Diffusori "da stand" o Diffusori "bookshelf" ?

Che differenze ci sono tra queste due categorie di diffusori ?



PREMESSA
Capita sovente che qualche “esperto” affermi che i diffusori “suonano meglio quando posizionati lontano dalle pareti” ; quel “meglio” è decisamente troppo generico e, secondo me, in questi casi ci si riferisce solo a pochi aspetti dell’ascolto. Magari, proprio a quelli particolarmente amati dall’esperto di turno….. Qualche mese fa mi sono imbattuto in un articolo di una rivista di settore, nel quale parlando di minidiffusori, si trasmetteva chiaramente quel “consiglio”; senza dare nessuna spiegazione in merito.
Tanto per dirne una, alcuni diffusori sono espressamente progettati per stare vicini, o addirittura adiacenti, ad una parete (per esempio, i “bookshelf” ). Ed allora, come la mettiamo con quella citazione ?
Quello che mi preme fare è riportare all’attenzione alcuni concetti importanti che l’appassionato di HiFi non può, non conoscere.


BOOKSHELF oppure DA STAND ?
-Diffusore Bookshelf (traduzione letteraria “da libreria” )
-Diffusore Da Stand (traduzione letteraria “da rialzo” )
Nessuno ha la verità in tasca, compreso ovviamente il sottoscritto. Ma chiunque può spendere un po’ del proprio tempo per ricercarne alcuni importanti frammenti; i principi della Acustica sono stati spiegati e divulgati da decenni, ed ormai la loro lettura è alla portata di chiunque usi internet, ed abbia un minimo di capacità. Va da se che un grande appassionato (od, a maggior ragione, un Giornalista del settore) deve utilizzare queste nozioni per aumentare la propria cultura in merito, ed evitare di farsi carico di affermazioni campate in aria, o basate solo ed esclusivamente sul proprio apparato uditivo. Apparato che è specializzato ad interpretare, in maniera diversa per ognuno di noi, quello che gli giunge dai timpani.
Evidentemente la differenza tra le due tipologie di diffusori è data dallo specifico posizionamento rispetto all’ambiente che li circonda; per esempio, non tutti i fruitori di HiFi hanno una parete libera alla quale avvicinare od appoggiare i diffusori. Per inciso, questa soluzione è molto interessante per chi non ha molto spazio nel proprio appartamento; chi progetta diffusori lo sa benissimo, e, se vuole, può creare dei modelli appositamente studiati a questo posizionamento. Chi invece non ha una parete libera (probabilmente la maggioranza degli appassionati) si vede obbligato a porre i diffusori davanti alla mobilia; ovviamente, per non ostruire ante e cassetti, li deve piazzare a diverse decine di centimetri di fronte ad essa, e, se sono minidiffusori, sarà ovviamente costretto a posizionarli su un rialzo. Domanda ironica: un progettista, prima di iniziare a progettare un diffusore, dovrà, o no, prevedere questa “macro-variabile” di utilizzo? Certo che SI. E dovrà pure proporre al marketing della azienda che venga dichiarata a chiare lettere nel manuale d’uso.
Ma, come dicevamo, a sentire alcuni Guru, “tutti i diffusori suonano meglio quando sono lontano dalle pareti”.
C’è qualcosa che non mi torna….e vorrei esplicitarvelo.
In realtà la specifica interazione tra ambiente e diffusore è un vero e proprio presupposto del progettista, poiché gli darà delle importanti indicazioni sulle quali fondare tutto il lavoro a venire. Quindi, se è vero che le due categorie, pur distinte, non sono divise da una precisa e netta linea di demarcazione, è anche vero che sono foriere di evidenti presupposti progettuali. Per toccare con mano la specificità che contraddistingue le due tipologie di diffusore (ed anche per capire quegli eventuali prodotti che stanno a metà strada tra esse….) c’è poco da fare: si deve chiacchierare un po’ di “Acustica”. Viste le premesse, di cos’altro pensavate di parlare?


