1° Lezione  di Alberto Bellino

Il Dipolo  ovvero il diffusore completamente aperto

Prefazione :   Io sono senza parole ......... secondo me si sta  facendo un lavoro a dir poco eccezionale , con il vostro aiuto e in questo caso specifico con l'auto di Alberto Bellino vengono  divulgate esperienze , informazioni , insomma un patrimonio  per tutti ....     e io sono felicissimo di rendermi promotore di tutto questo.

A seguito dell'uscita del libro sull'autocostruzione di Alberto  abbiamo deciso di pubblicare una serie di articoli che aiutino  tutte le persone e sopratutto i possessori del libro, a comprendere meglio il  mare di informazioni contenute nel libro , con l'ausilio di questi esempi.

Verranno pubblicati articoli con spiegati tutti i sistemi di propagazione del suono in ordine come sul libro.

Iniziamo dal Dipolo.

Un consiglio , comperate il libro , avrete una manuale  indispensabile che vi seguirà per una vita intera ... e avete la fortuna di avere l'autore  qui  online che può rispondere alle vostre domande in una sezione del forum .... non penso che sia una occasione  che capita  sempre....

SISTEMI DA CARICO PER ALTOPARLANTI – Di Alberto Bellino - 2004

APPLICAZIONE PRATICA N°1

Applicazione della routine di calcolo riguardante il capitolo “Dipolo a pannello” (pag. 6 -12 ):

Vogliamo costruire una coppia di diffusori dipolari su pannello, da appoggiare sul pavimento, a lato del mobiletto su cui abbiamo sistemato l’impianto. La stanza in cui ascoltiamo ha dimensioni medie, circa 25mquadrati, abbastanza sgombra da mobili, per cui ci permetterà, dopo un certo numero di prove di ascolto, di sistemare i pannelli ad una distanza ragionevole dalle pareti laterali e da quella di fondo per ottenere un ascolto piacevole e abbastanza privo di fastidiose riflessioni.

Bene, per prima cosa scegliamo l’altoparlante per la riproduzione della gamma bassa. Leggiamo nel testo che i trasduttori destinati ad operare in aria libera dovrebbero avere fattore di merito totale piuttosto elevato, frequenza di risonanza contenuta, cedevolezza limitata ed elevata superficie radiante. Ovviamente, trasduttori di questo genere sono poco sensibili, poiché Qtc elevato significa avere un “motore” o gruppo magnetico piuttosto piccolo ed Fs bassa significa una massa mobile elevata e una cedevolezza delle sospensioni contenuta. Siccome disponiamo di un ampli a valvole di potenza non elevatissima, intorno ai 10 W, è necessario trovare un giusto compromesso tra le prestazioni dinamiche ottenibili dal dipolo e una efficienza sufficiente a sonorizzare il nostro ambiente con vigore. Siccome poi, non siamo figli o nipoti del Sultano del Brunei, andremo a scegliere un altoparlante di non elevato impegno economico.

Sfogliando i vari cataloghi di costruttori di altoparlanti, la nostra attenzione cade su di un modello Ciare, il CW250. Vediamo i parametri nella schermata del mio software EURES

Il Qts piuttosto elevato e la risonanza bassa ma non bassissima per un 10 pollici, unita ad una resistenza di soli tre ohm, ne fanno un altoparlante adatto a lavorare in mancanza di un volume ermetico ma ugualmente piuttosto efficiente, circa 93 dB con 1W considerando anche una resistenza di 0,5 ohm data da una probabile bobina di filtro del crossover. La resistenza interna dell’ampli inoltre, abbasserà ancora di un poco l’efficienza e aumenterà leggermente il fattore di merito, donando un certo effetto “loudness” alla riproduzione, effetto che scomparira quasi completamente nel caso di un utilizzo del diffusore con un ampli a transistor commerciale, con resistenza interna solitamente vicina allo zero.

Tornando al nostro CW250 troviamo una cedevolezza molto contenuta delle sospensioni e una notevole superficie radiante, caratteristiche molto gradite al dipolo. Il neo più grande è rappresentato dalla limitata escursione lineare, solo 1,5 mm che sconsiglia di impiegare il diffusore ad elevati livelli sonori in abbinamento con generi tipo “disco” dove il basso deve”pompare”alla grande (ma per questo genere musicale il dipolo non è proprio il diffusore più adatto, non credete?..), non tanto per il rischio di danneggiare il cono, quanto per l’insorgere di elevati tassi di distorsione musicale quando la bobina si trova a non essere più immersa nel campo magnetico e cala repentinamente il prodotto BxL o fattore di forza dell’equipaggio magnetico.

Il diametro elevato e la conseguente limitazione della direttività ne impongono un utilizzo non oltre i 1500 – 2000 Hz, per cui sarebbe consigliabile realizzare un sistema a tre vie, o se un due vie, scegliere un tweeter in grado di operare agevolmente intorno ai 2000 Hz, quindi con risonanza massima di 1000 Hz e con un attenuazione di crossover di almeno 12 dB per ottava.

