Diffusori acustici e
Strumenti di Misura
Il tatto ovvero le vibrazioni
15 dicembre 2010
di Mario
Bon
rivisto il 14 gennaio 2013, riletto il 9 giugno 2017
La prima parte di questo articolo è stata pubblicata da SUONO n. 449 del febbraio 2011
Questa è la versione integrale (rivista,
corretta e ampliata).
Chi ha poca pazienza di leggere può
saltare direttamente al box 7 e 7a
Paragrafi
di questo capitolo:
Le cause
La trasmissione
Effetti
Isolamento
interno/esterno
Le contromisure
La frequenza di risonanza del tweeter
Costi-benefici
Le lastre di marmo
Conclusioni
Diffusori acustici e
Strumenti di Misura
Il tatto ovvero le vibrazioni
Tra i luoghi comuni che circolano nel mondo dell’ HiFi c’è anche questo:”più un diffusore acustico è pesante e meglio è”. Nel seguito parleremo di vibrazioni: dove nascono, come si trasmettono, il loro effetto e come contrastarle. Le vibrazioni si misurano con l’accelerometro (alcuni “auscultano” le vibrazioni con lo stetoscopio) ma se il diffusore vibra lo si sente bene anche appoggiandoci sopra una mano: un diffusore si valuta anche “al tatto”.
Esistono sul
mercato diffusori che sfruttano, in qualche modo, le vibrazioni del mobile (o
almeno questo dice la pubblicità). Chi scrive non avendo le capacità e le
competenze per controllare queste vibrazioni preferisce realizzare cabinet che
vibrano il meno possibile o che non vibrano affatto. Va notato che spesso i
modi normali dell’ambiente causano code sonore più lunghe ed intense di quelle
prodotte dal cabinet dei diffusori che vengono “coperte” e non appaiono
fastidiose. Va anche detto che molte risonanze ravvicinate hanno un effetto
meno deleterio di una unica risonanza molto accentuata. Il fatto che certe
risonanze possano essere soggettivamente gradevoli all’ascolto non è motivo di
discussione: soggettivamente può essere gradevole qualsiasi cosa. Arricchire il
programma musicale originale con delle “coda sonora” udibili non dovrebbe
rientrare nelle finalità della riproduzione.
Questo delle
vibrazioni è un problema perfettamente superabile (basta realizzare un cabinet
con pareti di cemento armato spesse un metro….) ma che deve tenere conto anche
di altri aspetti: il costo, la trasportabilità dei diffusori, l’estetica, ecc.
. E’ quindi il tipico problema la cui soluzione richiede il raggiungimento di
un compromesso tra esigenze contrastanti.
Proprio da questo punto di vista è importante stabilire le
caratteristiche “minime” e “massime” del diffusore (peso e rigidità).
Le cause
Accendiamo l’impianto e facciamo partire un CD. L’amplificatore eroga corrente ai diffusori acustici, gli altoparlanti si muovono e suonano. Devono suonare solo (solo) gli altoparlanti. Non il controsoffitto. Non il tavolo che regge l’impianto. Non i trasformatori dell’amplificatore. Non i cavi (quelli con guaina in PVC e PVDF sono piezoelettrici e sonano). Non il cabinet del diffusore acustico.
|
Se il mobile del diffusore vibra significa che parte dell’energia erogata dall’amplificatore viene trasferita al cabinet (e non all’altoparlante). |
L’energia e la quantità di moto si conservano anche in HiFi. Il “motore” delle vibrazioni è il diaframma dell’altoparlante qualsiasi altra parte del diffusore dovrebbe rimanere immobile.
Proprio perché l’energia e la quantità di moto si conservano è inevitabile che una parte dell’energia cinetica del diaframma venga trasferita al cabinet tuttavia questa quantità di energia è tanto minore quanto maggiore è la massa del cabinet rispetto alla massa del diaframma. Da questo punto di vista più il cabinet è pesante e meglio è.
