RESEARCH

Andatevi a vedere le misure di distorsione delle testine... Anche di quelle che hanno reputazione ottima.

Io oramai mi sono convinto che, quale che sia il metodo impiegato per misurarla, la distorsione possa influire sull'ascolto, e anche molto, solo quando supera il 3%.

E nel caso delle casse parliamo quasi sempre di picchi di distorsione causati da rattling, break-up non controllati, risonanze a spillo, vibrazioni anomale dei mobili, guasti e/o rotture... Non condizioni di funzionamento "normali" per casse di qualità insomma...

Ecco perché alla fine io per garantirmi di ottenere all'ascolto un suono di massima qualità sto attento "in primis" a quali trasduttori utilizzo e alla loro "risposta in frequenza" (che evidenzia abbastanza facilmente difetti del tipo elencato), nonché su quali mobili li monto... Misure di distorsione ne faccio raramente, praticamente solo per conferma di quanto avevo già appurato in altro modo...

Ho ricevuto da Massimo Piantini (http://www.maxresearch.com/), con il quale sto intrattenendo un piacevole scambio di conoscenze, una mail contenente diverse cose interessanti.

“...se ho ben capito quello che scrivi, gli ampli a valvole non avrebbero una risposta completamente piatta e pertanto risulterebbero con un suono “eufonico”.

Per la mia esperienza ritengo che questo sia reale e che l’ascolto si influenzato da questi parametri.

Invece dopo il tuo invito a cercare quegli scritti sul sito della Tangerinetech, ho trovato ciò che mi segnalavi:

Ho trovato molto interessante quanto scritto sia da Simone Bianchi che da te. La tabella che tu proponi, non solo è utile per comprendere quale siano gli effetti di alterazioni della risposta in frequenza di un diffusore, ma confermano tutte le mie esperienze fatte in tutti gli anni di ascolto di musica e sistemi hi-fi.

Sono rimasto colpito da due frasi dette una da Bianchi e una da te, che condivido e che spiegano tutte le mie scelte di produttore di musica.

"...Mi è capitato di ascoltare sistemi che andavano a privilegiare determinati parametri (ambienza, dinamica) distruggendone letteralmente altri (timbrica, realismo). Si può parlare ancora di alta fedeltà?”

Ho sempre pensato che delle componenti di un messaggio musicale, che per semplicità divido in TIMBRICA, DINAMICA, RICOSTRUZIONE AMBIENTALE, (ma naturalmente vi è una gamma grandissima di sfumature in ognuno di questi aspetti del messaggio musicale) ognuno di noi privilegi un aspetto o un altro a seconda del suo modo di percepire e interpretare le informazioni uditive che arrivano al proprio cervello. Pertanto, a seconda di questa inclinazione, che privilegiare alcuni aspetti piuttosto che altri, scegliamo il ns. sistema hi-fi e lo componiamo per riprodurre questa percezione uditiva che abbiamo immagazzinato nel ns. cervello. Questo spiega come mai vi siano una così grande varietà di impianti che suonano in maniera molto diversa, formati combinando in maniera personale i componenti di un sistema hi-fi. Ognuno di noi cerca di riprodurre quello che ha percepito del totale dell’evento sonoro, attraverso un sistema che privilegi gli aspetti a lui più graditi..."

“...Sappiamo infatti che un sistema audio non può 'clonare' esattamente il campo di pressione sonora esistente in una sala da concerto, bensì restituisce un 'fantasma' derivante da un segnale elettrico ottenuto in ambienti diversi con tecniche microfoniche ampiamente variabili.”..."

Condivido in pieno questa tua affermazione (n.d.r. In realtà la frase riportata è di Simone Bianchi, ma può essere tranquillamente usata anche per rappresentare correttamente il mio pensiero in proposito. R.G.) e proprio perché la trovo fondamentale per proseguire nel tentativo di “ricreare l’evento sonoro quanto più vicino possibile a quello registrato nella sala da concerto”, che ho deciso di dedicarmi al multicanale..."

Qualsiasi "woofer" montato in un box chiuso viene di norma "caricato" in modo tale che la frequenza di risonanza fondamentale e l'annesso fattore di smorzamento Q_TC corrispondano ad un prefissato andamento della risposta in frequenza (con i sistemi "accordati", quali a esempio i reflex, il funzionamento è più complesso e i parametri che lo descrivono sono più numerosi, ma il ragionamento che andremo ad esporre può esser esteso anche ad essi, come vedremo).

