La conservazione dell'energia nei diffusori

Ecco Mark Wheeler che ci illumina sulle problematiche sonore dei diffusori

Ma non è che questa energia sia stata osservata nel luogo o nel momento sbagliato? Forse si è osservata la vibrazione del mobile del diffusore. In questo caso, la vibrazione può solo derivare dall'energia fornita dalla costosa roba presente ai terminali di ingresso, quindi non è indesiderata. E' l'energia che desideravamo per (ri)produrre quella bella musica, solo che ha perso di vista il suo obiettivo e si è deviata in rumore.

E' energia deviata, fuori posto, male indirizzata, ritardata, si potrebbe quasi definire energia delinquente. Come altri comportamenti delinquenziali, origina da qualcosa che un tempo avrebbe dovuto essere amato, quella infanzia rappresentata dalla sorgente e dall'amplificatore, e che ora sta delittuosamente vandalizzando quelle pareti del mobile.

Come facciamo ad aiutare questa giovane energia appena arrivata a crescere sviluppandosi in una energia adulta e che si comporti bene? Dobbiamo assicurarci che questa energia segua la retta via, verso quell'obiettivo di informazione musicale non colorata.

Il nostro piccolo pacchetto di energia non si svilupperà con serenità se lo lasciamo impantanarsi in posti dove andrà incontro a delle perdite. Quell'energia che abbiamo identificato e che produce quei rumori molesti si traduce in un duplice problema per l'ascoltatore: la generazione di rumore che maschera la musica è un problema secondario rispetto al fatto che quel rumore, un tempo, era esso stesso musica, per cui la sua deviazione ha un effetto negativo di valenza doppia rispetto a quanto la sua misurazione acustica possa suggerire.

I giovani delinquenti spesso vengono condannati ed imprigionati, più o meno quel che si fa a quell'energia acustica delinquenziale: essa viene imbrigliata con smorzamenti (che comportano perdite) ed altri eccentrici rimedi. Non sarebbe più utile indagare i percorsi che l'energia può prendere e incrementare le possibilità che la nostra amata energia musicale segua i percorsi che portano alla musica piuttosto che al rumore? La risoluzione dei vettori di ogni impulso energetico ci indica dove quell'energia potrebbe andare, e, com'è noto lippis ac tonsoribus, è più semplice controllare l'energia applicando una forza direttamente lungo la direzione del vettore somma piuttosto che in un altro punto creativamente individuato lungo la linea di un'arbitraria intersezione di piani.

Così, quando un motore (il sistema gruppo magnetico/bobina/centratore) spinge la massa del cono avanti o indietro, difficilmente la scelta del miglior modo di mantenere il telaio nello stesso posto passa per il piazzarlo al centro di un grosso e flessibile foglio di legno composito, come invece avviene in molti modelli di casse. Sono possibili varie soluzioni più eleganti, e molte sono anche state vagliate e provate con successo. Per esempio, posizionare due altoparlanti per i bassi spalla a spalla e con i rispettivi magneti rigidamente vincolati tra di loro, come ha validamente fatto la KEF per molti anni, potenzialmente è un'idea migliore rispetto a quella che prevede l'impiego di un unico altoparlante per l'ottava più bassa (p.es. 30Hz-300Hz) della banda udibile (tipicamente da 30Hz a 20kHz). La KEF sviluppò ulteriormente l'idea, montando entrambi gli altoparlanti in un mobile con due camere comunicanti, così da ottenere un filtro passabanda; comunque, quello che ci interessa oggi è l'accoppiamento meccanico di altoparlanti che lavorano in direzioni opposte. E' un'idea che può estendersi anche ai diffusori che presentano i due altoparlanti montati sulle facciate opposte del mobile e connessi in fase.

Un mezzo efficace per connettere l'altoparlante dei medio-bassi al pavimento, più diretto della connessione attraverso il mobile del volume di carico, è un'alternativa usata dalla NAIM nei suoi originali SBL. Ogni SBL (Separate Box Loudspeaker, diffusore in mobile separato, n.d.t.) adottava un telaio in acciaio per sorreggere il rigido sotto-mobile su cui era montato l'altoparlante medio-basso da 200 mm., così accoppiando rigidamente (al pavimento, n.d.t.) il cestello dell'altoparlante ed il (sotto)mobile nel quale era montato attraverso i montanti di acciaio: la velocità del suono è maggiore nel ferro che non nel legno. Invece, il volume di carico, molto più grande, era a sua volta accoppiato al sotto-mobile in modo più elastico, mediante una guarnizione impermeabile. Ascoltai questo diffusore per la prima volta negli anni '80 e fu una rivelazione per il basso livello di colorazione indotta dal mobile e l'alto livello di informazioni restituite, con brutale esposizione dell'altoparlante da 200 mm. dal cono in carta. Anche l'altoparlante degli alti prevedeva un proprio mobile separato, così minimizzando l'intermodulazione della delicata forma d'onda degli acuti ad opera delle grandi forze reattive dei bassi, normalmente trasmesse, negli altri diffusori, per mezzo delle carcasse di multistrato.

