[ Home | Redazione | FAQ | HiFi Shows | Ampli | Diffusori | Sorgenti | Tweakings | Inter.Viste ]

Autocostruzione dei sistemi di altoparlanti - Parte III

IMBOTTITELI!

Foderando le Pareti Interne del Diffusore
o
Riempiendo Quel Vuoto
o
Smorzando le Onde Stazionarie
o
Salutando i Riempitivi Fibrosi

[English version]

Prodotto: schiuma fonoassorbente, ovatta di poliestere, fibra di acetato (BAF), lana a fibra lunga, lana di vetro, legno & gomma
Costo approssimativo: ? spiccioli (o riccioli di polistirolo?)
Tweaker: Mark Wheeler - TNT UK
Provato: dall' Aprile 1973 al Novembre 2007
Traduzione: Daniele Arculeo

perché i costruttori impiegano schiume
& lane
& riempimenti vari nei diffusori?

Dopo i due episodi degli argomenti più tosti (Parte I & Parte II), nella Parte III della nostra esplorazione dei diffusori andiamo a palpeggiare quello che c'è di morbidoso fra le nostre orecchie... ehm... dentro i nostri diffusori.

Ci sono 3 ragioni principali per cui i costruttori mettono qualcosa nel vuoto all'interno del mobile del diffusore:

  1. per ridurre le riflessioni interne che potrebbero infine tornare al cono (o al condotto reflex), dove aggiungerebbero un output ritardato & distorto all'output originale del cono
  2. per ridurre l'ampiezza delle onde stazionarie fra i lati paralleli della cassa o fra il cono e la superficie interna opposta della cassa
  3. per ridurre l'effettiva velocità del suono inel volume interno della cassa come un dispositivo di accordatura (per esempio in una linea di trasmissione o un labirinto)

Un altoparlante con un sottile cono di carta non trattata, montato su una faccia di una cassa cubica non foderata, starnazzerebbe come una papera durante la migrazione. L'effetto cumulativo della radiazione fuori fase generata dalla faccia posteriore del cono dell'altoparlante che raggiunge le vostre orecchie insieme alla radiazione diretta si esprime in errori temporali e in più rinforzo e cancellazione di certe frequenze, in una serie di picchi e avvallamenti che risultano disarmonici. La radiazione posteriore del cono avrà rimbalzato contro varie combinazioni di rigide superfici piane nel mobile del diffusore. Se questo segnale ritardato e distorto ri-entra dalla stanza dell'ascolto, attraverso il sottile wafer del materiale del cono (kevlar ultraleggero non trattato, carta o altre fibre non sono proprio acusticamente opache) o attraverso un condotto reflex o attraverso un TQWP (condotto rastremato a quarto d'onda) non foderato e non smorzato, sarebbe come una collegamento in cascata di effetti da chitarra di bassa qualità impostati a caso. In breve, il mobile vuoto e non foderato del diffusore è un dispositivo perfetto per l'annullamento della musica.

Gli effetti sulla musica di queste riflessioni distorte sono molti e orribili. Il rumore di base del sistema è aumentato, riducendo la sua gamma dinamica e la sua capacità di trasmettere le sottilissime sfumature della performance musicale. I fronti massimi dei transienti si moltiplicano e risuonano facendo sembrare il suono sfocato. Le basse frequenze sono spostate di fase più di quanto l'allineamento progettato avrebbe previsto e quindi, il ritmo, ne risente. Alcune frequenze sono rinforzate ed altre cancellate, essendo la gamma come passata al setaccio. Quindi giova attuare alcune misure per ridurre questi effetti, il che usualmente significa farcire di qualcosa la carcassa della cassa.

Molte scuole mediche hanno degli ironici musei dei bizzarri tessuti rimossi da orifizi vitali da quegli sfortunati tirocinanti ammessi al Dipartimento di Medicina d'Urgenza e Pronto Soccorso. Anche qui, una straordinaria diversità di materiali viene inserita nei mobili dei diffusori. Così i costruttori di diffusori sono stati a inserire lane e riempimenti in varia misura con vari gradi di successo fin da quando ne esiste una letteratura, sia essa frutto di richiami pubblicitari, brevetti o pubblicazioni accademiche.