Ecco, ad esempio, cosa si può ottenere da una cassa chiusa per una stessa frequenza di risonanza F_Cal variare del Q_TC:

Per rappresentare compiutamente la curva di risposta alle basse frequenze di una cassa chiusa basta conoscerne il Q_TC e porre la F_C in corrispondenza al "100" del grafico qui sopra. La frequenza di risonanza F_C dipende dai parametri dell'altoparlante (primi fra tutti la M_MS e la S_D).

Al diminuire della massa mobile dell'altoparlante e del volume di carico, o viceversa all'aumentare della sua superficie, la F_C e il Q_TC aumentano.

Ammettiamo di avere un woofer da 30 cm di diametro che, montato in una cassa chiusa troppo piccola per lui, esibisca una F_C= 80 Hz e un Q_TC= 1,3.

La risposta in frequenza sarà la "1", ed emetterà quindi i 40 Hz (la frequenza F= F_C/2) a -11 dB rispetto al livello asintotico di riferimento.

L'unico modo per far funzionare meglio questo altoparlante ed estenderne la risposta in frequenza verso il basso, utilizzando solo metodi "passivi", consisterà nell'aumentare il volume a sua disposizione (aumentando quindi anche l'ingombro dei diffusori).

Ma questo problema può essere affrontato anche con un approccio "attivo", consistente nell'utilizzare, per pilotare il nostro altoparlante, un amplificatore dotato di una curva di risposta alle basse frequenze "speculare" rispetto alla curva "1".

In questo modo la risposta in frequenza risultante potrà essere estesa verso il basso a volontà, avendo come unico limite la potenza elettrica disponibile e/o i limiti di escursione del nostro woofer.

Se F_C e Q_TC sono noti, si potrebbe far precedere il nostro amplificatore finale da una rete elettrica che filtri il segnale in modo da conseguire la voluta risposta in frequenza speculare della "1". E il gioco è fatto.

Questa, ad esempio, è la via che abbiamo seguito Bo Arnklit ed io nel novembre del 1984 nella progettazione del The Audio Bass.

Ma, se io la risposta del mio woofer nel mio volume non la conosco e non la posso prevedere o misurare?

Esiste un altro metodo per così dire "automatico" che consiste nel fare in modo che il mio amplificatore venga messo in condizione di "conoscere" ed equalizzare tutto da solo la risposta della mia cassa ottenendo alla fine l'andamento piatto desiderato.

Il metodo consiste nel predisporre un "sensore" in grado di rilevare la risposta in tempo reale e di collegarlo all'ampli in modo che questo adegui automaticamente la sua risposta in frequenza alle necessità rilevate.

A questo punto sarà bene evidenziare un concetto che nei vari forum su The Internet dove si parlava di questi argomenti ho trovato espresso in modo molto, ma molto, confuso. E solo raramente corretto:

La risposta in frequenza di cui stiamo parlando è quella che si potrebbe misurare di fronte al nostro woofer ove questo fosse messo in condizione di emettere senza impedimenti né riflessioni di sorta, in condizioni di "campo libero". La risposta misurabile ad almeno 1 metro di distanza in una grande camera anecoica, insomma...

Stiamo parlando quindi della pressione acustica emessa dall'altoparlante montato in cassa, ovvero il livello di dB_SPL in funzione della frequenza.

Ora, deve sapere che questa risposta in frequenza ha un andamento che è uguale a quello della "accelerazione" del cono.

E che la accelerazione è la derivata della velocità. E la velocità è la derivata dello spostamento (sempre rispetto al tempo).

Se ci troviamo in condizione di conoscere l'andamento della accelerazione del cono in funzione della frequenza (magari perché abbiamo applicato al cono un piccolo "accelerometro" (una capsulina piezoelettrica), quello è già perfettamente corrispondente all'andamento della risposta del nostro altoparlante. Volendola "equalizzare" basterà quindi reiniettarla nel nostro circuito finale su un ingresso invertente ed avremo realizzato una "controreazione" che farà variare la risposta del nostro ampli in modo da essere "speculare" rispetto alla risposta della cassa. A quel punto il sistema completo ampli più cassa presenterà una risposta in frequenza piatta (che volendo potrà essere filtrata passa-alto e passa-basso a priori per eliminare da tutto il funzionamento le frequenze indesiderate).

