¿Por qué el audio de baja frecuencia consume más energía?

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Cuando digo más potencia, sé que, fundamentalmente, se necesita más energía para mover el cono del altavoz para producir audio de baja frecuencia. Sin embargo, en mi experiencia, el contenido de frecuencia más alta consume algo así como x10 menos corriente que sus homólogos de frecuencia más baja, y esto está utilizando un tweeter de impedancia similar y woofers de la misma salida del amplificador.

Sé que el valor de impedancia del woofer no disminuye tan rápidamente, así que, ¿qué hay de la forma en que aumenta el consumo de energía?

¿Una señal de audio de mayor frecuencia tiene una amplitud menor o algo de esa naturaleza? He intentado descifrarlo durante algún tiempo, pero parece que no puedo envolverlo en mi cabeza.

Edit 1: Para aclarar esto, la impedancia de los subwoofers o woofers no cambia drásticamente para las frecuencias antes o después del pico resonante. Entonces, si está conduciendo, digamos, un altavoz de 10W y un tweeter de 2W con el mismo amplificador, es decir, el mismo voltaje, ¿cómo no se quema el tweeter? ¿Hay más contenido espectral por debajo de una cierta frecuencia en la gran mayoría de las canciones?

    
pregunta Michael E

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Sé que, fundamentalmente, se necesita más energía para mover el cono del altavoz para producir audio de baja frecuencia

El motivo es que la eficiencia de los altavoces (la cantidad de presión de sonido que se obtiene por potencia de entrada eléctrica de Watt) es mucho menor que la frecuencia de resonancia de una caja de altavoces.

Aquí hay una curva de ejemplo tomada de este artículo :

El eje Y es SPL y es una escala de dB (potencia) por lo que una diferencia de 10 dB significa un factor 10 menos de potencia.

La pendiente de la curva por debajo de la frecuencia de resonancia depende del tipo de caja de altavoz, abierta o cerrada, si hay un puerto de reflejo de bajos o no.

Así que simplemente se necesita más potencia para alcanzar el mismo nivel de presión de sonido en bajas frecuencias en comparación con altas frecuencias.

Lo que también juega un papel es que los oídos externos no tienen una respuesta plana. Nuestros oídos son más sensibles alrededor de 3 kHz. Nuestros oídos son bastante insensibles a las bajas frecuencias, por lo que de todos modos se necesita más presión de sonido. El contenido de frecuencia de la música refleja que las señales de baja frecuencia son mucho más fuertes que las de alta frecuencia.

Editar en respuesta a Edit1:

Así que si estás conduciendo, digamos, un altavoz de 10W y un tweeter de 2W con el mismo amplificador, es decir, el mismo voltaje, ¿cómo no se quema el tweeter?

Bueno, el tweeter se dañaría si alimentara el altavoz a 10 kHz a 10 W. La mayoría de los tweeters no pueden manejar eso, solo pueden manejar unos pocos vatios. Y eso es todo lo que se necesita, un par de vatios a 3 kHz es todo lo que se necesita para que te cubras los oídos. En las frecuencias bajas es muy diferente, un par de vatios a baja frecuencia no es tan alto. Hay dos razones para ello: 1) sus oídos son menos sensibles a las frecuencias bajas 2) la eficiencia de los altavoces es mucho menor a las frecuencias bajas.

En la música, el tweeter recibe mucho menos potencia que un woofer. Yo diría que el 95% o más de la potencia que un amplificador de audio tiene que entregar está en las frecuencias bajas, hasta 200 Hz o menos.

    
respondido por el Bimpelrekkie

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