PERDITE PER DIFFUSIONE
Non c’è da spaventarsi; il concetto, opportunamente semplificato per i nostri scopi, è facilmente acquisibile da tutti. Se l’ho capito io…. 
Una sorgente sonora, quale, per esempio un normale diffusore HiFi, è sostanzialmente considerabile come omnidirezionale alle frequenze poste sotto un certo limite (ossia sotto la frequenza di “baffle step”); “omnidirezionale” significa che l’emissione della sorgente è “identica a se stessa” in tutte le direzioni dello spazio circostante. Il range di frequenze “omnidirezionali” è determinato dalle dimensioni della sorgente sonora, e quindi, del diffusore; infatti, un classico diffusore HiFi, emette in maniera omnidirezionale solo quelle frequenze la cui lunghezza d’onda è superiore alla dimensione media del suo baffle (pannello anteriore). Ciò significa che, più il baffle è piccolo, più si innalza tale frequenza limite. Fissiamolo nella mente, ed andiamo avanti.
La lunghezza d’onda di una sinusoide di determinata frequenza è data dalla formula:
L = c/f
ove
L = Lunghezza d’onda ( Mt )
c = velocità del suono ( Mt/sec ; in condizioni normali si consideri 344 Mt/sec)
f = Frequenza ( Hz = 1/sec )
Quindi, per esempio, la lunghezza d’onda di un tono sinusoidale della frequenza di 344hz, è pari ad un metro. Se il baffle anteriore del nostro diffusore reale avesse una lunghezza media dei lati pari ad un metro (osservazione: saremmo di fronte ad un diffusore da pavimento), le frequenze alle quali sarebbe omnidirezionale risulterebbero essere quelle inferiori ai 344hz (circa). Va da se che, un minidiffusore, vedrà questo limite spostarsi più in alto. Queste cose le hanno dimostrate i ricercatori che hanno sviscerato i fondamenti della Acustica, ad oggi conosciuti.


CONDIZIONI DI EMISSIONE NELLO SPAZIO
Una sorgente acustica omnidirezionale, creerà una pressione acustica nello spazio circostante, dipendente da diversi fattori: livello di energia che la sorgente stessa emette, distanza dalla sorgente, vincoli fisici dello spazio nella quale essa emette. Osservando le figure sotto, osserviamo una sorgente acustica (la sfera in grassetto), ed eventuali superfici infinitamente ampie, adiacenti ad essa. Da sinistra verso destra, intuiamo che passando da “4π” (sorgente sospesa nello spazio) a “π/2” (sorgente posizionata in un angolo, delimitato da tre immense pareti che si riferiscono ai tre piani dello spazio) , la energia che viene immessa in ambiente si “disperde” sempre meno. E quindi, a parità di energia emessa dalla sorgente, la pressione avvertibile nel relativo spazio di emissione, sarà più elevata.



