Simulazione di un sistema a 2 vie

di Mario Bon

rivisto il 27 giugno 2016

 

Simulazione di bi amplificazione con filtro elettronico ideale a 100, 500, 1000 e 2000 Hz.

 

La simulazione parte da una traccia rippata da CD caratterizzata da un fattore di cresta pari a 9.08 (tutti i dati si riferiscono al canale destro. Il canale sinistro è poco diverso). 
Calcolato lo spettro questo è stato diviso in due simulando il comportamento di un filtro ideale a pendenza infinita a 100, 500, 1000 e 2000 Hz. Come atteso il valore RMS per la porzione di spettro di competenza del filtro passa alto, diminuisce mentre il fattore di cresta aumenta.
Si nota che la somma dei valori RMS per la parte bassa e alta supera il valore RMS dell’intera traccia. Questo è dovuto alla normalizzazione che esegue il programma e può essere corretto rinormalizzando il segnale (cosa fatta per i valori di picco). Ricordiamo che l’analisi ASDA è normalizzata rispetto ad un amplificatore da 100 Watt/8 ohm).  
Quello che colpisce è che il valore di picco all’uscita del filtro passa alto non diminuisce al crescere del taglio. Lo slew rate più elevato viene richiesto (come atteso) all’  amplificatore destinato alle frequenze alte.
Questo significa che, in un eventuale sistema a due vie la potenza  dell’amplificatore della via bassa e della via alta devono essere uguali.
Questo anche se, osservando lo spettro dell’intera traccia, le alte frequenze  presentano una attenuazione rispetto alla gamma media tra 5 e 10 dB.
Questi risultati valgono per questa particolare traccia e non sono  generalizzabili. Ma nel caso della riproduzione quello che conta non sono i valori minimi e nemmeno i valori  medi ma i valori massimi: dovendo biamplificare un sistema a due vie con taglio a 2kHz e riprodurre questa  traccia la potenza degli amplificatori deve essere almeno uguale, non per riprodurre il valore RMS che è  molto basso, ma per riprodurre il valore di picco.
Questo è anche il motivo che fa preferire gli amplificatori a valvole sulle vie  alte.
Purtroppo non esiste un metodo che consenta di prevedere, dato lo spettro, il  fattore di cresta di un segnale: bisogna calcolarlo di volta in volta. Se ci dovessimo affidare a  considerazioni di tipo energetico, il taglio a 2kHz affida 2 decadi ai bassi e una decade agli alti e  sembrerebbe che si potesse risolvere la situazione con un amplificatore per i bassi di potenza doppia  rispetto all’amplificatore della parte alta. Questo funziona per la componente RNS del segnale ma non per  l’andamento “nel tempo” che vede picchi ben più sostanziosi nella parte alta. Si noti anche che lo slew rate del segnale “alto” è circa 10 volte maggiore di  quello del segnale “basso”.

 
Traccia
(canale destro)         
Max
range
CF
RMS1
RMS2
RMS1+RMS2
Picco
rinormalizzati
SlewRate
Sheffield
21871
tutto
9.08<- riferimento
4.4

 

39.95
0.82 

 

 

 

 

 

 

 

 

PB-100_Sheffield
09051
Basse
7.48
5.36
9.27
19.02
0.01
PA-100_Sheffield
21268
Alte
9.88
3.91
18.33
0.74

 

 

 

 

 

 

 

 

PB-500_Sheffield
17772
Basse
8.83
5.13
8.11
24.57
0.05
PA-500_Sheffield
20153
Alte
14.25
2.98
23.06
0.81

 

 

 

 

 

 

 

 

PB-1000_Sheffield
20425
Basse
8.81
4.94
7.29
26.26
0.08
PA-1000_Sheffield
14549
Alte
18.53<- il doppio
2.35
26.70
0.73  

 

 

 

 

 

 

 

 

PB-2000_Sheffield
22321
Basse
8.96
4.24
5.75
29.07
0.16
PA-2000_Sheffield
11919
Alte
32.36<- oltre il triplo
1.51
37.38
0.82  




PB 100 Hz


PA 100 Hz


PB 500 Hz


PA 500 Hz


PB 1000 Hz


PA 1000 Hz


PB 2000 Hz


PA 2000 Hz