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Diffusori acustici, caratteristiche e tipologie

13 minuti
aggiornato il
Imponenti e bellissimi diffusori acustici da pavimento con amplificatori: i diffusori acustici devono finalizzare la qualità della riproduzione sonora dell'impianto hi fi

Spettacolari diffusori acustici da pavimento

I diffusori acustici (ebbene sì le casse hanno la grande responsabilità di finalizzare il segnale elettrico proveniente dall'amplificatore e trasformarlo in segnale acustico.
Tale fenomeno di trasformazione del segnale è detto trasduzione.
L'abbinamento dei diffusori acustici con l'amplificatore è forse il punto più delicato nel comporre un impianto di alta fedeltà.

Cenni storici degli altoparlanti e dei diffusori acustici

Gli altoparlanti, componenti essenziali dei diffusori acustici, hanno iniziato il loro sviluppo con la radiodiffusione.
Anni precedenti il 1920 vedevano la cuffia come ottimo trasduttore.
Sfruttando le tecniche impiegate fino ad allora nella telefonia e nella radiotelegrafia, si rese possibile sviluppare il primo altoparlante a tromba per la radio.

La resa acustica di questo tipo di altoparlante è molto elevata a confronto con i moderni altoparlanti, tanto da riscontrare ancora oggi un certo impiego nei diffusori acustici di alta fedeltà.
La capacità di indirizzare il suono in questo tipo di altoparlante è molto elevata e precisa.
Il suo funzionamento si basava su di un motore capace di produrre vibrazioni della membrana, azionata da magnete e bobine, e l'obiettivo della tromba era quello di adattare l'impedenza acustica tra la stessa membrana e l'aria circostante.
Il limite della tromba era dovuto alle riproduzioni delle basse frequenze, per poterle riprodurre al meglio si sarebbe reso necessario l'impiego di trombe di ragguardevoli dimensioni.

Vennero così inventati gli altoparlanti a spillo, così denominati perché un perno piuttosto sottile (spillo) collegato ad un cono, di carta o di tessuto che sostituiva la tromba, poteva produrre il suono grazie alla vibrazione prodotta dal perno collegato a sua volta ad un piccolo meccanismo azionato dal campo magnetico.
Poco tempo dopo venne inventato un nuovo sistema di riproduzione sonora, con l'introduzione dell'altoparlante a bobina mobile, detto anche dinamico, il cui successo non è più calato.
Dal 1930 in avanti la tecnologia della riproduzione audio ha puntato gran parte dei suoi sforzi per affinare questa invenzione, tanto che oggi è il tipo di altoparlante più diffuso.

Caratteristiche dei diffusori acustici

I diffusori largamente utilizzati oggi sono quelli definiti dinamici, che vanno a coprire la quasi totalità del mercato.
Il principio di funzionamento è dato da una bobina solidale (legata con la membrana dell'altoparlante), tale bobina è immersa nel campo elettromagnetico generato dal magnete.

Il passare della corrente che viene prodotto dall'amplificatore crea nella bobina una forza capace di farla muovere avanti e indietro.
Dal momento che la bobina è solidale con la membrana, l'altoparlante riesce a riprodurre onde sonore generate dallo spostamento di aria.
Si tratta di una semplicissima e semplificata breve spiegazione relativa al funzionamento dell'altoparlante dinamico.
Nel diffusore dinamico vengono impiegati altoparlanti, a cono, a cupola, etc.

Accanto ai diffusori dinamici però troviamo anche quelli elettrostatici, solitamente pannelli di ragguardevoli dimensioni (altezza e larghezza) e di esiguo spessore, fatte le dovute proporzioni.
Sono molto costosi, capaci di rese sonore invidiabili, ma il prezzo decolla letteralmente, anche per la necessità di adeguati sistemi di amplificazione.
Molto semplicemente il loro funzionamento si basa su di una membrana plastica di ampia superficie, posizionata tra due reti metalliche.
Al passaggio della corrente, questa membrana si trova immersa nel campo elettrostatico, spostandosi di pochi decimi di millimetro, producendo il segnale acustico.

