor Joule, que un día se levantó inspirado y dijo: Q=I^2*R*t.
Calor, corriente, resistencia y tiempo.
Usando la fórmula de más arriba, un parlante de 100W y 8 Ohms está preparado para soportar: 100W=V^2/8r, o haciendo la cuenta, V=28,28V. Redondeemos en 30V.
Con más que ese voltaje entre sus bornes, aparecen problemas. MUY probablemente, no aparezcan con sólo 31V, pero van a aparecer en algún momento. El aislante que recubre los alambres de la bobina se va a romper y a conducir como no debe.
Inclusive los cables (los buenos y si los miran con cuidado) traen escrito cuántos volts soportan con seguridad.
¿Cómo es el asunto, entonces, de que soporte una potencia RMS y una musical del doble?
Ahora es donde agarra la posta Joule y empieza a correr. Sabemos que el aislante no se rompe tan fácil por tensión (por lo menos usemos el aislante de los transformadores, que soporta los 220 sin problemas), peeeeeeeeero... ¿Y si se calienta?
Un pico de tensión en el alambre va a generar un pico de corriente y éste, uno de calor. Ese calor se disipa más o menos rápido porque se genera durante muy poco tiempo, así que el esmalte se mantiene en condiciones.
Matemática con nuestro 100W/8r, suponiendo que tiene 200W "musicales":
Por Ohm, los 30V generan una corriente de 3,75A. Corriente a máxima potencia RMS.
Por el proceso del principio, para los 200W tiene que haber 40V (qué poco que parece, ¿no?) y esos 40V van a generar una corriente de 5A. Corriente a máxima potencia "musical", o sea, pico de corriente.
A máxima potencia RMS, instante a instante, el parlante disipa la misma cantidad de calor que genera, y esto está relacionado con los (3,75A)^2, o sea, una magnitud proporcional a 14.
A potencia "musical", esta magnitud se va a 25, casi el doble. Un pico soporta, pasa el tiempo, disipa el calor extra, otro pico, tiempo para disipar... Y así sigue el cuento.
¿Cuánto es ese tiempo para disipar? Hablanos de segundos, o inclusive de fracciones.
Si se mantuviera esa alta corriente por suficiente tiempo, el alambre alcanzaría temperatura como para quemar el esmalte y hacer un lindo desastre.

En el otro rincón del cuadrilátero tenemos al amplificador.
Acá déjenme dar por sentado esto (porque es más largo si no): Cuando la onda alcanza el máximo (o sea, un valor de pico +V), la disipación es mínima. Cuando llega a 0V, otra vez la disipación es mínima. En los puntos medios de la onda es donde la disipación alcanza los máximos.
Sigo: Si miramos la curva de eficiencia de un clase AB (los más comunes), vemos que la eficiencia va del 20/30% al 60/70% (el máximo teórico está casi en el 80%, y los límites que puse son los extremos), subiendo a medida que aumenta la potencia.
Más o menos de la mitad de la potencia en adelante, la disipación va a ser aproximadamente la misma gracias a este aumento de eficiencia.
Sumemos que la distorsión total de un amplificador no crece mucho que digamos con la potencia y vamos a la conclusión: Convienen amplificador (bien diseñados) funcionando a potencias altas, cerca de sus máximos, y parlantes funcionando no demasiado cerca de sus límites.
Si un amplificador se calienta demasiado, se apaga (bendita protección). Uno se queda caliente porque no hay más sonido por un rato, pero con todos los equipos intactos.
Si un parlante se calienta demasiado, se quema el aislante y entra en corto. Si el amplificador no tiene una protección contra cortos... Uno se queda caliente porque no hay más música, y no tiene más parlante. En el peor de los casos, no se salva ni el amplificador.

