Voltaje máximo para el altavoz con una potencia nominal

Como comentó Oldfart, el uso de la palabra "pico" en el audio es solo un despliegue publicitario. Lo que es real son los vatios RMS reales en una carga dada de 4 a 8 ohmios, con algunos amplificadores que dan especificaciones para una carga de 1 o 2 ohmios. Esto se prueba probando con un analizador de espectro de audio / THD y se documenta.

En ningún momento realicé pruebas "pico" porque, en el mejor de los casos, son ambiguas y, por lo general, extravían al consumidor. La verdadera prueba de 'pico' generalmente involucraba la distorsión del recorte del amplificador y / o el sonido de los altavoces o sonidos ásperos Un amplificador que coincida o sea un poco más fuerte que la clasificación RMS de los altavoces está bien. Significa que no hay distorsión hasta que el altavoz salte o suene áspero.

Este juego de valor 'pico' es solo eso. La razón es que puedes jugar juegos matemáticamente con el tiempo y decir cosas como por 10 mS (1/100) de segundo este amplificador puede apagar 50% a 100% más de potencia. Diablos, para 1 ms, la fuente de alimentación podría descargar varias veces su carga RMS.

RMS se refiere a la potencia continua en un cierto nivel de THD en una carga definida, y es la única calificación confiable . El mismo escenario en términos de potencia máxima no tiene ningún significado, ya que los gurús del marketing hablan de períodos de tiempo muy breves que no se relacionan con lo que puede ser el volumen continuo.

La potencia máxima no se debe confundir con el "espacio libre", que es menos abstracto y significa que la fuente de alimentación está sobre construida en un 20% aproximadamente, por lo que a picos súbitos en el volumen de la música de audiencias de 24 bits o 32 bits rango dinámico no sobrecargue la fuente de alimentación de amperios. Es un margen de seguridad integrado cuando aumenta el volumen a niveles altos (pero no distorsionados).

Si escuchas los llamados "picos", se producirá una distorsión del amplificador y / o de tus altavoces, y es justo advertir que baje el volumen hasta que suene muy limpio.

@jonk hizo los cálculos que lo aclaran. Un altavoz de 8 ohmios accionado por un amplificador de clase AB (típico) con una potencia de +/- 12 voltios solo le dará 5 vatios de RMS. Un altavoz de 4 ohmios le daría 20 vatios RMS. Combínelos para una carga de 2 ohmios (si el amplificador está calificado para ello) y obtendrá 80 vatios de RMS. En ningún momento se mencionó la palabra 'pico', ya que representa el poder en una carga anormalmente baja para un MS o menos, lo que no tiene significado en las condiciones del mundo real donde lo que cuenta es un sonido limpio y sostenido.

Por lo general, los parlantes están calificados para potencia en RMS, pero pueden ser especificados falsos en los límites de potencia pico por razones de sesgo de comercialización o en el mejor de los casos.

Estoy de acuerdo con todo lo anterior (5 comentarios en el momento de escribir esto)

Hay 3 consideraciones: daño al altavoz debido a:
1) calor,
 2) exceso de viaje de graves en cono y ...
3) clipping o alto THD con ráfagas de amplio rango dinámico que no se encuentran en la música de radio altamente comprimida. Los picos excesivos pueden causar una distorsión armónica impar de forma brusca debido al recorte o un rápido aumento gradual en el THD debido al recorrido de la bobina fuera del borde del imán y la reducción de la fuerza del imán debido a un aumento de 40 ’C o más de la operación sostenida de la caja de potencia máxima.

Por lo tanto, es posible usar un amplificador de diseño de 20 vatios en un altavoz de 10 vatios siempre que se dé cuenta de los riesgos de empujarlo a los límites de salida y el tipo de música o voz exija una apreciación de lo que a menudo se denomina el factor de la cresta del pico. relación / rms.

Dadas las demandas de voltaje de suministro para amperios bipolares lineales y amperios de puente de suministro único y la clase D, E, etc. varían, el suministro debe ser capaz de cumplir con las especificaciones de carga pico de potencia y RMS que define por las razones que sugerí.

El más eficiente sería un amplificador de puente de Clase D con una sola fuente de 12 V que no requiera grandes tapas para el acoplamiento de CA.

Dado que las señales de música pueden tener fácilmente un rango dinámico de 10db entre los niveles de sonido pico y promedio, una señal de música puede tener un nivel promedio de 10 vatios y también transitorios de picos de 100 vatios. Si un amplificador de 20 vatios está tratando de producir esa señal, habrá una distorsión de clipping significativa.

La distribución de frecuencia de esa distorsión de recorte estará casi completamente fuera del rango de señal a la que su altavoz puede responder. Por lo tanto, esa distorsión se convertirá casi por completo en calor en lugar de sonido.

En ese caso, es posible apagar un altavoz de 30 vatios mientras se usa un amplificador de 20 vatios en una señal con un promedio de 10 vatios. O bien, podría haber usado un amplificador de 100 vatios para reproducir la misma señal a través de un altavoz de 30 vatios y no experimentar ningún problema.

En generalidades generales, puede usar una clasificación de amplificador más alta con menos peligro para los altavoces que una clasificación de amplificador más baja. Con demasiada potencia, corre el peligro de golpear la bobina de voz del altavoz en el imán como una castañuela en los tonos graves (un sonido muy obvio que la mayoría de las personas nunca experimenta). Con muy poca energía, corre el riesgo de derretir las bobinas de voz de la distorsión de alta frecuencia (casi nunca ocurre en el vecindario de 10 vatios).

También la resistencia de DC de un altavoz no es muy representativa de su AC impedancia

Esa es solo una manera sinuosa de decir que el límite de voltaje de un amplificador no es la mejor manera de determinar si un amplificador es una buena combinación para un altavoz. Si estuviera diseñando un controlador de altavoz, basaría mi objetivo de voltaje en cualquier fuente de alimentación que pudiera obtener fácilmente. Cuanto más grande, mejor, dentro de las restricciones de costos. 5 voltios son silenciosamente aceptables, especialmente para señales de voz u otras señales no musicales (piense en los diversos reproductores de música que funcionan con USB), 12 voltios son razonablemente altos y fáciles (equipos de sonido para autos), etc.

Por otra parte, si un altavoz tiene una potencia nominal de 10 vatios, puede suponer que un amplificador de 10 vatios debería ser lo suficientemente alto como sea posible, siempre que no intente subirlo a once. Incluso si tus cálculos de potencia están desactivados por doble, la naturaleza logarítmica del sonido abrumará la diferencia si lo único que te preocupa es si podrás escuchar la señal.