Che tu stia ascoltando musica dal vivo in un club, una colonna sonora cinematografica al cinema, o godendoti un po' di musica con le cuffie, il suono che stai ascoltando è riprodotto dagli altoparlanti. Questo è chiaro per tutti. Ora, progettare altoparlanti che producano suoni accurati e piacevoli può essere fatto in diversi modi. Puoi avere altoparlanti passivi, altoparlanti attivi o altoparlanti amplificati. Quando si descrivono tali progetti e la loro tecnologia, è molto comune leggere un uso errato della terminologia. Quindi, portiamo un po' di chiarezza tecnica qui.

 

Prima di esaminare i dettagli di ogni tecnologia, dobbiamo definire alcuni elementi intorno alle nostre spiegazioni. In primo luogo, questo articolo presuppone che abbiamo una sorgente audio che fornisce un segnale a livello di linea (il livello più comune per le attrezzature professionali è +4 dBu e -10 dBV per le attrezzature per consumer) per ogni progetto che stiamo per discutere. I livelli di linea sono documentati in verde nei disegni qui sotto, mentre i segnali post amplificatore di, sono indicati in bronzo.

L'Altoparlante Passivo

 

L'ingegnere danese Peter L. Jensen e Edwin Pridham hanno prodotto i primi altoparlanti a bobina mobile nel 1915, a Napa, California. Hanno inventato il design comunemente chiamato altoparlante passivo, ancora in uso e prodotto globalmente da molte marche.

 

Gli altoparlanti passivi sono composti da un involucro, uno o più trasduttori (anche chiamati driver dell'altoparlante) e una rete di crossover passiva. Non richiedono alcuna alimentazione di rete - l'alimentazione elettrica viene presa dalle prese di corrente (230 V, 110 V, ecc.) - poiché i loro trasduttori funzionano con componenti elettrici passivi e forze elettromagnetiche. Ricevono un segnale a livello di linea amplificato (in bronzo qui sotto) da un amplificatore di potenza autonomo. L'amplificatore di potenza potenzia il segnale a livello di linea dalla sorgente audio e/o dal preamplificatore a un livello di segnale del trasduttore adeguato. Successivamente, questo segnale viene diviso in diverse bande di frequenza - tipicamente due o tre - dalla rete di crossover passiva montata all'interno dell'involucro prima di essere inviato ai trasduttori appropriati.

 

 

Figura 1 - Diagramma semplificato del flusso del segnale dell'altoparlante passivo.

 

Si noti che la potenza in uscita dell'amplificatore e la potenza ammissibile dell'altoparlante passivo devono essere abbinate con cura per ottenere prestazioni ottimali. Un amplificatore troppo debole sarà incapace di guidare l'altoparlante al suo massimo rendimento e distorcerà il segnale audio prima che l'altoparlante raggiunga il suo volume più alto. Al contrario, un amplificatore troppo potente può sovraccaricare il crossover e i trasduttori dell'altoparlante passivo, causando distorsioni e la rottura dei trasduttori.

 

L'Altoparlante Attivo

 

I primi altoparlanti attivi furono progettati a metà degli anni '60 da aziende come JBL e Klein & Hummel, e poco dopo da Altec e Meyer Sound. Un design di altoparlante attivo implica l'uso di uno o più involucri, uno o più trasduttori, una rete di crossover attiva e amplificatori di potenza separati e dedicati per ciascuna delle bande di frequenza suddivise dalla rete di crossover attiva.

 

Un altoparlante attivo è progettato per ricevere un segnale a livello di linea da una sorgente audio e/o da un preamplificatore e amplificare (e processare) questo segnale internamente. Per fare ciò, è necessaria l'alimentazione di rete. Innanzitutto, il segnale a livello di linea viene separato in diverse bande di frequenza dalla rete di crossover attivo. Quindi, ogni banda viene amplificata separatamente a livello di trasduttore prima di guidare ciascun driver appropriato (tweeter, midrange, woofer - a seconda del design).

 

 

Figura 2 - Diagramma semplificato del flusso del segnale dell'altoparlante attivo in cui tutti i componenti elettronici sono montati all'interno dell'involucro dell'altoparlante, che è collegato all'alimentazione di rete.

 

 

Figura 3 - Diagramma semplificato del flusso del segnale dell'altoparlante attivo in cui i componenti della rete di crossover attiva e gli amplificatori di potenza sono separati dall'involucro dell'altoparlante. Si noti che alcuni sistemi PA per grandi locali utilizzano diffusori separati per bande di frequenza alte, medie e basse. Nessun cabinet dell'altoparlante è collegato all'alimentazione di rete.