La trasmissione
Le vibrazioni del diaframma dell’altoparlante vengono trasmesse al mobile in due modi:
- attraverso la variazione di pressione all’interno del cabinet causata dal moto del diaframma (box 1)
- per via strutturale: vibrazioni trasmesse dall’altoparlante al pannello cui è fissato a tutto il mobile (box 2)
La variazione di pressione è rilevante alle frequenze più basse e viene contrastata dalla rigidità del cabinet. Tuttavia un diffusore infinitamente rigido non basta: quando la membrana dell’altoparlante va avanti il mobile va indietro (rinculo, come quando si spara con il fucile) e cede energia al mobile (conservazione della quantità di moto). Il rinculo si contrasta con il peso quindi il diffusore acustico deve essere contemporaneamente rigido e pesante.
|
Box 1 |
|
Consideriamo, solo come esempio, un mobile “flessibile”.
Quando il diaframma del woofer si sposta verso l’interno del mobile, l’aria
racchiusa viene compressa e la pressione spinge uniformemente contro le
pareti del cabinet le quali si flettono verso l’esterno (in opposizione di
fase rispetto al diaframma). Il volume complessivo di aria spostata è nullo e
il sistema non irradia. La rigidità del mobile evita questo fenomeno e
permette al woofer di irradiare le basse frequenze. Nei sistemi reflex con
radiatore passivo lo spostamento quasi-statico del woofer (ben al di sotto alla frequenza di
accordo) sposta il passivo nella direzione opposta annullando la pressione
all’interno del cabinet (la stessa cosa avviene in tutti i sistemi aperti). |
|
Box 2: dall’altoparlante al box |
|
|
|
Un dispositivo vibrante B (diaframma altoparlante),
fissato a una base (mobile) attraverso elementi elastici (spider e rim)
acquista una frequenza di risonanza (Fs) che dipende dalla sua massa (Mms) e
dalla cedevolezza complessiva delle sospensioni (Cms). La frequenza di
risonanza Fs si trova tra 20 e 100 Hz. Al di sotto della risonanza Fs le
vibrazioni vengono trasmesse al piano di appoggio (mobile). In corrispondenza
alla frequenza di risonanza si osserva (in assenza di smorzamento) un picco
di trasmissione. Per frequenze maggiori di Fs la vibrazione trasmessa si
attenua e, a frequenza elevata, vibra
soltanto il dispositivo (diaframma altoparlante) e la base rimane
indisturbata. Il cestello dell’altoparlante è parte del mobile e deve
essere rigidamente fissato ad esso. Non sono considerati i modi normali delle strutture. In A è rappresentata una macchina su sospensioni
elastiche. Tanto più le sospensioni sono rigide, tanto più la risonanza si
sposta verso le alte frequenze. Le punte equivalgono ad una “sospensione”
perfettamente rigida che trasferisce al pavimento le vibrazioni a tutte le
frequenze. Le punte sono
indispensabili quando il pavimento è rivestito da moquette (si veda box 8). |
|
Box 3:
modi normali di una lastra di spessore s |
||||
|
Dal punto di vista strutturale le pareti del mobile sono
“lastre” vincolate ai bordi e, come tali, vibrano in corrispondenza ai propri
modi normali. A quelle particolari frequenza l’ampiezza della vibrazione
presenta dei picchi tanto che queste
risonanze possono diventare udibili. Disaccoppiare l’altoparlante dal mobile
è controproducente perché il solo cestello dell’altoparlante pesa meno del
complesso cestello+mobile e il diaframma perderebbe una quantità di energia
maggiore. L’altoparlante deve essere fissato ad una struttura rigida e
pesante.
|
Effetti
Le vibrazioni del mobile hanno un effetto meccanico e un effetto “sonoro”. L’ energia sottratta all’altoparlante produce irregolarità nella risposta sia in fase che in frequenza (l’energia ceduta al mobile non è costante con la frequenza). Sempre dal punto di vista meccanico le vibrazioni del pannello frontale del diffusore possono essere captate dal medio e dal tweeter ed interferire con il loro funzionamento (vedi oltre). Se la vibrazione raggiunge le superfici (esterne) del mobile si trasforma in suono che interferisce con quello prodotto dall’altoparlante. Questo eccita le risonanze del carnet che, a loro volta, generano code sonore spesso udibili in gamma medio bassa che degradano la Chiarezza.