Questo tipo di diffusori sono considerati eccellenti nella riproduzione delle frequenze medio-alte, come la voce oppure strumenti a corda, trovano spazio anche diffusori ibridi che sono mossi nelle vie medio-alte in modo elettrostatico, e sulle vie più basse in modo dinamico.
La definizione di diffusori planari sta proprio ad indicare la loro particolare costruzione a pannelli, molto grandi, dove la membrana è piatta con irradiazione sonora dipolare, ovvero sia frontalmente che posteriormente, arricchendo l'immagine sonora.

Questi particolari altoparlanti possono essere elettrostatici oppure isodinamici, cioè dove la membrana si muove in modo esteso, uniforme, consentendo teoricamente un movimento omogeneo della membrana.
Il segnale capace di essere udito dall'orecchio umano si estende indicativamente da 20 a 20.000 Hertz (Hz), dove 20 Hz rappresentano una tonalità grave e 20.000 Hz una molto acuta.

Per diversi motivi legati alla fisica, risulta molto complesso ottimizzare al meglio questa estensione sonora, ragion per cui si rende necessario avere nei diffusori dinamici almeno due altoparlanti (due vie) che si dividano le sonorità da riprodurre, al woofer il compito di riprodurre le basse tonalità, al tweeter le tonalità acute, mentre dove previsto il midrange questo si occupa della riproduzione delle medie frequenze, e qui siamo nei diffusori a tre vie.

Il numero di altoparlanti può anche essere superiore a due pur riproducendo due sole vie; il compito specifico di ogni altoparlante è quello di riprodurre al meglio determinate sonorità per il quale è stato concepito.
La divisione delle frequenze viene eseguita dal crossover, un componente elettrico composto da condensatori, resistenze ed induttanze, svolge il ruolo di filtro che va a dividere in parti (vie) le frequenze audio.
È un componente passivo, ma può essere impiegato anche un crossover attivo che ha la capacità di regolare l'impedenza.
In quest'ultimo caso si tratta di crossover più costosi.

Indicativamente le caratteristiche che possono determinare le qualità dei diffusori sono:

● La Risposta in frequenza, che dovrebbe teoricamente essere il più possibile piatta su tutta la gamma delle frequenze udibili, in tal modo la resa sonora dovrebbe essere simile a tutte le frequenze.

● L'Efficienza, ovvero la reale potenza acustica dell'altoparlante, la capacità di trasformare energia elettrica in energia acustica.
Maggiore risulta l'efficienza dell'altoparlante, maggiore è la quantità di energia elettrica trasformata in acustica.

● La Sensibilità, la pressione sonora prodotta dall'altoparlante, la sua capacità viene misurata in Decibel SPL (Sound Pressure Level).
Si misura ad un metro dall'altoparlante quando viene applicata la potenza del segnale elettrico di 1 watt.
● La potenza massima applicabile, espressa in due grandezze:

● dove la potenza di picco equivale alla potenza massima che l'altoparlante è in grado di sopportare senza subire danni.

La potenza RMS (Root Mean Square) che misura la potenza media applicabile all'altoparlante prima che possa iniziare a subire danni.

● L'Impedenza.
Quando ad un condensatore viene applicato un segnale costituito da frequenze, come il segnale audio, la reazione è diversa per ogni frequenza.
A secondo dei materiali impiegati per la costruzione varia la resistenza, per comprendere il comportamento del condensatore viene impiegata una grandezza che misura queste caratteristiche comparandole tra loro.
L'impedenza è la grandezza stabilita.
Anche gli altoparlanti mostrano una certa impedenza che varia in base alla frequenza con cui il segnale viene applicato.

● L'impedenza nominale di un altoparlante, è il valore della grandezza in corrispondenza della frequenza di 1KHz (1.000 Hz) ed è il valore preso come riferimento per stabilire il valore dell'impedenza.

● La Frequenza di risonanza stabilisce qual è la capacità di oscillazione al quale viene sottoposto l'altoparlante.
Se si applica all'altoparlante un segnale la cui frequenza si avvicina all'effettiva frequenza di risonanza, l'altoparlante stesso inizierà ad emettere un suono simile a quello della frequenza inviata.

● Al di là di queste brevi specifiche, è sempre l'ascolto che determina la nostra scelta, la vera prova del 9.
Ricordate sempre che da un ambiente di ascolto ad un altro, le caratteristiche espresse dai diffusori possono risultare parecchio differenti e contrastanti tra loro:
ad ogni ambiente i giusti diffusori acustici, che dovranno andare d'amore a d'accordo con l'amplificatore.