Saludos

 

[Dr. Zoidberg]

Cuando se usa un amplificador, nunca se le exige en forma contínua la potencia máxima que es capaz de proporcionar (a menos que sea uno para viola electrica). Normalmente, se busca la maxima potencia posible sin distorsión, y dado que (en general) la música tiene un rango dinámico de potencia entre 12 y 15dB, esto es lo que determina cual es la potencia maxima contínua que se le extrae a un amplificador. Por ejemplo, si tenemos un etapa de 200 W de potencia maxima sin distorsión, está claro que no le puedo pedir esa potencia en forma permanente por que solo podría hacerlo si le pusiera a la entrada un tono senoidal de amplitud constante y la música es una suma de senos y cosenos de frecuencia y amplitud variables en el rango de arriba, así que esta idea no funciona. La que funciona entonces es aplicar una señal de entrada de tal magnitud que cuando se tenga el maximo de esa señal, el amplificador entregue su potencia máxima, pero esto solo dura unos milisegundos y la potencia promedio es inferior en al menos 10dB a la potencia máxima disponible.
Todo este cuento significa que: a una etapa de 200 W, lo maximo que puedo sacarle para asegurar que nunca haya distorsión son unos pobres 13 W.

Y antes de que digan "...dejá de hablar bobadas..." les recuerdo las condiciones iniciales: no quiero que nunca distorsione, y eso es parte de la discusión que están tratando.

Ahora bien, la otra parte que no estan considerando es la "eficiencia del parlante", por que muy alegremente tiran potencias y otros numeros pero sin considerar esto. La historia de la eficiencia hecha corta es: Si tengo un parlante de 88dB/W/m y otro de 91db/W/m de eficiencia, para el mismo nivel de potencia aplicada, el segundo "suena el doble de fuerte" que el primero, así que podría bajarle la potencia a la mitad sin perder nada.

Moraleja: Eso de sobrealimentar no entiendo de que se trata. Si yo excedo la potencia del parlante => lo voy a quemar, tarde o temprano. Si no quiero que distorsione, no tengo que pedirle (en general, depende del tipo de música) mas de entre 16 y 32 veces menos la potencia maxima de la etapa (ver ejemplo de arriba). Esto ultimo no es invento mío, hay un conjunto de estudios realizados sobre gran cantidad de música diversa que determina estos límites. De hecho, el método recomendado por ST para el calculo de los disipadores usa esta misma técnica para estimar la potencia a disipar y mantener la economía en los disipadores.

En resumen, puedo yo poner un amplificador de 200 W para mover un parlante de 50 W?
Seguro que no sé. Lo de arriba me dice que si, pero no hay que engañarse, lo que hay que conocer es la potencia media aplicada. Si nos creemos que es de 10 veces menor que la maxima (10dB), entonces es 20W y si el parlante se las aguanta en forma contínua, no hay mucho de que preocuparse (los picos matan los transistores por segunda ruptura, pero a los parlantes no les importan mucho). Pero verán hay muchos datos que no conocemos en forma cierta y el primero es la potencia eficaz que se aguanta el parlante. Si a eso le sumamos que los parlantes chinos dicen tener 400W o 500W disponibles, con un imán de 200 gr y una bobina con un cablecito que no da "ni asco" ya tengo que empezar a pensar mejor cuanta manija le voy a dar al amplificador.

Espero que esto aporte alguna luz mas sobre esta discusión.

Saludos!

 

[Cacho]

No es mala tu teoría, EZavalla, pero tiene un punto debilísimo: El Compresor.
Ese aparatito tan simple, te tira por tierra todo lo que puedas suponer de rangos dinámicos. Con suerte estamos hablando de 6dB, en vez de unos 12 a 15.
Si viste una cadena de sonido para vivo, o para grabación o para lo que fuera, habrás notado que hay un compresor SIEMPRE. Y la mayoría de los sonidistas son bastante fanáticos de los rangos dinámicos cortos. Suena chato, pero es fácil que suene "más o menos bien" y no satura nada en la consola. Adiós lucecitas rojas.
Calcular un amplificador o un sistema de parlantes sin tener esto en cuenta, es como desarrollar un auto con 2cm de despeje al piso, total las calles son lisitas, como en los planos.
Cuando mencionás a ST y el cálculo de disipadores, mencionás la palabra clave: Economía. Lo que dice ST (y tantas otras compañías) es que el MÍNIMO disipador se calcula tomando en cuenta este rango dinámico grande. Si ese disipador se encuentra con la señal de un compresor y un sonidista "chato"...
Idealmente, vas a tener un rango dinámico importante (y qué bien que suena la música cuando lo tiene). En la práctica...