Isolamento
interno/esterno
Una delle funzioni
del cabinet, evidente nelle casse a sospensione pneumatica, è la soppressione
della radiazione emessa dall’altoparlante dalla faccia che guarda all’interno
del cabinet.
L’isolamento acustico tra l’interno e l’esterno del mobile è regolato dalla “legge di massa” secondo la quale l’isolamento offerto da una lastra (pannello, parete) è proporzionale alla sua massa: raddoppiando la massa raddoppia l’isolamento (box 4). Alle frequenze medie il suono emesso dall’altoparlante all’interno del cabinet deve essere assorbito affinché non “riemerga” all’esterno attraversando la “leggera” membrana dell’altoparlante (mascheramento). Un efficace fono assorbimento all’interno del mobile aumenta anche l’isolamento semplicemente perché resta poco da trasmettere. Nei sistemi reflex troppo assorbente all’interno del cabinet riduce sensibilmente il rendimento (quindi non si può esagerare)
Box 4:
potere fono isolante di una lastra (o parete) |
|
|
|
Il grafico mostra l’andamento del “potere isolante” di una lastra in
funzione della frequenza. A bassa frequenza l’isolamento dipende dalla
rigidità e diminuisce di 6 dB per ottava fino alla regione dominata dai modi
normali. Qui l’isolamento è caratterizzato da massimi e minimi. Si entra
quindi nel range dominato dalla “legge di massa” dove il potere isolante della
parete cresce di 6/9 dB per ottava. Aumentando la rigidità aumenta
l’isolamento alle basse frequenze e i modi normali si spostano a frequenze
più alte. Non viene mostrato l’effetto coincidenza (nella regione a
controllo di massa). |
Le contromisure
Pochi diffusori sono realizzati interamente in legno massello e, su piccoli volumi, questo materiale, se di adeguato spessore, non dà problemi. Il massello però non è un materiale omogeneo e presenta elasticità diversa a seconda della direzione della venatura e, per questo motivo, non sarebbe propriamente adatto per realizzare un diffusore acustico. Per contro è molto elegante e bello da vedere. Non per nulla l’MDF viene impiallacciato. La maggioranza dei diffusori acustici è realizzata in Medium Density (MDF) e una minoranza utilizza materiali compositi quali Marlan, Corian, ma anche vetro, plexiglass, marmo, alluminio, ecc. . Tutti questi materiali sono omogenei e, aumentando lo spessore, aumentano sia la rigidità che il peso. Il box 7 confronta materiali diversi a parità di peso e a parità di spessore. È molto istruttivo notare come, per ottenere lo spostamento dei modi normali verso le frequenze più alte (maggiore rigidità) sia fondamentale agire sullo spessore. A parità di peso l’MDF presenta il primo modo a frequenza maggiore rispetto ad ogni altro materiale preso in esame.
A volte le pareti
interne del diffusore vengono coibentate per smorzarne le vibrazioni. Lo
smorzamento riduce l’ampiezza delle vibrazioni e con essa la vibrazione
trasmessa all’aria circostante. Ciò non significa che il problema sia stato
risolto: lo scopo è “non sottrarre energia” all’altoparlante. Il fatto che la
superficie esterna del mobile non vibri non significa che non sia stata
sottratta energia, ma che l’energia sottratta è stata convertita in calore. Lo
smorzamento risolve solo una parte del problema. Altri diffusori adottano
doppie pareti separate da uno strato di materiale smorzante. Questo è un ottimo
sistema, in edilizia, per aumentare l’isolamento tra due ambienti contigui ma
non è altrettanto valido se applicato al diffusore acustico: si tratta anzi,
dal punto di vista della rigidità, di una soluzione controproducente (box 5). L’impiego di pendoli inerziali, se è
giustificato in un grattacielo, è assolutamente inutile in un diffusore
acustico. Anzi, se il pendolo si dovesse muovere, starebbe ad indicare che il
cabinet non è abbastanza rigido.
