Modello ZM1

U.S. Patent No. 6,064,702
Un utile strumento per la misurazione di Impedenza e Potenza
Calcolata di Sistemi Audio "a tensione costante"


di Glenn Ballou
Editori di "Handbook For Sound Engineers, the New Audio Cyclopedia"

Recentemente, ho avuto l'opportunità di valutare il nuovo misuratore "tascabile" di impedenza e potenza calcolata della GOLD LINE.

Molti sistemi audio di potenza impiegano la struttura con diffusori distribuiti a "tensione costante" , con tensioni di uscita dell'amplificatore, cioè, prefissate - ad esempio 25V 50V, 70.7V, o 100V -. Mentre c'è ben poco di oscuro in ciò che riguarda l'installazione di un sistema distribuito, può essere interessante evidenziare i problemi, legati all'idea stessa di "sistema distribuito a tensione costante", che possono sorgere. In queste strutture, i diffusori sono collegati agli amplificatori tramite trasformatori a "tensione costante" e, malto spesso, ogni amplificatore ha callegato più di un solo diffusore/trasformatore. In questa situazione l'amplificatore fornisce la massima potenza quando "vede" l'impedenza giusta e la sua tensione RMS di uscita, misurata da un voltmetro RMS, corrisponde a quella prefissata. Ad esempio, un sistema da 100W e 70.7V fornisce, realmente, 100W quando l'amplificatore "vede" una impedenza di carico da 50 ohm. L'equazione utilizzata è P=V2/Z, ove P è la potenza assorbita all'amplificatare, V e la tensione di uscita dell'amplificatore, Z è il valore dell'impedenza di carico. I sistemi a tensione costante sono utilizzati, principalmente, per due ragioni:
1. L'impedenza del carico costituito dal "blocco" diffusore/trasformatore è elevata e possono, quindi, essere impiegati cavi di piccola sezione (spesso #18 AWG a #20AWG) senza grosse attenuazioni lungo la linea.
2. La potenza fornita a ciascun altoparlante può essere ridefinita semplicemente cambiando il punto di collegamento della linea al primario (trasformatore con primario a più ingressi), senza produrre alcun "effetto collaterale" sull'uscita degli altri altoparlanti.

Il metodo a "tensione costante" è stato sviluppato per facilitare il dimensionamento e l'installazione di sistemi audio distribuiti. Se il progettista dell'impianto conosce i valori di pressione sonora (SPL) desiderati e la sensibilità degli altopartanti (SPL/Watt), il calcolo della potenza necessaria per ottenere un certo SPL è immediato. Un trasformatore con un dato rapporto/spire "traduce" l'impedenza, elevata, di uscita dell'amplificatore in una impedenza di valore (basso) pari a quello dell'altoparlante (adattamento). massimizzando il trasferimento di potenza. Cambiando il rapporto/spire del trasformatore si può variare la potenza fornita all'altoparlante. Questo permette la realizzazione di diverse combinazioni diffusore/trasformatore per prelevare potenze diverse dall'amplificatore senza dissipazione. La potenza totale che l'amplificatore deve fornire è la somma delle potenze richieste da ciascun blocco diffusore/trasformatore.

I trasformatori a tensione costante possono essere dimensionati in due maniere: la prima consiste nello specificare la potenza trasferita al carico (il secondario del trasformatore): la seconda prevede che venga fissata la potenza fornita dall'amplificatore (la potenza trasmessa al trasformatore) Queste due quantità sono diverse a causa delle perdite presenti nel trasfarmatore. L'installatore dovrebbe conoscere quale specifica è stata usata per evitare errori che, nel primo caso, produrrebbero valori di SPL non sufficienti per la sala in questione e, nel secondo caso, significherebbero una eccessiva richiesta di potenza all'amplificatore (con conseguente rischio di rottura).

Poichè la maggioranza degli impianto vengono dimensionati usando i Watt piuttosto che i valori di impedenza, uno strumento capace di calcolare i watt permette di velocizzare l'installazione ed, allo stesso tempo, di trattare con grandezze (watt) familiari anche ai "meno tecnici". Trovo che il nuovo ZM1 GOLD LINE semplifichi molto la lettura di impedenze (in AC) ed il calcolo del watt necessari per ottenere un certo valore di SPL, in particolare per coloro che non possiedono un ampio background tecnico. Lo ZM1 misura l'impedenza come molti altri multimetri ma, in più, fornisce i "watt calcolati" ovvero la potenza trasferita all'altoparlante quando la tensione di uscita dell'amplificatore vale, ad esempio, 70.7V o 100V. Lo ZM1 è molto versatile e permette un lettura rapida dell'impedenza ac per ciascuna coppia diffusore/trasformatore e della potenza (calcolata) fornita (per ogni "coppia" misurata) dall'amplificatore. Il carico ac totale (e la potenza calcolata) visto dall'amplificatore viene misurato collegando lo ZM1 all'intero carico.

Lo ZM1 dispone di un generatore interno capace di produrri. segnali sinusoidali a 100Hz, 330Hz, 1kHz e 10kHz e fornisce le potenze calcolate (per ciascuna frequenza) relative a sistemi a 25V, 50V, 70V, e 100V. Semplicemente collegando le sonde dello ZM1 all'apparecchiatura sotto test, vengono visualizzati i valori dell'impedenza e della potenza calcolata per sistemi accoppiati con trasformatori a "tensione costante". In questo modo l'installatore non è più costretto a calcolare, di volta in volta, i watt e, soprattutto, vengono fornite misure più precise, in quanto lo ZM1 tiene conto, nell'equazione per il calcolo della potenza, anche del consumi e delle variazioni delle specifiche nominali. Per avere una misura dell'importanza di queste capacità, si tenga presente che i consumi introducono attenuazioni che vanno da 0.5dBm. per i trasformatori di elevata qualità, a 3dBm per quelli meno costosi. Ad esempio, un trasformatore con un assorbimento, nominale, di l0W e con una attenuazione (consurno) di 1.5dB richiede all'amplificatore 14.13W. Questo significa che se una coppia diffusore/trasformatore da l0W fosse collegata ad un amplificatore da 100W, il carico (reale) richiederebbe 141W... una situazione certamente non desiderabile, quantomeno dal punto di vista della affidabilità del sistema.

Lo ZM1 è un misuratore di impedenza/potenza dalle dimensioni molto contenute ed alimentazione a batterie, che garantisce notevoli risparmi di tempo e misure accurate ad un ottimo prezzo.

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