La doppietta:

un nuovo dispositivo per controllare la dimensione verticale dello stage sonoro.

di Mario Bon

27 gennaio 2011

(aggiornato il 21 dicembre 2012)

Di norma gli altoparlanti vengono collocati il più possibile uno vicino all’altro per ridurre i fenomeni di interferenza. La doppietta è costituita da una coppia di tweeter che vengono disposti sopra e sotto al midrange o mid-wofer. Si tratta quindi di una configurazione quanto meno non convenzionale. La doppietta nasce per risolvere una serie di problemi:

- ridurre la distorsione

- abbassare la frequenza di taglio

- “modellare” la dispersione verticale per sviluppare l’altezza dell’immagine stereofonica.

Alla luce dei risulti possiamo dire che gli obiettivi sono stati raggiunti.

Nel seguito viene spiegato come è stato realizzato il filtro cross-over (sezione passa-alto) della doppietta impiegata nel modello Opera Callas. Nei grafici viene riportata:

blu: tensione complessiva ai capi della doppietta

rosso: tensione ai capi dei singoli tweeter

verde: parte reale dell’impedenza di ingresso

marroncino: modulo dell’impedenza di ingresso

Si noti che nel quinto grafico la scala è di 10 dB per divisione. Si parte dall’impedenza del singolo tweeter, di seguito si assemblano due tweeter in quasi serie (secondo grafico) . Come si vede nel secondo grafico, alle basse frequenze (dove l’impedenza del tweeter è resistiva) la tensione è perfettamente ripartita (la scale è di 2.5 dB divisione) mentre tra 1000 e 2000 Hz il tweeter shuntato dal condensatore risulta attenuato. Per bilanciare l’emissione in modo perfetto si dovrebbe compensare l’impedenza di ciascun tweeter. Questo comporterebbe l’uso di almeno 10 componenti a bassa tolleranza (una rete RLC e una rete RC per ogni tweeter.). Si preferisce quindi una alternativa molto più semplice (terzo grafico) che prevede un singolo resistore in parallelo al tweeter inferiore. Ricordiamo che ridurre il numero di componenti nel filtro non è importante dal punto di vista della distorsione (esiste componentistica con ottime qualità) ma dal punto di vista delle tolleranze: più componenti ci sono e più risulta difficile realizzare due canali uguali. Il terzo grafico mostra come le tensioni tra 1000 e 2000 Hz siano diventate uguali anche se il tweeter inferiore risulta più attenuato alle basse frequenze. Questo non ha alcun effetto sull’SPL totale prodotto dalla doppietta: il tweeter inferiore, meno eccitato alle frequenze basse presenterà una distorsione di intermodulazione leggermente più favorevole. La differenza interessa comunque un range di frequenze fuori dalla banda utile. L’impedenza della doppietta, così assemblata, presenta un andamento capacitivo proprio nella regione dove dovrà intervenire il filtro passa alto. Conviene correggere questo andamento con un ramo RL il parallelo che, regolarizzando l’impedenza, permette di calibrare con precisione l’attenuazione del filtro passa alto (quinto grafico). Come si vede la risposta complessiva del filtro è prossima all’andamento ideale.

Nella Grand Callas questa rete di compensazione è stata soppressa perché la tripletta è stata connessa direttamente al filtro passa alto dei tweeter posteriori e l’impedenza complessiva è risultata più favorevole.

La combinazione di due tweeter a lunga escursione lineare con un filtro passa alto del terzo ordine ha consentito di realizzare un sistema con frequenza di cross-over a 1500 Hz e distorsione nell’ordine dello 0.3% (prevalentemente di ordine pari). L’asse di radiazione della doppietta è orientato orizzontalmente dove i due tweeter agiscono assieme e tende a spostarsi verso l’alto al crescere della frequenza. Utilizzando due tweeter in serie la superficie di radiazione raddoppia e questo consente di abbassare del 30% la frequenza di incrocio.