QUANTIFICHIAMO LE PERDITE PER DIFFUSIONE
Il quadro acustico “2π”, per convenzione, è quello “standard”, e ad esso si riferiscono i parametri degli altoparlanti, e soprattutto la loro efficienza.
La situazione “4π”, dal punto di vista della pressione acustica rilevabile nello spazio, è quella più sfavorevole; rispetto alla situazione “2π”, a parità di energia emessa dalla sorgente, vede diminuire la pressione acustica nello spazio circostante di ben 6 dB. Le situazioni “π” e “π/2” (con quest’ultima che rappresenta la classica disposizione ad “angolo”), sono invece più vantaggiose per la pressione acustica, e, sempre rispetto alla “2π”, vedono aumentare la pressione nel relativo spazio di emissione di 6 e 12 dB. Non poco!
La famosa ed atipica Klipschorn , che doveva essere necessariamente installata ad angolo, sfrutta proprio la situazione “π/2”. Il suo progettista non era uno sprovveduto: si chiamava Paul Klipsch ….
Come abbiamo già detto, un normale diffusore da pavimento HiFi è considerabile omnidirezionale (“baffle step”) fino a circa 300hz; mentre in un minidiffusore compatto ciò avviene indicativamente fino ad 800-1000hz. Fino a queste frequenze, le dimensioni del cabinet del diffusore faranno si che esso non conceda più la necessaria “resistenza acustica”, e l’emissione passerà da una condizione “2π” ad una “4π”; in questo intervallo di frequenze diminuirà la pressione acustica emessa dal diffusore nello spazio circostante , proprio perché l’energia emessa dovrà disperdersi immediatamente anche dietro al cabinet del diffusore.
Avete presente una fonte luminosa CON, oppure, SENZA, una parabola riflettente? A parità di luce emessa dalla lampadina, se usate una ampia parabola potrete concentrare la luce nello spazio avanti a se (condizione “2π” ).
Con i diffusori, la “parabola riflettente” viene sostituita dalle grandi superfici (pareti e pavimenti); per cui, la porzione di emissione di natura “omnidirezionale” verrà influenzata sensibilmente in base alla posizione relativa alle grandi superfici (pareti/pavimento); cosa che può cambiare notevolmente l’equilibrio tonale ricercato in fase di progetto.
Basti pensare che un diffusore che monti un midwoofer da 89 dB/1W/1mt di efficienza, alle frequenze per le quali esso risulterà avere una emissione omnidirezionale, vedrà crollare il dato ad 83 dB/1W/1Mt.
Benchè “in ambiente domestico” la differenza reale sia un po’ inferiore (più avanti vedremo perché) rimane il fatto che si parla di diversi deciBel !
Non certo quisquilie, ne “sfumature”.


VISUALIZZIAMO LE PERDITE PER DIFFUSIONE
Ora andiamo a vedere COME le perdite per diffusione influiscono sulla risposta anecoica di un diffusore.
La transizione tra il regime “omnidirezionale” e quello “non omnidirezionale” avverrà in maniera progressiva. Benchè evidente.

(Immagine tratta dal libro “Loudspeaker Measurements”, di J.D’Appolito)
In figura sopra, sono rappresentate due curve SIMULATE tramite software specifico; l’altoparlante (in questo caso, “ideale”) è il solito per entrambe le curve, ma montato su diversi pannelli.
• LINEA CONTINUA. Montato su un baffle di dimensioni finite, tipico di un diffusore domestico.
• LINEA PUNTEGGIATA. Montato a filo di una superficie “infinitamente” grande. (Baffle Infinito, che equivale a dire, irradiare in un “semispazio” o 2π)
Come possiamo vedere non esiste un vero e proprio scalino che determina la zona di transizione tra regime omnidirezionale (alle frequenze più basse) e regime “normale”, ma c’è una progressiva diminuzione della pressione sonora.




(Immagine tratta dal libro “Loudspeaker Measurements”, di J.D’Appolito)
Qui sopra, invece, abbiamo di fronte due MISURE reali (e non due simulazioni, come nel caso precedente) relative ad un midwoofer montato su un diffusore abbastanza compatto; la curva che sotto i 600hz mostra una pressione superiore, è quella rilevata su baffle infinito in camera anecoica (ossia, incassando il diffusore in una grande parete, di un ambiente anecoico, con il baffle anteriore “a filo” ). L’altra curva, è stata rilevata con il diffusore piazzato nel solito ambiente anecoico, ma posto nel bel mezzo ad esso. (“su stand” …)
La camera anecoica è un ambiente di misura, che non presenta riflessioni , riverbero o modi ambientali. Serve per misurare solo quello che il diffusore emette, senza l’apporto dell’ambiente.
Anche qui è possibile notare, come nel caso simulato, che sotto determinate frequenze il decremento dovuto al regime “omnidirezionale”, è misurabile e verificabile in circa 6dB. Il calo di pressione e però meno progressivo di quello rilevato in precedenza (puramente teorico) perchè qui sono presenti lievi irregolarità dovute alle diffrazioni da spigolo del diffusore; argomento che non fa parte di questo articolo, e che comunque non vanifica minimamente quello che abbiamo fin’ora detto.

SEGUE >>>>>

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