Impianti audio, tesina

Indice:

Prefazione…………………………………………...

………………………………………………………………………………….pag 3

Capitolo 1-

Introduzione………………………………………………………………………………………

……..…………..pag 5

Capitolo 2-Sorgenti

audio…………………………………………………………………………………………………

……..pag 7

2.1-Le sorgenti audio

analogiche……………………………………………………………………………………..

………pag 7

2.2-Le sorgenti audio

digitali………………………………………………………………………………………………

……pag 7

2.3-Conversione analogico digitale………….………….

………………………………………………………………….pag. 8

Capitolo 3-L’amplificatore……………….....

……………………………………………………………………………….pag. 10

3.1-L’amplificatore………………………………..

……………………………………………………………………………..pag. 10

3.2-Il

guadagno……………………………………………………………………………………………

………………..…..…pag. 11

3.3-Possibili problemi di un

amplificatore…………………………………………………………………………….pag. 12

3.4-Unità di misura della potenza

audio……………………………………………………………………………….pag. 12

Capitolo 4-I

trasduttori…………………………………………………………………………………………

……………...pag. 14

4.1-I rischi del sistema

uditivo……………………………………………………………………………………………...p

ag. 14 1

4.2-Trasduttori o altoparlanti (diffusori)

……………………………………………………………………………….pag. 15

4.2.1-Tweetr……………..

………………………………………………………………………………………………………...

.pag. 16

4.2.2-Super

tweeter………………………………………………………………………………………………

………….….pag. 16

4.2.3-

Midrange……………………………………………………………………………………………

…………………..……pag. 16

4.2.4-Midwoofer……………..

……………………………………………………………………………………………………

pag. 17

4.2.5-

Subwoofer…………………………………………………………………………………………

………………………..pag. 18

4.3-Altre tipologie di

altoparlanti…………………………………………………………………………………….……

pag. 19

4.4-Montaggio degli altoparlanti e utilizzo del

crossover…………………………………………….………..pag. 19

Bibbliografia……………………………………………………………………………………

……………………………………pag. 20

Prefazione 2

Prefazione

La mia tesina a conclusione del mio ciclo di studi in questo istituto, vuole descrivere il

funzionamento di un impianto audio, applicato in vari campi.

La scelta di questo argomento è nata dalla mia passione, che nutro da diversi anni,

verso tutto ciò che riguarda la riproduzione del suono in campo musicale e

cinematografico. 3

Essa è strutturata seguendo un percorso più tecnico, grazie al quale posso collegarmi

e approfondire alcuni argomenti affrontati durante il mio percorso di studi.

In particolare, analizzerò il funzionamento di un impianto audio: partendo dalla

sorgente fino all’emissione del suono tramite dei trasduttori.

Capitolo 1 Introduzione

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Capitolo 1 Introduzione

Gli impianti audio fanno parte della nostra vita quotidiana, inconsapevolmente li

utilizziamo tutti i giorni senza accorgercene, sono presenti in ogni dispositivo

elettronico, ad esempio in un impianto Home Theatre, oppure nello stereo della

macchina o più semplicemente nel più comune televisore.

Nel funzionamento di un impianto possiamo riconoscere uno schema base, costituito

da tre semplici elementi:

la sorgente audio

 l’amplificatore

 5

il trasduttore



Unendo questi tre elementi diamo origine a un sistema semplice.

Secondo la definizione, per sistema si intende:

“E’ un insieme di elementi o sottosistemi interconnessi tra di loro o con l'ambiente esterno tramite

reciproche relazioni, ma che si comporta come un tutt'uno, secondo proprie regole generali.”

Qui sotto è riportato lo schema base di un impianto audio: Trasduttore

Amplificatore

Sorgente audio

La sorgente audio ovvero l’ingresso del nostro sistema, è una

rappresentazione analogica di un suono, normalmente rappresentato da

una tensione elettrica.

La sorgente audio negli ultimi anni si è evoluta, da un semplice segnale analogico si è

trasformato in un segnale digitale.

L’amplificatore è il componente centrale del sistema, ci permette di amplificare il

segnale in modo da garantire il funzionamento del trasduttore; se il segnale non fosse

sufficiente, il trasduttore non funzionerebbe in modo adeguato.

Il trasduttore è l’elemento finale dello schema, permette di trasformare un segnale

elettrico in un onda sonora udibile dall’orecchio umano; è il collegamento tra il mondo

elettrico e l’uomo.

Capitolo 2 Sorgenti audio

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Capitolo 2 Le sorgenti audio

Le sorgenti audio come detto precedentemente si dividono in due tipi: analogiche e

digitali.

Esse si possono convertire tra loro grazie a una codificazione.

Normalmente la conversione avviene dall’analogico al digitale, perché la tecnologia è

in continua evoluzione, dal “vecchio” passiamo al “nuovo”.

2.1 – Le sorgenti audio analogiche

Per analogico si intende un segnale elettrico derivato da una trasformazione di una

grandezza fisica; ad esempio un suono viene convertito in un segnale elettrico.

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Il vinile e la musicassetta sono due esempi di sorgenti analogiche che potremmo oggi

giorno considerare obsolete, ma che in realtà ultimamente stanno tornando di moda,

soprattutto l’interesse verso il vinile.

Il suono veniva “catturato” tramite un microfono, che trasformava le onde sonore in un

segnale elettrico, trascritto successivamente sul solco del vinile oppure sul nastro

della musicassetta.

Grazie alla testina, possiamo leggere il segnale elettrico analogico scritto

precedentemente, aumentarlo tramite un amplificatore e riconvertirlo in seguito in un

suono percepibile al nostro orecchio, attraverso i diffusori (trasduttori).