La intención del post es, hasta donde entiendo, saber de qué manera se logra un mejor resultado: sobrealimentando un sistema de parlantes o dejándolo un poco por debajo de su máxima, siempre con el mismo resultado en SPL.
La sobrealimentación de la que se habla, cuenta con ese rango dinámico del que hablás, más aun, depende de él. Hace que casi toda la señal caiga entre el límite RMS y el ¨musical". Y sí, es probable que lo termine quemando cuando ChatoSound meta compresor.
Hay muchísimos más aspectos a considerar. Uno de los principales, como dijiste, es conocer los parámetros de los parlantes. Supongamos que los conocemos, si no, se acabó todo antes de empezar.
Otro: SPL 1W/1M. Supongamos que tenemos el mismo, si no estamos otra vez analizando dos cosas difíciles de comparar.
Podemos seguir, pero en definitiva, estamos de acuerdo en no sobrealimentar parlantes, ¿no?

Un saludo

 

[Dr. Zoidberg]

No es mala tu teoría, EZavalla, pero tiene un punto debilísimo: El Compresor.
Ese aparatito tan simple, te tira por tierra todo lo que puedas suponer de rangos dinámicos. Con suerte estamos hablando de 6dB, en vez de unos 12 a 15.

Excelente punto! No lo había tenido en cuenta para el planteo. Y sip, como muy bien decís, el abuso del compresor por muchos sonidistas te aplasta exageradamente el rango dinámico y te aumenta por ende la potencia media aplicada. Claro que si contrato un tipo que haga eso.....bueno, mejor no lo digo. Aún así, he escuchado CD comerciales que se "escuchan muy fuerte" pero totalmente chato por el uso de compresores, total...lo que buscan es nivel del volumen, no calidad.
Pero aun considerando un exceso de compresion para una reducción del rango dinámico a 6dB, eso es multiplicar la potencia media por mas o menos la misma relación, por lo que en el ejemplo tendríamos alrededor de 80W aplicados al parlante.

Podemos seguir, pero en definitiva, estamos de acuerdo en no sobrealimentar parlantes, ¿no?

Seguro que estamos de acuerdo! Para que voy a "sobrealimentar" (que termino raro) un parlante, si cuando opera sin distorsion del amplificador (con señales comprimidas o no) ya está "sobrealimentado" en un 120% a un 1600%.

Saludos!

 

[Yoangel Lazaro]

Bueno si tienen razón, por mas fea que ser vea la gráfica de las ondas de la música, siempre será senoidal, amplíen cada vez mas la imagen para que lo logren captar!

 

[Cacho]

No entendí, Yoangel.
Que las de audio son senoidales, lo sé. No necesito comprobarlo.
Que no son senoidales puras, también lo sé.
¿A dónde apunta la sugerencia tuya?

 

[Yoangel Lazaro]

Pues era una simple exclamacion que yo hacía, solo estaba afirmando lo que dicen de las ondas de la musica, ya que yo creia que no eran senoidales del todo pero ya veo que SI. Pero ahora me surge una duda de la que vos planteas; que quieres decir con:

¿que las ondas de la música no son senoidales puras?

PD: se que en un momento fue de tensión sobre las discusiones, pero ya he madurado un poco mi percepción y he aprendido de los demás, gracias por haberme soportado en algún momento y en especial al moderador Lion. Espero que no sean contiendas si no que entremos en debates sobre las posibilidades. Si he cometido falla, me disculpo ante toda la comunidad!

Yoangel Lazaro

Un cordial saludo!

 

[mabauti]

¿esto es una encuesta? de cualquier manera yo lo subalimentaria. Pocas veces se utiliza un amplificador al 100%.

Desde luego, un buen diseñador lo dejaria lo mas cerca posible de su potencia de trabajo y tomaria en cuenta los lugares donde se pondria en fucnionamiento.

Ademas, en lo personal no me agrada el sonido a altos decibeles (º<

 

[Cacho]

... que quieres decir con:
¿que las ondas de la música no son senoidales puras?

Veamos: Senoidal pura es una onda de la forma y=Bsen(Cx), donde B y C son constantes.
En audio, escuchar una señal pura es bastante raro y aburrido. Lo interesante del audio es que se compone de una suma de ondas puras de distintas amplitudes y frecuencias que la transformadorrman en una onda compleja.
El ejemplo más conocido son los armónicos. La onda fundamental y cada una de sus armónicas son puras, son "de libro". El resultado de la suma es una onda bastante mas fea al dibujarla, pero muchísimo más interesante al oído.
Si a eso le sumamos que cada uno de los instrumentos y de las voces (que componen la canción) aporta lo suyo de "caos", tenemos un resultado bien feo para dibujar, pero muy lindo para escuchar.