Qui sotto, vediamo la simulazione della risposta in frequenza del CW250 in baffle infinito :

La risposta in gamma bassa della simulazione è molto attendibile, mentre per l’estensione oltre i 3-4 Khz vi sarà una attenuazione più decisa che il mio software non simula efficacemente, come invece è mostrato nel grafico riferito al CW250 contenuto nel catalogo della stessa Ciare.

Passiamo ora alla determinazione delle dimensioni fisiche del pannello.

Scegliamo una altezza del pannello di 120 cm e una larghezza del baffle frontale di 45 cm, più due pannellini laterali che fungono sia da appoggio a terra  che da estensione della sezione frontale, di 20 cm entrambi. Andiamo a pag. 9 del testo, dove troviamo le formule principali di sviluppo :

1)      la Sp o superficie schermante che ne deriverà dalle dimensioni fisiche del pannello sarà pari al’altezza del pannello per la sua larghezza, compreso l’incremento dato dalle alette laterali e sarà pari a 1,2 x 0,85 metri lineari = 1,02 metri quadri.

2)      La Lunghezza d’onda di minimo isolamento sara pari alla radice quadra di Sp, quindi 1,01 metri lineari

3)      La frequenza Fd di inizio cortocircuito acustico, considerata l’immagine speculare del pavimento sara pari alla velocità del suono diviso 2 volte la lunghezza d’onda di minimo isolamento + il rinforzo del pavimento ( vedere formula ) = 121 Hz ( non male! )

4)      L’efficienza del sistema, espressa in percentuale ( vedere formula ) = 1,08%

5)      6) I molto approssimativi valori di F3 o frequenza minima utilmente riproducibile dal sistema e il relativo fattore di merito totale del sistema, con quest’ultimo di assai scarso valore essendo esso, almeno teoricamente uguale al Qts del trasduttore, varranno :

F3 circa 80 Hz , Qtc circa 0,6 (vedere formula )

6)      Il livello sonoro espresso in dB del sistema sarà pari a : 112+10xlog10 (efficienza) = 92,3 dB con 1W a 1 metro di distanza, in asse

7)      La Par o massima potenza acustica  utilmente riprodotta nella zona piatta di risposta ( da Fd a quanto il woofer riesce a riprodurre in alto ) sarà pari a (vedere formula) = 0,107 W acustici. Solitamente è più utile esprimere questo parametro in dB SPL, per cui :

Par max (SPL) = 112+10xlog10(Par) = 102,3 dB SPL ( ottimo risultato )

8)      La Per o massimo segnale di ingresso per ottenere la Par sarà pari a (vedere formula ) = 9,4W cioè molto meno della potenza massima sopportata dalla bobina mobile , dichiarata dalla casa in 80 W, inoltre la Per ci dice che possiamo ottenere il massimo output con il nostro piccolo ampli da 10 W

9)      Infine diamo una occhiata alla massima escursione del cono, relativa ad ottenere Par, quindi al limite delle prestazioni del sistema. Essa ci dice che a Fd è limitata a 0,3 mm mentre si avvicina ai limiti del tra ferro a circa 70 Hz, per cui si può operare in tutta sicurezza ma a patto di non esagerare con la manopola del volume e con programmi musicali particolarmente spinti nella regione delle frequenze più profonde.

La schermata relativa di EURES al nostro progetto ci fornisce i parametri appena visti in abbinamento con la curva di risposta ottenibile :

Direi che questo diffusore a dipolo bene si dovrebbe comportare musicalmente, visto anche la buona curva di risposta ottenuta. Naturali complementi di questo woofer potrebbero essere, come midrange il Ciare CM132 e come tweeter una coppia di HT269 rigorosamente in parallelo, uno sul baffle ed uno che irradia sul retro del pannello, in quanto il dipolo, deve essere tale a tutte le frequenze emesse dal sistema e irradiante nello stesso modo sia nella parte anteriore, rivolta all’ascoltatore che su quella posteriore, destinata a riprodurre il campo riverberato che tanto piace poiché dona quella particolare prospettiva “live” all’ascolto.

Concludo, informandovi che questo diffusore non è stato fisicamente realizzato ma solamente progettato per offrire un esempio applicativo della routine di calcolo e delle informazioni contenute nel testo relativamente al capitolo sul dipolo a pannello, ma ciò non preclude la sua realizzazione pratica da parte di qualche volenteroso che ne volesse saggiare direttamente le potenzialità che un simile diffusore potrebbe esprimere.

Uno schizzo di come potrebbe apparire nella realtà il diffusore è presente qui di seguito.

Buon lavoro da Alberto.      audiojam@libero.it