La frequenza di risonanza del tweeter
Un altoparlante è un dispositivo reversibile: se eccitato da
una tensione produce un suono, se eccitato da un suono produce una tensione. La
struttura del tweeter dinamico a cupola e del microfono dinamico sono identiche
(con ingresso e uscite invertite). La massa dinamica di un tweeter con cupola
da un pollice non arriva a mezzo grammo ed è troppo piccola per eccitare il cabinet
(anche se pesasse solo un kg.). Per lo stesso motivo però il tweeter è
sensibile alle vibrazioni del pannello che lo sostiene (eccitato dal woofer e
dal medio). Vediamo un esempio che
riguarda un diffusore a tre vie realizzato con un mobile non particolarmente
rigido (un prototipo da 70 litri in MDF da 18 millimetri di spessore). In
figura 1 è mostrato il set up della misura: woofer e medio sono dotati di
filtro cross-over e sono alimentati con rumore rosa. L’ingresso del filtro del
tweeter invece è cortocircuitato (come se fosse collegato ad un amplificatore
con fattore di smorzamento infinito che non produce alcun segnale). Per
confronto è stata rilevata la tensione ai capi del tweeter senza filtro (come
se fosse collegato ad un amplificatore con fattore di smorzamento nullo che non
produce alcun segnale). Il grafico in figura 2 mostra le tensioni misurate ai
terminali degli altoparlanti. In assenza del filtro passa alto si nota un picco
di trasmissione in corrispondenza alla risonanza del tweeter (500 Hz). Il filtro passa alto, ed in particolare la
bobina L verso massa, controlla il picco di trasmissione sia a 500 Hz che in
corrispondenza alla risonanza del woofer. Questo dimostra che anche il filtro
cross-over ha un ruolo, sottovalutato, nel controllo delle vibrazioni (box 6). Ricordiamo che nei filtri del primo ordine
la bobina L è assente. E’ altresì evidente l’effetto microfonico che fa captare
al tweeter il rumore ambientale proprio come se fosse un microfono.
|
Figura 1: set up della misura di trasmissione delle
vibrazioni mobile/tweeter. Woofer e medio sono gli “eccitatori”. V1= tensione
ai terminali del tweeter senza filtro ; V2 = tensione ai terminali del tweeter
con filtro e ingresso del filtro cortocircuitato. |
|
Figura 2 : In rosso ed in nero le tensioni V1 e V2
misurate ai terminale del tweeter come
illustrato in figura 1. La risonanza del tweeter a 500 Hz viene abbattuta di
oltre 15 dB. Il tweeter, per effetto microfonico, raccoglie anche il
rumore ambientale. |
|
Figura 2a : Un
diffusore produce rumore rosa mentre l’altro, scollegato, viene usato come
“microfono”. Nero: effetto microfonico di un woofer da 8” (senza filtro). In
rosso effetto microfonico ridotto dalla presenza del filtro passa basso. In
questo caso il filtro abbatte l’effetto microfonico per circa 18 dB
nell’intorno della risonanza. La tensione V1 (o V2) appare all’uscita dell’amplificatore
che la deve gestire (sarebbe quella che viene impropriamente chiamate forza
controelettromotrice). |
Rapporto Costi-benefici
Come in tutte le cose c’è un limite superato il quale un incremento di peso comporta maggiori costi senza apportare benefici apprezzabili: quando il peso del cabinet è 700-1000 volte maggiore della peso dell’apparato mobile dell’altoparlante (Mms) La quantità di energia ceduta dall’altoparlante al cabinet diventa abbastanza piccola da essere trascurabile. In tal caso è probabile che emergano all’ascolto altri difetti quali il mascheramento causato dalle riflessioni interne, la distorsione, la diffrazione ai bordi, ecc.. Quando poi il peso è sufficiente, la rigidità può essere incrementata con opportuni rinforzi (in genere collegamenti tra le pareti opposte) o aumentando la tensione delle pareti (multistrato curvato, tiranti in acciaio, ecc. ). Per quanto detto sorge il dubbio che certe soluzioni, quali doppi telai metallici flottanti, funzionino più in virtù del notevole peso che per altri motivi.