Il feltro spesso, del tipo usato per essere steso sotto i tappeti, era una scelta popolare nei primi giorni dell'hifi. La fibra di vetro, il materiale d'isolamento, è stato usato, irritando, per gran parte degli anni '60, mentre la fibra di Poliestere o acrilica (simile a quella che si può trovare nei sacchi a pelo, piumini o cuscini economici) è diventata popolare negli anni '70, sia inserita gonfia o gaffettata sulle superfici dei lati e bassa posteriore. La schiuma a celle aperte e la schiuma scolpita sono cominciate ad apparire a foderare le pareti delle casse negli anni '70.

Una semplificazione un po' forzata potrebbe essere utile per spiegare quali effetti hanno sui diffusori differenti trattamenti dell'interno. Schiuma scolpita, cunei tipo camera anecoica, pannelli modellati o superfici ruvide fanno un buon lavoro di diffusione o di riduzione delle riflessioni speculari a frequenze superiori alla lunghezza equivalente a 4 volte la profondità della ruvidità del trattamento.

L'imbottitura nel mezzo della cavità della cassa deve fare un gran lavoro ad attenuare le onde stazionarie e le frequenze più basse. La scelta sbagliata del materiale o della densità in questa posizione può avere effetti che vanno dal non fare virtualmente alcuna differenza, al suonare come la musica avrebbe dovuto. Le due teorie che si offrono comunemente per spiegare come funziona l'imbottitura sono:

  1. l'energia fa muovere i filamenti del materiale fibroso, che viene convertita in calore,
  2. la complessa diffusione di micro-riflessioni contribuisce alla cancellazione
Ho letto entrambe le teorie nella letteratura commerciale e in articoli sui diffusori e sospetto che nessuna delle due è la pietra filosofale.

Il problema è che è molto difficile misurare gli effetti dell'imbottitura, e troppa imbottitura porta tanti problemi quanti troppo poca. La sbagliata scelta dell'imbottitura è, allo stesso modo, più dannosa che inutile per l'ampiezza di banda dell'altoparlante. La minuscola camera di un altoparlante medio, come il vecchio e popolare Peerless K040MRF, adattato a tali progetti degli anni '70 come pure l'IMF TLS80, e quel mostro di basso del Kef B139, caricato a linea di trasmissione, beneficiano di materiali di imbottitura e densita' molto differenti.

Qualunque sia il materiale scelto per risolvere un qualunque problema attraverso prove di prototipi, esso deve essere usato alla corretta densità, nel posto giusto e mantenuto in posizione nel migliore dei modi. E' meglio evitare problemi piuttosto che doverci mettere delle pezze, così i mobili con facce non parallele sono il miglior modo di minimizzare le onde stazionarie. Nessuna quantità di imbottitura super efficace eguaglierà una cassa con una sezione trapezoidale in tutti gli assi, se le tue capacità di artigiano falegname te lo permettono! Tuttavia, se non ti preoccupa una cassa il cui volume esterno sia più grande del minimo indispensabile, per ottenere il volume interno corretto per l'allineamento prestabilito del basso, c'è una semplice soluzione. Incolla dentro la cassa qualche piano interno inclinato per porre fine alle superfici parallele.

A dispetto della ovvia attrazione di curve, sfere o cilindri, esse sono peggio di quelle oblunghe perché hanno un asse identico attraverso due punti opposti sulla intera superficie interna. Attacca però una singola tavoletta sotto il centro di un cilindro, e, immediatamente, perde quel problema. Da qui la popolarità dei diffusori semicilindrici nei circoli dell'high-end. Anche una ponderata scelta dei rinforzi può contribuire a ridurre onde stazionarie e riflessioni e possono anche servire a sostenere l'imbottitura minima. Masse non ben sostenute di imbottitura, o qualunque materiale possono essere costruite per essere spostate da considerevoli fluttuazioni di pressione in una sezione bassa, causando fluttuazioni di pressione con fase spostata riflesse indietro al cono dell'altoparlante (oppure causare un comportamento non-lineare del condotto), cosa che ha sulla musica l'effetto che il ritmo sembra strascinato o che esso sia completamente stravolto.

