Confronto tra sistemi Reflex  e TEB

di Mario Bon

13 dicembre 2011

(corretto il 13 febbraio 2013)

 

TEB sta per Total Enclosed Box ovvero “cassa totalmente chiusa” o sospensione pneumatica che dir si voglia. Premetto che ho usato, e uso, sistemi reflex con condotto, con radiatore passivo e TEB a seconda del risultato voluto ma preferisco, se possibile, la TEB per evitare i  problemi legati ai condotti e soprattutto per la miglior risposta ottenibile in ambiente.

Per quanto riguarda la “facilità” della progettazione, oggi, con qualsiasi programma di simulazione, non c’è alcuna difficoltà nel calcolare correttamente qualsiasi tipo di carico.

Il vero problema del reflex è il condotto di accordo. A volte il condotto richiesto è troppo lungo e costringe ad utilizzare un radiatore passivo.

Se è del tutto normale usare un tubo di cartone per un reflex da 10 litri accordato a 50 Hz, realizzare un condotto lungo 40 cm non è affatto semplice (e il cartone non basta).

La realizzazione di un cabinet Reflex o TEB propone gli stessi problemi (in termini di volumi, spessori e rinforzi). Il reflex soffre di più il bracing che, se non progettato attentamente,  provoca risonanze indesiderate difficili da smorzare e perché, se si esagera con l’assorbente all’interno del cabinet, le perdite così introdotte comportano la perdita di tutti i vantaggi.

In sostanza la TEB è strutturalmente più semplice, più sicura nel risultato (impossibile sottosmorzare un woofer moderno) e più facile da inserire in ambiente (che è la cosa che interessa di più all’utente finale anche se non ne è sempre conscio). La TEB è più costosa in termini di sensibilità e (oggi) richiede la progettazione di un woofer adatto perché i woofer commerciali sono, al 99%, fatti per essere usati in reflex.

 

Una via di mezzo tra Reflex e TEB è il sistema “Aperiodico”  che è un reflex sovrasmorzato che non ha i vantaggi del Reflex.

Va detto che, quando la frequenza di accordo è posta a 30-35 Hz o meno, pur persistendo le differenze tra i due sistemi, alcuni svantaggi del reflex si attenuano.

 

 

Esempio di un woofer montato in TEB e nello stesso cabinet accordato in reflex. La risposta in frequenza rispetto al TEB aumenta anche di 7 dB ma sotto alla frequenza di risonanza il sistema si comporta come un dipolo.

 

Il miglior sistema per riprodurre le basse frequenze è il “Reflex con attivo soppresso”. In questo sistema il woofer viene caricato posteriormente in cassa chiusa e anteriormente in reflex. A parte i problemi legati alla realizzazione del condotto questo sistema somma i vantaggi di TEB e Reflex. In particolare la radiazione è assimilabile alla sfera pulsante, lo spostamento del diaframma è sempre controllato e la distorsione viene ridotta con due meccanismi: la linearizzazione della elasticità (TEB) e la riduzione dello spostamento (Reflex) con questo sistema si aumenta lo spostamento volumetrico e quindi il massimo SPL prodotto.

 

 

Il reflex con attivo soppresso è ulteriormente migliorato utilizzando due woofer in push-pull. Il push-pull riduce la distorsione di ordine pari.

Questo sistema è particolarmente indicato per realizzare sub-woofer amplificati (difficile realizzare un cross-over passivo).

Rimangono i problemi legati al condotto di accordo che si possono superare impiegando un radiatore passivo.

 

 

Risposta in frequenza ed impedenza di un sistema reflex con attivo soppresso. La pendenza è di 12 dB/ott sia verso l’alto che verso il basso.

 

 

 

Il carico TEB equivale ad un passa alto del secondo ordine mentre il reflex corrisponde ad un passa alto di terzo o quarto ordine. Ne segue che la risposta in fase ed il ritardo di gruppo sono a favore del TEB.

 

Opera attualmente produce i seguenti sistemi :

 

Reflex

Reflex con passivo

Cassa chiusa

 

Prima

Mezza

Grand Mezza

Callas

 

 

Tebaldi

Caruso,

Malibran,

Grand Callas,

Quinta 2011,

Seconda 2011

 

 

 

Segue la tabella comparatica dei due sistemi.