Le lastre di marmo
Quando si tende la
pelle di un tamburo il suo suono diventa più acuto. Aumentano la tensione di
una lastra le frequenze dei modi normali si innalzano. Un effetto del tutto
analogo si ottiene caricando il cabinet di un diffusore con un peso posto sopra
di esso. Per esempio si può prendere una lastra di marmo e appoggiarla sopra al
diffusore. Il peso della lastra aumenta la tensione dei fianchi (su cui grava
il peso) e anche dell’eventuale stand. Il risultato è uno spostamento verso
l’alto delle frequenze di risonanza del cabinet (e anche dello stand).
L’effetto udibile è tanto più marcato quanto più è aumentata la tensione della
struttura.
E’ del tutto
evidente che il peso di questa lastra di marmo deve essere notevole ovvero al
minimo paragonabile con il peso della struttura se non più. L’interposizione
tra la lastra di marmo e il cabinet (o lo stand) di materiali resilenti o
smorzanti può avere l’effetto di creare nuove frequenze di risonanza con
effetti difficilmente prevedibili. La soluzione migliore è imbullonare la
lastra di marmo al top del cabinet del diffusore.
Conclusioni
Il peso del
diffusore acustico è importante per diversi motivi: riduce l’energia sottratta
all’altoparlante, limita la trasmissione delle vibrazioni, aumenta l’isolamento
tra l’interno e l’esterno del mobile e aumenta
la rigidità (se ottenuto aumentando lo spessore delle pareti).
Il legame tra peso e rigidità passa attraverso lo spessore
quindi l’affermazione “tanto più è pesante e meglio è” va corretta in “tanto
più spesse sono le pareti, tanto più pesa il cabinet e meglio è”. La qualità
del mobile è determinata dallo spessore della sua parete più sottile.
Abbiano visto che, a parità di peso, l’MDF è ancora il
materiale migliore e che una singola parete più spessa è preferibile ad una
doppia parete con intercapedine. Abbiamo visto l’effetto microfonico di un
tweeeter e come anche il cross-over abbia un ruolo nel controllo delle vibrazioni
trasmesse per via acustica o strutturale. Il
box 8 completa il quadro
illustrando la funzione delle punte.
|
Box 3a:
Differenza tra Lastre, Membrane e Solidi |
|
|
Membrana |
Elemento bidimensionale di spessore trascurabile. Si distinguono quelle vincolate ai bordi da quelle non
vincolate. La pelle di un tamburo è un esempio di Membrana vincolata ai bordi |
|
Lastra |
Elemento tridimensionale con spessore piccolo ma non trascurabile
rispetto a larghezza e lunghezza, per esempio una parete, un pannello in MDF,
ecc.. Si distinguono quelle vincolate ai bordi da quelle non vincolate. Il
lato di un diffusore acustico può essere considerato una lastra vincolata ai
bordi. |
|
Solido |
Elemento tridimensionale per il quale non è possibile
alcun tipo di semplificazione. |
|
Box 5:
pareti con intercapedine |
|
|
|
A : due pareti con intercapedine riempita da materiale smorzante
(verde). Questa soluzione è interessante solo se le due pareti non sono
meccanicamente collegate (strutture flottanti) B : parete singola con strato smorzante su una superficie.