L’utilizzo continuo del vinile e della musicassetta incide sulla qualità del suono.

A lungo andare assistiamo a un deterioramento dei solchi sul vinile e del nastro nella

musicassetta.

2.2 – Le sorgenti audio digitali

L’audio digitale è il suono rappresentato non più in forma elettrica, ma in forma

digitale.

Per formato digitale si intende tutto ciò che è rappresentato come una sequenza di

numeri, perciò “digitale“ può essere considerato come sinonimo di “numerico”.

Con l’introduzione dell’audio digitale, si sono dovuti cercare nuovi supporti di

memorizzazione.

Attualmente il supporto audio digitale più diffuso è il CD, grazie ad esso abbiamo

avuto un miglioramento della qualità audio poiché permette di immagazzinare più

dati. Questo ci consente di ottenere sorgenti audio più complete garantendoci una

riproduzione migliore.

Nelle nuove generazioni la diffusione dei CD ha soppiantato l’uso del vinile e della

musicassetta.

A loro volta, i CD sono stati superati dai DVD audio, che memorizzano molti più dati

migliorando notevolmente la qualità audio.

Seppur innovativi, questi nuovi supporti non hanno avuto una grande diffusione, sono

rimasti in un ambiente di nicchia formato da appassionati audio.

A differenza dei DVD audio, hanno avuto molto successo i “supporti di memorizzazione

digitale”, ovvero le comuni PEN DRIVE, gli HARD DISK e gli IPOD.

Essi ci permettono di contenere più file musicali a discapito però della qualità audio.

Infatti, i formati MP3 memorizzati sui sopracitati supporti, bensì abbiano il vantaggio:

di contenere molte informazioni in un piccolo spazio, siano facili da scaricare e passare

da un file all’altro ogni volta che si vuole, siano molto fruibili in quanto occupano poco

spazio e perciò è più comodo portarli con sé ovunque, hanno lo svantaggio di non

garantire un audio ottimale.

2.3 – Conversione analogico-digitale

La conversione analogico-digitale detta anche conversione A/D avviene tramite una

lettura dei valori di tensione del segnale analogico. Si effettuano in genere un numero

di letture (e quindi di valori numerici) molto alto per ogni secondo di conversione A/D,

queste letture sono dette campioni. Secondo il teorema del campionamento, se la

frequenza temporale di queste letture è sufficientemente grande, non si hanno perdite

di informazioni rispetto alla forma d’onda originale.

8

Figura 1: Rappresentazione grafica di uno stesso segnale audio campionato.

Capitolo 3 9 L’amplificatore

Capitolo 3 L’amplificatore

10

3.1 L’amplificatore

quel dispositivo che moltiplica, in un rapporto noto, il valore di

Dicesi amplificatore

una grandezza fisica.

Fig 2-Amplificazione di un segnale sinusoidale.

Nell’amplificatore audio, il segnale di ingresso viene amplificato ottenendo in uscita

un’onda sonora di maggir ampiezza.

Più precisamente, abbiamo un segnale analogico in ingresso sotto forma di segnale

elettrico, che viene aumentato di guadagno X volte rendendolo disponibile in uscita

con il massimo di fedeltà possibile.

Grazie all’amplificazione (potenza) segnali che hanno ampiezza tipica dell’ordine di 1 –

2 Volt, raggiungono valori tipici di qualche decina di Volt, potendo attualmente arrivare

a superare i 100 Volt.

Per esempio: il segnale di uscita di un amplificatore che sta erogando 1000 Watt

effettivi su 8 Ohm ha un’ampiezza di circa 90 Volt efficaci.

Fig 3-Schema funzionamento dell’amplificatore.

Il rendimento energetico del sistema di figura 3, è nel complesso molto basso, a causa

soprattutto dell’altoparlante il quale ha un rendimento effettivo intorno all’ 1%.

Ciò significa che per produrre 1 Watt di potenza acustica l’amplificatore ne deve

erogare 100 Watt.

Oggi giorno la tendenza è quella di ottenere potenze sempre più elevate.

II perché di questo orientamento sono differenti e spesso legati più a questioni

commerciali che tecniche. Il fatto che uno dei parametri fondamentali sia il rapporto

prezzo / potenza e che quest’ultimo sia legato a differenti aspetti tecnici e costruttivi

non sempre facilmente misurabili anche da utenti professionisti, crea a volte

confusione e induce speculazioni sull’effettivo dato di potenza.

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I parametri da considerare sono essenzialmente due: il rapporto fra potenza e il

rendimento energetico.

Dal punto di vista energetico possiamo assumere per l’amplificatore nel suo

complesso, il modello rappresentato in figura 4, nel quale si evidenziano due blocchi

fondamentali, l’alimentatore e l’amplificatore precedentemente detto.

Fig 4-Schema dell’amplificatore con alimentatore.

In campo professionale i principi seguiti per progettare e costruire amplificatori è

rimasta più o meno la stessa per molto tempo, solo da qualche anno a questa parte si

sono adottati criteri, non nuovi in assoluto, ma sicuramente innovativi nel settore

dell’amplificazione.

L’introduzione di queste innovazioni sono in gran parte legate ai motivi accennati in

precedenza, cioè il raggiungimento di rendimenti energetici più elevati, ma soprattutto

l’ottenimento di potenze più elevate con pesi e ingombri minori.

3.2 Il Guadagno gain

Il guadagno tradotto dall’inglese , indica in un circuito la capacità di

incrementare l’ampiezza oppure la potenza di un segnale, ovvero l’aumento del