Definizione di linearità
8 aprile
2012
(ultima
revisione del 22 giugno 2016)
C’è una certa confusione nell’uso dei termini “lineare” o
“linearità”. In inglese
“risposta piatta” si traduce “flat response”
mentre
“risposta lineare” di traduce “linear response”.
In italiano confondiamo “lineare” con “rettilineo” o
“piatto”. La pianura si dice “flat land” ovvero terra piatta (e non “linear
land”). Nel gergo tecnico una risposta si dice “piatta” (flat) quando non cambia
con la frequenza. Per esempio la risposta di un amplificatore può essere
effettivamente piatta su una larga banda di frequenze e calare dolcemente agli
estremi (si definiscono le frequenze dove la risposta è attenuata di 3 dB).
Il termine lineare, invece, significa “privo di distorsione
non lineare” con esplicito riferimento ai “sistemi lineari”. Per tali sistemi,
che non producono alcun tipo di distorsione, vale il Principio di
Sovrapposizione.
Nessun sistema fisico reale è perfettamente lineare e ogni
dispositivo (amplificatore, diffusore acustico, ecc. ) produce un certo tasso
di distorsione (alto, basso, udibile, non udibile, tollerabile o non
tollerabile).
Possiamo caratterizzare un amplificatore con queste frasi:
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frase |
significato |
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Risposta in frequenza piatta da 2 a 200kHz |
la risposta in frequenza è costante da 20 a 20kHz e quindi
cala dolcemente per raggiungere il punto a meno 3dB a 2 e 200 kHz |
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Risposta lineare da 2 a 200 kHz |
Significa, letteralmente, che l’amplificatore non produce
alcun tipo di distorsione non lineare (o almeno non non udibile) nella banda
compresa tra 2Hz e 200kHz |
In un diffusore acustico la risposta in frequenza non è mai
piatta perché sono sempre presenti almeno le piccole ed inevitabili irregolarità
causate dalla diffrazione ai bordi del cabinet. In questo caso potremo leggere
frasi di questo tipo:
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frase |
significato |
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Risposta in frequenza molto regolare |
Definizione un po’ generica per indicare una risposta in frequenza
con scostamenti minimi o tollerabili rispetto ad una risposta piatta |
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Risposta in frequenza compresa entro 3 dB da 40Hz a
20kHz |
la risposta in frequenza presenta una ondulazione che non
si discostano per più di 1.5 dB dal
livello medio tra 40Hz a 20kHz |
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Risposta i frequenza tormentata |
Definizione un po’ generica per indicare una risposta in
frequenza caratterizzata da picchi e avvallamenti di una certa entità |
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Risposta lineare da 100Hz
a 20 kHz |
Significa, letteralmente, che il diffusore produce
distorsione non lineare non udibile da 100Hz
a 20 kHz |
In generale si può dire che un sistema
(sorgente+ampli+diffusori) possiede una risposta molto lineare per intendere che
la distorsione complessiva è molto bassa. Questo non dice nulla sulla
“piattezza” della risposta in frequenza.
Per concludere si deve fare attenzione a quello che si dice
e si scrive e si deve fare altrettanta attenzione per capire, dal contesto, se
il termine “lineare” è stato inteso nel senso di “piattezza” o di “assenza di
distorsione non lineare”.
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L'evento dal vivo è quello che è. Non ha senso parlare di
"linearità" o “piattezza” di risposta in frequenza o di risposta in
potenza di un evento dal vivo se non riferendosi alle caratteristiche
dell'auditorio (che può essere più o meno adatto al tipo di rappresentazione).
In termini assoluti la "piattezza" e l'estensione
della risposta in frequenza di un amplificatore (e di una elettronica in generale)
è sicuramente una caratteristica desiderabile ma passa in secondo piano in
presenza di altri più gravi difetti quali distorsione non lineare o incapacità
di erogare corrente. La risposta di molti stadi fono RIAA non segue
perfettamente la curva di deefasi ma questi suonano meglio di altri con
deenfasi perfetta. Lo stesso si può dire per il pick up del giradischi.
Un'altro esempio di risposta "non piatta" è il controllo del loudness
che esalta gli estremi della banda audio ma che rende l'ascolto a basso livello
più gradevole. Da questo punto di vista una risposta in frequenza “piatta” non
è “indispensabile” specie in un diffusore acustico. La risposta in frequenza
deve avere invece una certa regolarità
che va paragonata più alle curve isofoniche che a una retta.
Nei diffusori acustici la cosa è più complicata perché la
risposta in frequenza va letta contestualmente alla risposta nel tempo (per
esempio waterfall) alla impedenza elettrica ed alla risposta in potenza (in
particolare la dispersione orizzontale). Anche questo però non è abbastanza
perché si deve ancora considerare l'ambiente e la posizione dei diffusori
rispetto alle pareti ed al punto di ascolto (per non parlare del livello SPL
preferito, del genere musicale e della qualità della registrazione).
Anche se le difficoltà sembrano insormontabili sappiamo, per
esperienza, che ci sono diffusori che "suonano bene" e altri che
suonano “meno bene” e questa osservazione ha permesso di elaborare dei criteri
per progettare un diffusore in un certo modo (vds i criteri elaborati da
Allison, Bose e F. Toole). Restano tuttavia ampie zone grigie che lasciano ampi
margini di manovra ai progettisti (come dimostra il numero di diffusori
acustici diversi presenti sul mercato). Alla fine le misure danno delle indicazioni
su certe caratteristiche "necessarie" (per esempio risposta in
frequenza, distorsione, l'impedenza, il massimo SPL, ecc.) mentre l'ascolto dà
indicazioni sulle stesse grandezze ma interpretate in senso olistico-integrale.
Alla fine il giudizio si riassume in
"mi piace/non mi piace" ,
"mi affatica/non mi affatica".
L'ascolto è olistico (valuta tutto assieme), le misure sono
deterministiche (valutano un set di grandezze ortogonali per isolare le cause). Per un orecchio esperto
un ascolto, anche breve, è sufficiente per valutare un impianto. Per chi
progetta le misure sono indispensabili.