Bowers & Wilkins (B&W) sono stati dei pionieri con il loro sistema di costruzione del mobile Matrix, che irrigidisce efficacemente il mobile agendo sulla intera superficie delle sue pareti. Questo approccio semplicemente ignora gli affermati usi & costumi: invece di chiedersi come rinforzare la parete di un mobile esistente, gli ingegneri della B&W hanno cercato una soluzione che non iniziasse con un problema. Questi sono solo tre esempi di realizzazioni commerciali che mostrano delle alternative per mantenere quella vulnerabile energia elettrica su un percorso utile verso la musica mentre si trasforma in energia udibile. Il SBL della NAIM offre utili idee, adattabili alla pratica dell'autocostruttore che voglia modificare i propri diffusori. Pochi altri diffusori sono in grado di offrire alla vostra sperimentazione una coppia di altoparlanti identici dedicati per i bassi accoppiati spalla a spalla, e nella maggior parte dei casi gli altoparlanti per i mediobassi non sarebbero adatti allo scopo.

A meno che i vostri diffusori non abbiano dei rinforzi interni connessi ai dadi di serraggio degli altoparlanti o compressi contro il fondo del magnete a sostegno del cestello, gli altoparlanti per i bassi più efficacemente sostenuti sono quelli montati su pareti strette, così che le viti esterne di serraggio degli altoparlanti cadano molto vicino agli angoli del mobile. Il caso peggiore, invece, è l'adozione di sistemi di serraggio degli altoparlanti che inducano perdite, in mobili con perdite.

Invariabilmente, questi progetti sacrificano l'informazione musicale sull'altare della minore colorazione. Ma la perdita di colorazione è molto inferiore alla perdita di informazione. Trovandosi di fronte ad un problema molto specifico, il modo più brillante di risolverlo è trovare una soluzione che tiene il problema fuori dal sistema in fase di progetto, invece di mascherarlo con degli artifici che inducono perdite variabili con la temperatura ed il tempo.

Aggiungere dei rinforzi ad un diffusore già fatto di solito produce un notevole miglioramento, a meno che non si tratti di un diffusore costoso e già ottimizzato. Anche sostituire le viti di serraggio delle pareti del mobile (penso ai pannelli posteriori staccabili di certi modelli) con dei buoni giunti di colla produce risultati chiaramente udibili. E già che vi trovate a staccare quella parete, date una maggiore giustificazione ai vostri sforzi aggiungendo anche un rinforzo verticale interno.

In un prossimo articolo discuteremo di quale materiale adoperare per i rinforzi e di quale collante usare per fissarli.

Quando ci accingiamo a progettare un diffusore partendo da zero, la previsione di un rinforzo connesso direttamente al retro dell'altoparlante dei bassi per sostenere la parete frontale ne ridurrà drasticamente la flessione, anche se fosse già molto spessa e resistente. Il rinforzo in multistrato di betulla da 25 mm. che qui vi mostro aggiunge osservabile, udibile e misurabile rigidità ad una parete frontale che è pure fatta del medesimo multistrato da 25mm, sul quale è montato uno strato da 12 mm di acero; quest'ultimo è lo stesso legno che si usa per i manici di chitarra di alta qualità. E se il rinforzo di questo frontale già così forte è udibile, immaginatevi quanto lo possa essere quello del vostro mobile di medite da 12mm!

Conclusioni

Allora, caro lettore, il messaggio è semplice. Tutta l'energia in un diffusore ha un valore. E' più facile fare comportare bene una cosa che correggerla dopo che ha fatto danni. E' meglio mantenere l'energia ben controllata in tutti i punti del diffusore, piuttosto che trasformare quei deliziosi watt di musica in qualche milliwatt di calore.

La via maestra da seguire è quella della pianificazione studiata di tutti gli elementi del progetto di un diffusore e della sua realizzazione con buona qualità costruttiva. Dissipare l'energia deviata mediante uno smorzamento pesante che induce perdite sarà inevitabilmente meno efficace, musicalmente, rispetto alla sua conversione in suoni musicali.

Qualcuno dei prossimi articoli prenderà in esame alcune delle tecniche che gli hobbisti potranno applicare per massimizzare la riconversione in musica di quell'energia musicale elettrica.