Altoparlante dinamico in push-pull: 

MB - 10 maggio 2019

 

Il push pull è una tecnica di compensazione per linearizzare la caratteristica di un dispositivo. La non linearità della elasticità è dovuta alla dipendenza della costante elastica k dallo spostamento: il push pull in questo caso è molto efficace. Nel seguito trascuriamo l’isteresi (k reale).

 

K(x) = k0+ a x + b x2 + c x3 + d x4 + e x5 + ….

K(x) che rappresenta il coefficiente elastico dell’altoparlante in funzione dello spostamento x. Questo è lo sviluppo in serie di Taylor (trascurando l’isteresi)

k(x) = 2 (k0+  b x2 +  d x4  + …. )       

Nel push-pull  k(x) è simmetrica e deve  essere k(x)=-k(-x). Ne segue che i coefficienti delle potenze dispari dello sviluppo sono nulli. Il primo termine non lineare è il termine al quadrato.

K(x) = (2k0+ kb )  + 2b x2  + 2d x4  + ….

La cassa chiusa aggiunge una componente elastica lineare kb che si somma a k0.

K(x) = (k0+ kb )  + a x + b x2 + c x3 + d x4 + ….

K(x) = k0 (1+alfa )  + a x + b x2 + c x3 + d x4 + ….

 

Alfa= kb / k0

Per un woofer (anche non in push pull) la presenza del volume riduce i termini non lineari di (1+alfa)

(2,3,4 volte o più). La distorsione si riduce almeno altrettanto. 

 

Di norma kb è maggiore di k (da 1 a 3 o più).  Ora che la componente lineare è (k0+ kb ) il primo termine non lineare (a x oppure 2bx2 ) diventa meno importante.

Montando una coppia di woofer in push-pull in cassa chiusa si applicano due meccanismi di riduzione della distorsione: la linearizzazione dovuta a kb e la linearizzazione dovuta al push-pull.

 

due woofer in push-pull meccanico: simmetrizzando lo spostamento della bobina mobile la distorsione di seconda armonica viene virtualmente eliminata. Anche se gli altoparlanti non sono perfettamente uguali la distorsione diminuisce in modo significativo.

 

I woofer vanno collegati in parallelo e in controfase. Devono essere dotati di cupoletta antipolvere rigida e il volume compreso tra i due diaframmi deve essere a tenuta d’aria.

 

Per compensare anche la variazione di induttanza i woofer vanno connessi in parallelo. In tal caso anche l’impedenza elettrica risulta compensata (riduzione della distorsione di corrente).

 

 

Tre modi per realizzare il push-pull

Acustico

Meccanico

Meccanico

linearizza lo spostamento volumetrico. Sub-woofer

Linearizza forza e lo spostamento.

Larga banda

linearizza la forza e spostamento. Sub-woofer.

Rispetto al singolo woofer:

Rispetto al singolo woofer:

Rispetto al precedente

Vas raddoppia

Mms raddoppia

Q immutati

l’efficienza raddoppia (se in serie)

SPL aumenta di 6 dB (se in  //)

Vas si riduce a metà

Mms raddoppia

Q immutati

l’efficienza si dimezza

SPL come singolo woofer

l’accoppiamento meccanico è migliore perché il volume di accoppiamento è più piccolo.

Per compensare la variazione di induttanza i woofer vanno connessi in parallelo (sempre in controfase).