La soluzione B, meno costosa, è più efficiente perché il
primo modo normale della parete singola (di spessore doppio) si trova a
frequenza doppia (vedere anche box 3
e 7). Lo smorzamento dovrebbe essere applicato sulla superficie esterna del
cabinet. Un altro buon sistema per irrigidire il mobile è aumentare
la tensione delle pareti (MDF impiallaciato, multistrato curvato) o inserire
dei rinforzi (box 10). |
|
Box 6 |
||
|
|
|
|
|
#1 |
#2 |
#3 |
|
Le vibrazioni meccaniche che giungono alla cupola del
tweeter possono essere limitate dal filtro cross-over. Il filtro #1, da questo punto di vista, è il migliore: il
tweeter vede, alle frequenze basse, una impedenza che tende a zero (massimo
smorzamento). In #2 lo smorzamento è limitato da R1 e nel caso #3 lo smorzamento verso le frequenze basse
tende a zero (a causa di C2) e l’amplificatore non ha alcun
controllo sul moto della cupola. Da questo punto di vista i filtri migliori
sono quelli di ordine pari (per la configurazione in parallelo). |
||
|
Box 7: confronto tra materiali |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Nelle due tabelle
che seguono viene riportata la frequenza del primo modo normale per lastre
50x50 cm. di diversi materiali. Nella tabella A il peso della lastra è
costante e varia lo spessore. Nella tabella B lo spessore è costante e il
peso cambia di conseguenza. A parità di spessore, il primo modo si presenta a
frequenze abbastanza vicine mentre a parità di peso l’alluminio è ampiamente
favorito. Tra granito e alluminio, a parità di peso o spessore, è ancora
preferibile l’alluminio. A parità di peso l’ MDF offre un ottimo rapporto
prestazioni/costo (migliore per esempio del Plaxiglass). Il multistrato presenta modulo elastico
superiore all’MDF (E=3800-4100) e le caratteristiche migliorano ulteriormente
nel multistrato curvato grazie alla tensione interna cui è sottoposto.
Purtroppo non è facile reperire i dati necessari per il calcolo. Dovendo
stilare una classifica: Alluminio (1 cm), multistrato curvato (2.5 cm), MDF
(2.5 cm).
Tabella A: frequenza del primo modo normale per diversi
materiali a parità di peso (lastra 50x50 cm). Il migliore è l’MDF
Tabella B: come sopra ma a parità di spessore (lastra
50x50 cm). La frequenza più alta viene raggiunta dal vetro ma con un peso
oltre triplo rispetto all’MDF. A parità di spessore vetro, granito, alluminio
e acciaio si equivalgono (il primo modo supera 400 Hz). |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Box 7a: confronto tra MDF e Alluminio |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Per ottenere il primo modo a 178 Hz servono 2.5 cm di MDF o 9.5 mm. di Alluminio. Il peso non è troppo diverso (5 Kg contro 6.41). In buona sostanza, a parità di peso, l’alluminio dà un certo vantaggio sull’MDF ma che non sembra giustificato dai maggiori costi. L’alluminio diventa molto superiore all’MDF quando lo spessore arriva a 4 centimetri (!).
Tabella B:
frequenza del primo modo normale per diversi spessori di MDF (lastra 50x50
cm).