Tipologie di diffusori acustici

Cominciamo a dire che esistono diffusori da pavimento, sensibilmente sviluppati in altezza, e diffusori cosiddetti da libreria, di dimensioni minori, che spesso però per funzionare al meglio necessitano di buoni supporti.
Nel primo caso, il diffusore sarà a partire minimo di 1 metro circa di altezza (qualcosa in meno anche) e sarà dotato di solidi piedini di diversa fattura, es. conici, che servano a dare stabilità al diffusore posizionato sul pavimento e contemporaneamente mantenerlo isolato da interferenze, come vibrazioni, etc.

Nel caso il diffusore necessiti di supporto, apriti cielo (!!!): anche qui la scelta può essere davvero vasta, solitamente un buon costruttore di diffusori produce anche i supporti (non compresi nel prezzo, oh yeah …).
I supporti devono essere stabili, rigidi, per sostenere al meglio i diffusori, evitare al massimo vibrazioni esterne, ed è possibile optare per supporti di acciaio che possono essere riempiti nelle parti tubolari di sabbia, oppure supporti con base in marmo e colonna in legno massello, tutto questo per dare solidità e stabilità al supporto e di conseguenza al diffusore, durante la riproduzione sonora.

Ho citato solo due esempi relativi ai supporti.

Torniamo ai diffusori: quelli a cassa chiusa (sospensione pneumatica), cassa aperta (con un tubo che pesca aria dall'esterno) bass reflex, ed infine linea di trasmissione, dove il funzionamento è simile che nel diffusore bass reflex, ma al posto del tubo l'aria percorre un labirinto all'interno del diffusore.
Come sempre, non esiste una costruzione migliore di un'altra, ogni produzione segue linee di pensiero e dati tecnici ben precisi.

Ci sono sostenitori della cassa chiusa ed altri del bass reflex: ascoltando si valuta e si capisce la differenza, e la valutazione è altamente soggettiva.
Il legno che costruisce la cassa deve essere rigido, non risuonare, deve essere sordo.
Alcuni modelli prevedono impiego di legno massello, quale noce, ciliegio, ebano, oppure è utilizzato solo per rivestire il robusto strato di MDT, tanto per citare un esempio.
MDT sta per Material Different Technology, materiale che deriva da scaglie di legno, ma non pensiate che venga utilizzato per puntare al risparmio: alcuni produttori lo preferiscono al legno massello per determinate caratteristiche che dimostra.

Scaglie che vengono incollate con speciali collanti termoindurenti, tanto da formare un robusto involucro della cassa.
Nel diffusore a sospensione pneumatica (cassa chiusa), le frequenze prodotte nella parte posteriore del woofer vengono eliminate, l'aria chiusa all'interno della cassa funge da elastico per il controllo del movimento dell'altoparlante.

Nel bass reflex (cassa con apertura) le frequenze posteriori del woofer vengono accordate ad un una determinata frequenza, di modo che l'aria che entra ed esce dal tubo possa contribuire ad estendere la frequenza sui bassi.
Il collegamento dell'amplificatore ai diffusori necessita di due connettori di ingresso nei diffusori.
Possiamo però trovare il biwiring, ovvero 4 connettori per ogni diffusore, 2 per il woofer e 2 per il tweeter, in caso di un diffusore a 2 vie con 2 altoparlanti.

Pur disponendo di un solo amplificatore, è possibile dividere ogni singolo canale tra alti e bassi, sostanzialmente.
Nemmeno questo può cambiare la vita, nonostante ci siano scuole di pensiero diverse a riguardo, in favore di una o dell'altra soluzione.
La potenza espressa dai diffusori, ricordate che è quella concessa dall'amplificatore; quindi ancora una volta, i diffusori devono essere scelti in base alle capacità dell'amplificatore.

Scegliere i diffusori acustici per il proprio impianto

Quanto è in grado di fare il nostro amplificatore ?
Il budget a disposizione per i diffusori dovrà essere ottimizzato in base proprio all'amplificatore.
Esempio banale:
se un amplificatore è in grado di dare 10, ed i diffusori in grado di sopportare 20, abbiamo 10 di troppo…
Inutile mettere diffusori che vanno a surclassare le capacità dell'amplificatore, o che quest'ultimo riesca a muoverli a fatica.
La scelta quindi si basa sulle capacità dell'amplificatore e dell'ambiente di ascolto, altro punto importante.
Provate a far suonare i diffusori nel vostro ambiente di ascolto, prima di acquistarli: un buon rivenditore non vi negherà questa possibilità.