 

 

Reflex

TEB

Woofer

Richiede un woofer progettato ad hoc

Qt del woofer

  0.3 - 0.35 o anche superiore

(per allineamenti canonici senza equalizzazione attiva)

normalmente maggiore rispetto al reflex

minimo 0.35 per fs =2fo

F0 del woofer

da 30 Hz a 50

ottimale 30Hz con Qt=0.33-0.35

normalmente inferiore rispetto al reflex

ottimale 20 Hz (Qt=0,35)

Spider

rigido: deve controllare l’escursione del woofer sotto alla frequenza di accordo

Morbido: la parte maggiore della elasticità viene fornita dal volume del cabinet

Sensibilità

 e la stessa, cambia l’estensione intesa come punto a –3dB per gli allineamenti canonici

 

Pendenza del passa alto

valore asintotico di 18-24 dB/ottava è possibile anche realizzare sisti a doppia pendenza 6/18, 6/24 o 12/24

12 db/ottava o 6/12 dB/ott

allineamento

Migliori gli allineamenti non canonici

Interfaccia con l’ambiente

sotto alla frequenza di risonanza è un dipolo. Se la pendenza di passa alto è elevata può risultare difficile da sistemare in ambiente.

Emette come una sfera pulsante e sfrutta l’effetto delle pareti anche a frequenze molto basse. L’incremento di radiazione in ambiente va da 6 a 18 dB.

Distorsione

al di sotto della frequenza di risonanza il woofer non è caricato e lo spostamento della bobina mobile non è controllato. La distorsione armonica è minima alla frequenza di accordo. Soffre la distorsione di intermodulazione

Il moto del diaframma è sempre controllato dal cabinet che fornisce un elemento elastico lineare che riduce la distorsione su tutta labanda riprodotta.

Distorsione

a favore del reflex solo per la distorsione armonica nell’intorno della frequenza di accordo. In linea di principio l’intermodulazione è favorevole alla TEB specie quando l’accordo è “alto” (50-60 Hz).

Spesso il comportamento del condotto di accordo vanifica la minor distorsione armonica del reflex.

Propagazione interna al cabinet

prevalentemente adiabatica.

Anche completamente  isoterma.

Impedenza

almeno due picchi a bassa frequenza attorno alla frequenza di accordo.

Un unico picco alla frequenza di risonanza del sistema. Meno rotazioni di fase rispetto al reflex.

Cross-over

la presenza di una bobina in serie al woofer può costringere ad aumentare il volume del cabinet fino al 50% per recuperare l’estensione.

La presenza di una induttanza in serie aumenta il Qt del sistema è può essere vantaggiosamente sfruttata.

Costruzione

Rispetto a trombe e linee di trasmissione la costruzione è semplice (a parte il condotto reflex che è delicato)

Condotto di accordo

Può provocare rumore per turbolenza e distorsione

assente

Radiatore passivo

migliorare alcuni aspetti (rispetto al condotto) ma è costoso

assente

Massimo SPL

Dipende dallo spostamento volumetrico

Alla frequenza di accordo il reflex è favorito (se il condotto è adeguato)

 

Sospensione pneumatica e risposta ai transitori.

 

La  risposta ai transitori di un woofer in  sospensione pneumatica (con Qt <= 0.7) è la migliore che si possa ottenere da un altoparlante.

 

-          il reflex, sotto Fb, si comporta come un dipolo e comunque la funzione di trasferimento del passa alto è di ordine superiore al secondo. Gli allineamenti del quarto ordine con ripple sono i peggiori in assoluto

-          la linea di trasmissione emette due impulsi a bassa frequenza tra loro ritardati

-          il dipolo aperto (su pannello) emette due impulsi ritardati

-          la tromba emette più impulsi ritardati (riflessioni gola-bocca) cui si aggiungono la diffrazione, le riflessioni interne alle trombe piegate, ecc. . La presenza di questi fenomeni si legge anche nella curva di impedenza elettrica.

 

La sospensione pneumatica è l’unico sistema di caricamento che consente, se ben realizzato, di ottenere un trasduttore a fase minima (ch è quello con la miglior risposta impulsiva possibile, ovvero con il fronte i salita più rapido e priva di pre-ringing)..