Tabella C:
frequenza del primo modo normale per diversi spessori di Alluminio (lastra
50x50 cm). |
|
Box 8:
le punte |
|
La funzione delle punte (che devono essere regolabili in
altezza) è -
consentire di appoggiare perfettamente al suono il
diffusore anche quando il pavimento non è piano -
regolare l’inclinazione dei diffusori verso il
punto di ascolto. -
In presenza di moquette, che devono essere molto
acuminate e penetranti, forarla completamente fino a far poggiare il
diffusore sulla soletta in cemento sottostante. Il numero perfetto di punte è tre ma, con tre punti di
appoggio, il diffusore è meno stabile motivo per cui si preferisce usare
quattro punte regolabili in altezza. Quando il pavimento è duro (marmo o piastrelle) a parità
di superficie di contatto, l’angolo di apertura della punta è indifferente e
la stessa può essere sostituita da una sfera (vedasi B&W 802D dotata di punte metalliche o sfere in
teflon). Il pavimento deve comunque essere rigido. Il pavimenti “peggiori” sono quelli elastici (in legno o
alla veneziana). In questo caso le punte (oltre che rovinare il pavimento)
trasmettono le vibrazioni ad un elemento elastico con risultati non
controllabili. In tal caso ha senso porre sotto al diffusore una lastra (per
esempio di marmo) purché di peso paragonabile o superiore al diffusore
stesso. In molte situazioni le punte possono essere vantaggiosamente
sostituite con piccole ruote. Le ruote consentono di spostare i diffusori per
esempio per fare le pulizie: è meglio un diffusore su ruote che un diffusore
rovinato perché è caduto mentre si cercava di spostarlo per togliere la
polvere. È opinione comune che le vibrazioni del mobile del
diffusore acustico debbano essere “scaricate al suolo”. Le punte “scaricano
al suolo” soltanto le vibrazioni perpendicolari al pavimento ma gli
altoparlanti, normalmente, si muovono parallelamente al pavimento. L’uso di pad o sottopunte rende la punta inutile: la superficie di contatto non è più quella della punta ma quella del pad. |
|
Box 9 - Quantità di moto ed Energia |
|
Il ragionamento che segue non è rigoroso e va interpretato euristicamente. Dette - M la massa del cabinet - m la massa mobile dell’altoparlante - v la velocità del diaframma dell’altoparlante, l’altoparlante trasferisce al cabinet la frazione m/(M+m) delle propria quantità di moto. Ciò significa che la quantità di moto dell’altoparlante vale mv mentre quella del cabinet vale Mmv/(M+m). Si noti che Mmv/(M+m) è pari alla velocità moltiplicata per il parallelo delle masse. Ne segue che l’energia meccanica dell’altoparlante vale poco meno di ½ mv2 mentre l’energia trasferita al cabinet vale ½ Mv2 (m/(M+m))2 . Per M>> m possiamo scrivere ½ Mv2 (m/(M+m))2 = ½ Mv2 (m/M)2 = ½ mv2 (m/M) Avendo applicato questa semplificazione appare chiare che la frazione di energia trasferita al cabinet è pari all’energia dell’altoparlante moltiplicata per il rapporto tra le masse. Se M = 1000m l’energia ceduta dall’altoparlante al cabinet è nell’ordine delle parti per mille. Un diffusore come la Opera Quinta 2011 pesa 51 Kg mentre i diaframmi dei woofer complessivamente pesano 34 grammi. Il rapporto vale 51000/34 = 1500. Il mobile è internamente rinforzato e 4 lati su 6 sono smorzati sulla superficie esterna. |
|
Box 10 - I rinforzi |
|
|
|
Un modo efficace per aumentare la rigidità del cabinet e inserire dei rinforzi. I rinforzi possono essere disposti per collegare tra loro due pareti contrapposti o per “rinforzare” le superfici più ampie. L’effetto dei rinforzi è quello irrigidire i pannelli del cabinet e di spostare le frequenze di risonanza verso frequenze più elevate. Nell’impiegare i rinforzi si deve fare attenzione a non creare strozzature o sub cavità che possono, a loro volta, generare delle risonanze. I rinforzi vanno posizionati in modo da impedire l’instaurarsi dei modi normali. La figura qui a lato mostra i primi modi normali di una lastra vincolata ai bordi. Risulta quindi evidente come posizionare i rinforzi. |