Se non vi concede questa scelta, cambiate rivenditore.

Quello che un diffusore può esprimere in un determinato ambiente, può non esprimerlo in un altro.
Parametri importanti (oltre l'ascolto) nella valutazione dei diffusori è l'efficienza, dalla quale dipende la reale potenza e capacità dei diffusori.
In linea di massima, quelli ad alta efficienza, risultano i più appetibili: ma anche quelli più costosi, per ottenere maggiore efficienza i costi salgono notevolmente per via dei materiali impiegati e la costruzione che diventano via via più esigenti e selettive.

Indicativamente, un'efficienza da 85 a 90 Db si considera media.
L'impedenza poi, è strettamente connessa al carico elettrico espresso dall'amplificatore.
Capire cioè se il carico elettrico prodotto da quest'ultimo risulta idoneo per i diffusori.
Sulle riviste specializzate, ma anche su internet, si trovano una numerosa quantità di articoli riguardanti i test tra amplificatore e diffusori, articoli che scendono in dettagli tecnici che possono risultare utili a chi gode di competenze, almeno basilari, di elettroacustica.
La prova migliore è sempre quella scaturita dall'ascolto, ed è una valutazione dettata sia dall'ambiente che da chi ascolta.
Sempre secondo il budget che abbiamo a disposizione, cerchiamo di scegliere meno altoparlanti in un diffusore, rispetto ad uno che a parità di prezzo ne ha di più.

Esempio: un diffusore a 2 vie con 2 altoparlanti costa 100, idem un diffusore a 3 vie con 3 altoparlanti.
In questo caso è bene preferire quello a 2 vie, perché a parità di prezzo è composto da un minor numero di componenti, che si presume siano di migliore qualità: se si vuole di più, si paga di più.

Altro punto focale è ottenere una buona immagine sonora proiettata dal diffusore.
Meno altoparlanti ci sono, meno difficile risulta farli funzionare in armonia tra i loro.
È possibile ottenere ottimi risultati anche con molti altoparlanti: se avete molto denaro da spendere, buon per voi.
Quando si hanno due vie utilizzate come si deve, sono più che sufficienti per degli ottimi diffusori.
Da anni utilizzo le Tannoy D100, piccole, due vie, con tweeter concentrico al woofer: praticamente è una sorta di unico altoparlante puntiforme (concentrico) che diffonde in modo ottimale il suono.

Sono piccoli diffusori, ma dimostrano come sia possibile ottenere un buon risultato comunque, e del resto nel mio ambiente d'ascolto sarebbe inutile posizionare diffusori più grandi e costosi.
La qualità della costruzione della cassa inoltre, se ben combinata con quella relativa agli altoparlanti fornisce ottimi risultati.
La rigidità della cassa assume notevole importanza, al fine di renderla più solida al fine di meglio sopportare le vibrazioni che vanno a deteriorare il segnale musicale.

Quindi, in caso di supporti necessari per i diffusori, è opportuno fare una scelta adeguata.
Un diffusore posizionato a caso da uno collocato su di un supporto idoneo, può davvero produrre notevoli differenze.
Optando per i diffusori da pavimento, certamente più costosi, il problema supporto non sussiste.

Tutto ciò cui sopra è relativo agli altoparlanti dinamici.

Chi ha intenzione di acquistare diffusori planari gode per forza di cose di un ambiente di ascolto sufficientemente spazioso, e se si opta per tale scelta credo si abbia bene in mente quale diffusore acquistare.
I prezzi sono davvero elevati, ascoltarli bene e preventivamente è un'esigenza da sottolineare per qualsiasi diffusore, a maggior ragione quando si spende una fortuna.

Io rimango dell'idea che i diffusori debbano essere ascoltati nel proprio ambiente domestico prima dell'acquisto, ambiente dove poi verranno collocati.
Quando compri, cerca di ottenere questa possibilità di valutazione, prima di decidere quali diffusori acquistare.
Dove ? Rivenditori specializzati.

 

                 

 

Felice Amadeo: autore di af1.it

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(un deca, le vecchie 10.000 lire…)
So smile & stay in touch !!!

 

 

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