HI FI LINEAR PHASE LOUDSPEAKER
Qualsiasi dispositivo per la riproduzione di segnali audio o video non deve introdurre sfasamenti nel campo di
frequenze in cui opera , altrimenti il segnale in uscita sarà completamente distorto ed irriconoscibile.
In campo video è molto facile riconoscere la distorsione di fase perchè la nostra memoria visiva è di molto
superiore a quella uditiva, e ci permette subito di recepire un'immagine sfuocata o con i colori sfalsati.
Nel campo audio, ossia nella riproduzioni di suoni e musica con frequenze dai 20 ai 20000 Hz, è invece
molto difficile, per i profani, rilevare la distorsione di fase perchè non si ha la possibilità di paragonare la fonte
con la riproduzione , l'unico sintomo che si percepisce è un fastidio all'ascolto e un suono irreale,disarticolato.
ESEMPIO DEI DANNI PROVOCATI DA UN FILTRO CROSSOVER CON RISPOSTA IN FREQUENZA
PERFETTA MA CON SFASAMENTO DI +/- 180° : L'ONDA QUADRA E L'IMPULSO SINUSOIDALE
DI 1 MILLISECONDO VENGONO COMPLETAMENTE DISTORTI .
Ovviamente si parla di riproduzioni musicali effettuate con microfoni, registratori ed amplificatori con una
perfetta linearità di fase ed ampiezza, certamente dischi punk, rock ecc. con infinite manipolazioni
di tutti i parametri audio non sono da prendere in considerazione .
Mentre per microfoni, amplificatori , registratori è relativamente facile ottenere una perfetta linearità di fase
ed ampiezza, per i diffusori acustici il problema della fase non è mai neanche stato preso in considerazione,
anzi è sempre stato asserito, dai produttori, che questo problema non sussiste.
Visto che riescono a vendere a caro prezzo un prodotto indecente, non c'è alcun motivo di perfezionarlo.
Filtri crossover, altoparlanti, struttura del diffusore, sono i maggiori responsabili degli sfasamenti dei
segnali musicali, i rapporti tra le varie armoniche vengono completamente falsati con una totale perdita
di realismo nella riproduzione .
L'unica soluzione per poter gustare la musica preferita, senza fastidio, consiste nel procurarsi dei
diffusori acustici che non introducano sfasamenti, se si riuscisse a trovarli !
Per avere qualche delucidazione in proposito, consultare la Guida pratica sulle caratteristiche
dei diffusori acustici e sul diffusore sperimentale EL.PRO. a fase lineare (quasi).
CASSA ACUSTICA SPERIMENTALE EL.PRO.
dalla cassa, per rendersi conto delle sue incredibili prestazioni. Il fatto di riprodurre così i burst dell'onda
quadra e sinusoidale significa che la cassa ha una risposta in fase e ampiezza molto regolare.
Per ottenere questi risultati è stato usato un crossover a 6 dB per ottava ampiamente modificato per
compensare le caratteristiche degli altoparlanti, inoltre questi sono disposti su piani diversi per allineare
i centri di emissione ed equalizzare i tempi di ritardo. La disposizione finale è il frutto di infinite
prove sperimentali per ottenere i risultati migliori. L'ascolto musicale ha compensato ampiamente il
tempo perso per la realizzazione, come ci si poteva aspettare vedendo i test dell'onda quadra.
Questi semplici test non sono superati da alcuna cassa acustica in commercio , non vengono mai mostrati
nè dalle riviste hi-fi nè tanto meno dai costruttori stessi per il semplice fatto che il segnale microfonico
non assomiglia neanche lontanamente al segnale d'ingresso alla cassa.
Eppure la risposta in fase lineare è essenziale per una riproduzione naturale e piacevole e permette di
percepire le più piccole sfumature della musica senza alterazioni, al contrario rotazioni anche di 180 gradi
tra i vari altoparlanti , come esibiscono moltissimi diffusori commerciali, storpiano dannatamente il suono.
E' capitato di sentire il pianoforte suonare come un clavicembalo, le complesse trame di una qualsiasi
opera sinfonica completamente impastate e confuse, ma non solo, anche la voce umana viene profondamente
alterata, da notare anche il fastidio o la fatica d'ascolto che provocano casse acustiche sfasate.
I diffusori acustici si dividono in due categorie , molto diverse per tecnologia costruttiva e sistema di funzionamento:
1) diffusori elettrostatici, planari e similari.
2) diffusori dinamici, i più comuni, con i vari altoparlanti a cono, cupola, ecc. ecc.