Brevemente, i rischi nascosti dell'imbottitura sono:

Niente imbottitura del tutto, come raccomandato dalla Deflex quando i loro pannelli acustici sono dispiegati, non funziona neanche per me, particolarmente nelle casse rettangolari a facce parallele industriali standard. La mia esperienza è che la rimozione dell'imbottitura da prodotti commerciali esistenti e il rimpiazzamento con trattamento delle superfici ha due principali effetti dove il medio-basso tipicamente copre frequenze fino a qualche kiloHertz:

  1. L'allineamento del basso è alterato, spesso un Q maggiore
  2. La risposta alle frequenze più alte diventa non omogeneo

Un Q maggiore nell'allineamento del basso suona di grande effetto, in particolare se, prima della modifica, c'era un allineamento in cassa chiusa con un basso Q (sotto massimamente-basso anche conosciuto come criticamente smorzato Q= 0.707). Mentre può essere di grande effetto con qualche materiale, sarà irritante con qualche altro per esempio come il doppio basso pizzicato cresce e decresce durante un giro di basso di accompagnamento..

La risposta in frequenza non omogenea nei bassi più alti e nei medi più bassi potrebbe portare anche a uno di quei momenti impressionanti del tipo: -"Non avevo mai sentito realmente quel terzo vocalista nello sfondo!"- ma solo perché la nuova risposta anomala ha evidenziato quella particolare voce, alle spese di qualcos'altro.

[anechoic type wedges]

Certamente uso trattamenti per le superfici (panneli Deflex inclusi, aste in legno per cornici posate una accanto all'altra per diffondere le riflessioni, cunei in gomma come quelli di una camera anecoica, e schiuma scolpita) combinati con imbottitura minimale. In casse asimmetriche di medi, trovo che il solo trattamento della superficie spesso è abbastanza e che superare il minimo ha effetti negativi. Le casse di medi più grandi, come i diffusori professionali diretti, hanno proprio bisogno di un po' di piegoline di rivestimento acustico gaffettato sui lati per prevenire che una singola nota si evidenzi.

[anechoic type wedges]

Dopo aver provato riempitivi di varie fibre di poliestere e acriliche offerte come rivestimento acustico, e comparandoli con lana economica di poliestere per cuscini e con rivestimento di lana di vetro per isolamento, e con lana a fibra lunga in varie densità sono stato sorpreso nel trovare quanta poca differenza potevo sentire, specialmente considerando la pubblicità tanto declamata su Internet. C'è molta più differenza fra densità differenti e modi differenti di fissare un materiale che fra i materiali fra loro, eccetto forse la lana a fibra lunga. Questa infatti sembra influenzare una banda passante più ampia ed essere più efficace per un dato volume di molte altre alternative. C'è bisogno di smatassarla davvero con molta cura perché sia efficace. Se è dipanata in modo irregolare, in nuvolette di varie densità, essa si assesterà presto in un ammasso inefficace. A causa di questa sua capacità di smatassarsi in una grande varietà di densità essa é particolarmente adattabile ad ogni situazione.

Preferisco la lana a fibra lunga (come specificato per le linee di trasmissione Bailey) in quantità minime combinata a trattamenti della superficie interna. La quantità corretta é determinante. In una cassa realizzata di recente da 44 litri in caricamento reflex per un woofer da 30cm ho trovato:

[weighing wool]

Questa è pochissima imbottitura perché un corretto trattamento della superficie interna e un corretto posizionamento dei rinforzi già si combinano nel minimizzare le onde stazionarie. Senza adeguati trattamenti delle superfici interne, la minima quantità di imbottitura necessaria per ridurre le riflessioni di colorazione in arrivo attraverso il cono o il condotto, eccederebbe la quantità massima di imbottitura ammissibile. C'e' una delicata linea di confine fra casse imbottite esageratamente con un suono troppo smorzato e senza vita, e casse imbottite troppo poco, con errori temporali causati da informazioni ritardate dalla superficie posteriore del cono fuori fase che entrano nella sala d'ascolto attraverso il cono stesso o il condotto, più l'inaccuratezza del timbro causata dell'enfasi di alcune frequenze specifiche.