Saludos

 

[fernandoae]

"Desde luego, un buen diseñador lo dejaria lo mas cerca posible de su potencia de trabajo y tomaria en cuenta los lugares donde se pondria en fucnionamiento."
Un buen diseñador sobredimensiona los amplificador para evitar distorsion.

"Ademas, en lo personal no me agrada el sonido a altos decibeles..."
A mi me encanta hacer sonar las alarmas de otros autos cuando paso al lado

En definitiva yo lo unico que puedo decir es que hay que evitar el clipping!
Saludos

 

[Yoangel Lazaro]

EEEERGA de verdad muchas gracias por la explicacion, eso que vos escribistes es cierto y yo lo sabia pero no lo entendía ahora SI y gracias a vos.

Y a toda la comunidad en general gracias, poco a poco se aprende algo mas!

 

[Yoangel Lazaro]

Un buen diseñador sobredimensiona los amplificador para evitar distorsion.

En definitiva yo lo unico que puedo decir es que hay que evitar el clipping!
Saludos

fernandoae tienes razon, los marcas como RF y MTX (entre otras muchas mas) anuncian una potencia en su pagina comercial, sin embargo al comprar el amplificador te la entregan con un certificado, el cual siempre anuncia un poco mas de lo que creias obtener! por ejemplo: la RF T4000.1 anuncia en su pagina web 4000W RMS a 1ohm; un pana tiene el amplificador y se lo entregaron con el certificado el cual informaciónrma que son 4600W RMS a 1ohm. Yo siendo consumidor no me molestaría porque el amplificador mande un poco mas de potencia, me molestaría en caso contrario, que mande menos de lo especificado!

Saludos

 

[Cacho]

De nada Yoangel

Ahora, sin ánimos de romper mitos ni entrar en discusiones, ¿4600W RMS en 1Ω? ¿En una potencia de Car Audio?
La fría, fea y maldita matemática dice:
4600W RMS en 1Ω son ondas senoidales de 97V de pico, hasta ahí, de acuerdo. Pero con ese voltaje necesitás casi 68A en los cables continuamente.
Peor aun: en la alimentación de 12V necesitás casi 385A continuos para esa potencia RMS suponiendo una eficiencia del 100%.
Con 4000W RMS la cosa no mejora mucho...
O hay unos números mentirosos de los señores de Rockford o tienen una manera peculiar de definir RMS.

Saludos

 

[Yoangel Lazaro]

Ese amplificador tiene fusible de 400A. Y el amigo en su carro tiene dos baterías adicionales de 1400A c/u y todavía no alimenta bien el amplificador, vá a comprar un alternador para el carro de 200A y va a sustituir esas baterias por 3 de 2400A c/u, sin contar que todo la instalacion es cable 0 desde la bateria hasta el amplificador. No se crean el audio de carro acá en Venezuela esta muy avanzado! Y por lo menos yo no subestimo el sonido de carro!

Comparen el tamaño del amplificador!

 

[DJ DRACO]

yo t digo amiga mia, q si el equipo lleva 400A (reales) de corriente, con el tamaño q tiene, se quema todo el equipo de una.

el equipo entero, con el tamaño y todo, hace de fusible.

yo me rio bastante de todo esto.

otra cosita... las baterias de ese coche..son mas grandes q el coche?
jeje
pues no pueden poseer 1200A cada una.

habria q unir en paralelo unas 16 baterias grandes (reales, no imaginarias) para lograr esa corriente.

espero disculpen mi forma de ser, pero medio q me joden las mentiritas.

saludos.

 

[fernandoae]

Bueno yo que estoy mas metido en el tema te puedo asegurar que los 4600W son reales. es mas porque no te fijas las especificaciones de la Rockford Fosgate T15KW.
Lo mismo los de las baterias, vienen de 1200 A/H se usan mas que nada en instalaciones de energia fotovoltaica.
Si no me crees mucho date una vuelta por aca http://www.stevemeadedesigns.com/index.php?option=com_content&task=view&id=46

 

[mabauti]

yo en lo personal le pongo subalimentacion

 

[fernandoae]

Hey Draco de esto estoy hablando (fijate el tamaño del puerto del bass reflex):