1 >> Gli altoparlanti elettrostatici sono complicati da costruire , molto delicati ,di difficile collocazione nell'ambiente,
e inoltre molto costosi, però se ben realizzati possono fornire delle prestazioni da brivido, di piacere, naturalmente.
Sono costituiti da una membrana plastica metallizzata di pochi micron di spessore e molto ampia di superfice, anche
2 metri quadrati. Questa membrana è disposta tra due reti metalliche, a formare come un wafer molto sottile
dove sono applicate diverse migliaia di volt . La membrana , leggerissima , si trova immersa in un campo elettrostatico
e variando opportunamente le tensioni applicate, si muove di qualche decimo di millimetro.
Se le variazioni avvengono con un segnale musicale, verrà emesso un segnale acustico molto pulito e senza distorsioni
significative, sempre che la costruzione sia fatta regola d'arte, ed è questo il punto dolente degli elettrostatici, infatti
produrre un segnale musicale di migliaia di volt e applicarlo ad un carico fortemente capacitivo costituito dalla membrana
tra le reti, non è affatto facile, la membrana deve essere perfettamente centrata ed isolata tra le reti, a pochi millimetri di
distanza da esse, un colpo d'aria potrebbe lacerarla o farla toccare una rete e provocare una scarica di alta tensione
mandando in fumo diversi milioni di lire.
Per eliminare tutti questi problemi sono nati i diffusori planari isodinamici , sempre costituiti da una membrana di grande
superfice con inglobate delle sottilissime spire di alluminio , immersa però nel campo magnetico di due griglie costituite
da piccoli magneti, alimentando direttamente le spire con un amplificatore audio si ottiene una buona resa acustica.
Il pilotaggio risulta molto più facile rispetto agli elettrostatici ed i risultati sonori sono notevoli.
Comunque sia i diffusori elettrostatici che isodinamici , anche quando la costruzione sia perfetta, presentano
parecchi problemi oltre alla delicatezza, ad esempio la forte direzionalità dell'emissione, il basso livello dei toni bassi,
e la difficile collocazione nell'ambiente per l'emissione posteriore, diventa quindi inevitabile accettare qualche
compromesso per avere una qualità sonora di gran lunga superiore rispetto ai diffusori dinamici con altoparlanti a cono.
2 >> Tutti i difetti possibili immaginabili che potrebbero distorcere l'emissione sonora, sono presenti negli altoparlanti
cosiddetti "dinamici", cioè a cono, cupola, tromba, ecc. ecc. Sono i trasduttori più antichi che esistano nel campo
dell'elettronica, da quando sono nati, all'inizio del 900, non hanno subito alcun progresso sostanziale.
Producono distorsione armonica, di intermodulazione, di fase, di ampiezza, hanno una pessima risposta ai segnali
transitori, funzionano solo entro una ristretta banda di frequenza, generano un sacco di spurie e molto spesso
quando si ascoltano in una cassa acustica pedestre producono dei forti brividi, di disgusto !
Per poter evitare molti problemi sono stati costruiti altoparlanti ottimizzati per una limitata banda di frequenze, cioè il
Woofer a cono , per lavorare fino ai 500 Hz, il Middle a cono o cupola , da 500 a 3-5000 Hz, e il tweeter dai 3 kHz
in poi, per riprodurre rispettivamente i toni bassi, medi e alti della musica senza eccessive distorsioni.
Per suddividere la banda audio, viene usato il filtro "cross-over", composto da condensatori, induttori e resistenze.
Il risultato consiste nell'avere 2 o piu' uscite ,da collegarsi ai rispettivi altoparlanti, con una attenuazione della gamma fuori
banda dipendente dalla configurazione del filtro. Vengono comunemente usati filtri a 12 dB per ottava, il che significa che
se la frequenza di taglio è a 500 Hz, l'ottava superiore cioè 1000 Hz viene attenuata di circa un sedicesimo rispetto
alle frequenze entro i 500 Hz, per impedire all'altoparlante di riprodurre frequenze che distorcerebbe eccessivamente.
Tutto questo sarebbe molto bello se non fosse che i crossover superiori ai 6 dB per ottava introducono dei pesanti
sfasamenti, che sommati a quelli prodotti dagli altoparlanti rovinano irrimediabilmente il suono.
Indirizzo di posta elettronica
plamzz@iol.it
La realizzazione di questo crossover è il frutto di una una lunga ricerca per ottenere il minore sfasamento
possibile con gli altoparlanti utilizzati e quindi è applicabile solo sulla cassa acustica EL.PRO.
Ogni componente è stato ottimizzato al massimo con lunghe prove sperimentali permettendo di avere dei
risultati sicuramente fuori dal comune.