La lana dovrebbe essere dipanata alla minima densità efficace, che risulta sorprendentemente un grande volume per tale piccola massa. Comunque, dipanatela troppo e, come gracile risultato, essa fallisce di attenuare qualunque cosa e rapidamente collassa in un ammasso. In questa cassa da 44 litri, il 75% della lana è supportata dal rinforzo centrale, dove ha il maggior effetto sulle onde stazionarie, e il 25% rilassatamente posata sopra la superficie inferiore, sollevata di circa 70mm dal fondo da cunei in gomma come quelli che si possono trovare nelle camere anecoiche. Così l'effetto di questo livello di fibre di lana agirà fra quei 70mm and 130mm piuttosto che direttamente sui 60mm della superficie inferiore dell'interno della cassa.

[best of both worlds]

Ci sono due vantaggi principali di questa sistemazoine:

  1. Una più bassa lunghezza d'onda in piena attenuazione che è 4x130mm e non 4x60mm (quindi 650Hz anziché 1400Hz)
  2. Un 50% di massa di lana in meno necessaria per raggiungere lo stesso obiettivo, anziché i pieni 130mm in profondità
  3. I coni in gomma riducono le onde stazionarie potenziali piu`efficacemente di qualsiasi imbottitura ancora inventata per quell'area di copertura

Il riempimento di casse a sospensione pneumatica è piuttosto meno critico degli allineamenti reflex perché sono possibili più grandi variazioni dei singoli altoparlanti o dei parametri della cassa prima che risultino in anomalie di allineamento che possano essere avvertite o misurabili. Quindi la quantità di imbottitura tende ad essere meno critica. sempre meglio vagare dalle parti del troppo poco piuttosto che troppo, e i trattamenti della superficie interna sono appena benefici. Come esperimento, ho giocato con tipi e quantità di imbottitura in una cassa chiusa da 50litri che conteneva un altoparlante MacKenzie da 12" (30cm) per basso elettrico. Il Q calcolato era sotto 0.6 ma il suono era più legnoso ciò che quel numero avrebbe suggerito. Infine, dopo molte prove con varie fibre, e cambiando quantità e densità il risultato più degno di nota è stato quanto poco effetto ogni cambiamento aveva avuto, e tutti senza successo. Ancora una volta, la soluzione è stata una combinazione. Schiuma scolpita su circa il 50% della parte superiore, fondo e lati e in rotolo di lana a fibra lunga attaccata al lato posteriore, tenuta una rete di plastica da giardino. Anche quando il trattamento del cono dell'altoparlante (per migliorare la resa dei medi in questo sistema a due vie e 96dB di sensibilità) ne ha aumentato la massa, e quindi il Q, i bassi sono rimasti veloci e bilanciati. Per anni, il proprietario si è goduto queste casse con amplificatori a valvole di bassa potenza.

Questi esperimenti sono puramente dei case studies, e il basso numero di diffusori su cui ho condotto prove di imbottitura non costituiscono una vera prova ingegneristica. Tuttavia, le prove che ho condotto con vati progetti di diffusori dagli anni 70, portano a confermare il pensiero generalmente diffuso e le pubblicazioni di alcuni degli sperimentatori e dei progettisti con più esperienza.

Conclusione

Quindi imbottiteli... ma non troppo. La migliore soluzione ingegneristica è sempre quella che raggiunge un risultato abbastanza buono con il minimo di materiali e la minima complessità.

Musica ascoltata durante questa recensione

Purtroppo nulla sull'impianto hifi di casa per lavori di ristrutturazione nella stanza dedicata alla musica.

Copyright 2008 Mark Wheeler - www.tnt-audio.com

[ Home | Redazione | FAQ | HiFi Shows | Ampli | Diffusori | Sorgenti | Tweakings | Inter.Viste ]