 

Utilizzando questa tecnologia, le reti di crossover attive possono essere ottimizzate nel modo migliore per dividere il segnale audio con chiarezza e precisione poiché sono indipendenti da qualsiasi problema di gestione della potenza. La separazione del segnale a livello di linea avviene a un'amplitudine molto inferiore rispetto ai segnali a livello di trasduttore. Inoltre, poiché i progettisti hanno pieno controllo su tutti i componenti del design, ogni elemento può essere ottimizzato per ottenere le migliori prestazioni audio possibili. Un esempio è il perfetto abbinamento di impedenza tra ciascun'uscita dell'amplificatore di potenza e l'impedenza di ingresso del trasduttore corrispondente.

 

L'Altoparlante Alimentato

 

Gli altoparlanti alimentati e gli altoparlanti attivi vengono spesso confusi. Se i termini "alimentato" e "attivo" vengono usati in modo intercambiabile per descrivere i progetti degli altoparlanti - soprattutto nelle comunicazioni di marketing - dovrebbe essere fatta una chiara differenziazione tra queste tecnologie.

 

Tecnicamente, gli altoparlanti alimentati sono simili agli altoparlanti passivi o utilizzano una combinazione di tecnologie passive ed attive. La grande differenza è che un altoparlante alimentato non ha strettamente amplificatori di potenza individuali per ciascun trasduttore. Inoltre, la presenza di una rete di crossover passivo nel design lo distingue da un design di altoparlante attivo puro. I compromessi intrinseci delle reti di crossover passive (non trattati in questo articolo) fanno parte del paradigma degli altoparlanti alimentati.

 

Nella figura 4 qui sotto, il design dell'altoparlante alimentato illustrato funziona allo stesso modo di un altoparlante passivo, tranne che è costruito all'interno dell'involucro dell'altoparlante un amplificatore di potenza a canale singolo. Pertanto, il termine "altoparlante alimentato", poiché richiede alimentazione di rete. In termini di prestazioni elettroniche e acustiche, questo "altoparlante alimentato" non è diverso da un normale altoparlante passivo. Tali progetti sono comuni in altoparlanti personali compatti come quelli utilizzati per amplificare dispositivi musicali digitali portatili.

 

 

Figura 4 - Diagramma semplificato del flusso del segnale dell'altoparlante alimentato in cui è integrato un amplificatore di potenza a canale singolo all'interno dell'involucro, richiedendo che l'altoparlante sia collegato all'alimentazione di rete. Il design e le prestazioni elettroacustiche sono identici a quelli di un altoparlante passivo.

 

 Nella successiva figura 5, il design dell'altoparlante alimentato presenta un crossover attivo, che separa il segnale a livello di linea in due bande distinte. Se il canale del woofer ha un amplificatore di potenza dedicato prima del trasduttore effettivo (rendendo questo canale veramente "attivo"), il secondo canale viene nuovamente suddiviso tramite una rete di crossover passivo per recuperare una banda di frequenza tweeter e midrange. Se un design di altoparlante alimentato a 3 vie richiede alimentazione di rete, è tecnicamente solo parzialmente attivo (canale woofer).

 

 

Figura 5 - Diagramma semplificato del flusso del segnale dell'altoparlante alimentato in cui un crossover attivo suddivide il segnale in due bande. Il canale del woofer è attivo con un amplificatore di potenza dedicato, mentre il canale tweeter/midrange viene suddiviso nuovamente utilizzando una rete di crossover passivo. L'altoparlante richiede alimentazione di rete ma non è un design attivo, tecnicamente.

 

 Alcuni monitor da studio e altoparlanti hi-fi sono progettati in questo modo con l'obiettivo di ridurre i costi, poiché necessitano solo di due canali di amplificatore di potenza anziché una rete di crossover attivo a 3 vie più complessa che alimenta tre amplificatori di potenza separati.

 

Conclusione

 

Se il tuo altoparlante - e il suo crossover passivo interno - non è collegato all'alimentazione di rete, allora stai ascoltando un altoparlante passivo. Oltre ai sistemi PA complessi per grandi locali, se il tuo altoparlante è collegato all'alimentazione di rete, allora è utile sapere se il tuo altoparlante presenta un design attivo effettivo o uno ibrido "alimentato".

 

Per riassumere, tutti gli altoparlanti attivi richiedono alimentazione di rete (sono "alimentati"), ma non tutti gli altoparlanti alimentati dovrebbero essere chiamati attivi. Quindi, fai attenzione e assicurati di acquistare esattamente la tecnologia dell'altoparlante di cui hai bisogno. Non lasciarti ingannare dalle parole. Buon ascolto!