Con il metodo di "equalizzazione automatica" appena visto si ottiene anche una riduzione della distorsione introdotta da eventuali e sempre presenti non linearità nel campo magnetico e/o nelle sospensioni dell'altoparlante. Ovvero, nello stesso modo in cui la retroazione fa diminuire la distorsione dell'amplificatore, ora farà diminuire anche quella introdotta dal nuovo elemento introdotto nell'anello di retroazione, cioè l'altoparlante. Inoltre, verrà "equalizzato" e "compensato" anche qualsiasi effetto (lineare o non lineare che sia) dovuto ai cavi di collegamento ampli/cassa.

Ma, al posto dell'accelerometro, noi potremmo pensare di impiegare anche altri tipi di "sensori".

Come ad esempio un microfono esterno molto ravvicinato (tale da rilevare direttamente la risposta in campo vicino). In questo caso il delay fra la applicazione del segnale e il segnale rilevato e riportato in retroazione rende però più difficile mantenere tutto il sistema perfettamente stabile. Nel senso che quando il segnale che andiamo ad applicare come retroazione si presentasse ruotato di 180° rispetto a quello di ingresso avremmo in realtà costruito un oscillatore...

Stesso problema (aggravato dalle stazionarie e dai rimbombi nel mobile) lo si deve fronteggiare anche con il metodo, proposto da R.H.Small, che prevede l'uso di un microfono omnidirezionale posto dentro alla cassa (vedi anche: http://www.renatogiussani.it/varie/IAF/iaf4_4.jpg).

In questo caso, la tensione fornita dal microfono avrà l'andamento della pressione nella cassa, che ha lo stesso andamento dello "spostamento" del cono. E quindi, prima di essere usato come segnale di controreazione, dovrà essere derivato due volte per farlo diventare simile a quello dell'accelerazione (questo lo si fa applicando in banda passante un andamento aggiuntivo crescente a 12 dB/ottava, ottenibile con un filtro passa-alto avente una frequenza di taglio F_T sufficientemente più alta di quella massima che si vuole compensare). Il vantaggio di questo metodo è che sarebbe applicabile anche alle casse Reflex. La pressione all'interno del mobile infatti, ove derivata due volte, ci offre lo stesso andamento della risposta in frequenza "esterna": indipendentemente dal numero di membrane e/o di fori presenti sulla cassa.

Un altro sistema... E qui veniamo al dunque", è quello che prevede di utilizzare un altoparlante a doppia bobina, usandone una come bobina "motrice" e l'altra come "sensore", questa volta "di velocità".

Quando alimentiamo la prima bobina il cono si muoverà e la seconda bobina, immersa anch'essa nel campo magnetico, diverrà sede di una forza elettromotrice proporzionale alla sua velocità. Che poi è anche quella del cono. Per risalire all'accelerazione (ovvero alla pressione in dB_SPL generati) si dovrà quindi applicare al segnale, come nel caso precedente, un processo di derivazione, ottenibile questa volta con un solo filtro passa-alto del 1° ordine, che preveda comunque una frequenza di taglio F_T adeguatamente più alta (500/1000 Hz) della banda sulla quale deve fornire la desiderata azione di rotazione antioraria a 6 dB/ott del segnale di retroazione (20:200 Hz). Dopodiché si prenderà questa tensione e la si riporterà indietro ad un ingresso invertente in modo di poterla impiegare come parte della controreazione.

Ma, naturalmente, il suo livello dovrà essere compatibile sia con l'amplificatore che con l'altoparlante impiegati (dovrà quindi essere regolato accuratamente) e dipenderà in modo rilevante dalla tipologia di woofer a doppia bobina impiegato: impedenza, efficienza e struttura degli avvolgimenti inclusi.

Qualcuno potrebbe chiedersi se il segnale applicato alla prima bobina abbia o meno la capacità di far nascere nella seconda una f.e.m. indotta come avviene (per "mutua induzione") fra gli avvolgimenti primario e secondario nei trasformatori.

Nell'altoparlante magnetizzato questo processo è impossibile, dato che per far nascere una f.e.m. nel secondo avvolgimento, a causa delle variazioni di corrente nel primo, bisogna che il flusso magnetico concatenato con entrambi possa variare "copiando" l'andamento della corrente. E questo in un altoparlante non può avvenire per definizione, dato che il suo circuito magnetico lavora nel ramo alto orizzontale della curva di isteresi del magnete, ovvero è "saturo" e l'induzione magnetica B è quindi costante e non influenzabile dalla corrente che scorre nella bobina motrice. Questo ci assicura quindi che la tensione che rileveremo ai capi della seconda bobina usata come "sensore" sarà veramente generata solo dal movimento del cono, risultando come già detto proporzionale alla sua velocità.

Stamane ho finalmente verificato che quello che avevo scritto da tempo qui sopra, basandomi esclusivamente su ragionamenti teorici, era giusto.

Intanto ho verificato, con l'oscilloscopio a doppia traccia che mi ha prestato l'amico Carlo De Marinis insieme ad un woofer a doppia bobina RCF L10S102, che:

- Il segnale in uscita dalla seconda bobina è in fase con quello entrante sulla prima bobina.

- Fermando con le mani il cono, il segnale motore sulla prima bobina rimane naturalmente inalterato, mentre quello sulla seconda va a zero.

Quindi ho misurato la risposta in frequenza in campo vicino (cioè l'andamento della pressione acustica, che so essere proporzionale all'accelerazione del cono) e la risposta del segnale in uscita dalla seconda bobina potando così confermare che quest'ultimo è proporzionale alla velocità, del cono.
Infatti moltiplicandolo per jω, ovvero derivandolo una volta rispetto alla frequenza o, che è lo stesso, filtrandolo passa alto a 12 dB/ottava (con gli strumenti di post-processing della Clio) e rendendolo quindi proporzionale all'accelerazione, l'andamento diventa uguale a quello della pressione rilevata con il microfono.

Però la corrispondenza, con questo altoparlante, è buona dai 20 ai 60 Hz... Questa sarebbe quindi la banda sulla quale sarebbe possibile usare nelle GR TMA-1 il sistema "servo" previsto sulla controreazione. Dovrò rifare le stesse misure con i woofer Ciare che ho scelto.

Nel grafico che segue il segnale rosso è la risposta del woofer misurata in campo vicino con il microfono, quello verde è quella del segnale in uscita dalla seconda bobina e quello blu è lo stesso dopo averlo derivato una volta, rendendolo proporzionale all'accelerazione e quindi anche alla pressione acustica generata, in modo che sia possibile utilizzarlo come segnale di controreazione:

Oggi ne ho montato uno nel mobile del muletto delle GR Delta Due. Il volume di 23 litri lordi per l'occasione è stato riempito completamente di lana di vetro.

Ripetute con il woofer Ciare le stesse misure che avevo già effettuato su un woofer RCF in aria libera, queste sono le risposte rilevate:

Dove la curva rossa è quella del CS253 misurata con il microfono in campo vicino, mentre la nera è quella misurata ai capi della seconda bobina e poi derivata una volta. Anche in questo caso sembrerebbe che il segnale proveniente dalla seconda bobina possa essere utilizzato per operare una equalizzazione automatica della risposta solo fino ad una frequenza di 60/70 Hz, al massimo 100. Mentre il progetto prevede che i woofer funzionino fino a circa 300 Hz. Si richiederà perciò lo studio di una rete di controreazione che sommi il segnale della seconda bobina a quello presente ai morsetti di uscita con delle modalità ben calibrate ancora da definire.

Essendo in possesso dei due ampli per subwoofer Keiga KG-5150 acquistati dalla Madisound, nonché del loro schema elettrico gentilmente fornito dalla Madisound stessa (grazie Josh), ho finalmente deciso di passare all'azione provando ad utilizzare come segnale di controreazione la f.e.m. fornita dalla seconda bobina del sub-woofer CS253 (con la prima bobina collegata normalmente con ruolo motore all'uscita dell'ampli stesso.

Ricordo che quello che volevo ottenere dai servo-woofer delle GR TMA-1 era una risposta passa-banda estesa dai 20 ai 280 Hz.

I 280 Hz (frequenza prevista per l'incrocio con i mid Bassi BG Neo-10) dovevano essere approssimativamente a -6 dB rispetto alla banda passante, mentre la estensione verso il basso doveva garantire almeno i 30 Hz a -3 dB e i 25 a -6 (un utile filtro subsonico comincia poi ad attenuare molto già a partire dai 20 Hz in giù).

Attuata una prima semplice modifica sperimentale al circuito di controreazione dell'amplificatore e accesa la fida scheda Clio, ecco i risultati di questa giornata di test:

Risposta acustica in campo vicino del CS253 (non filtrato e montato nel volume delle Delta Due riempito con lana di vetro) pilotato normalmente.

Questa è la risposta precedente (blu) a confronto con quella ottenuta con il circuito modificato ed il filtro Passa-Basso inserito (rossa).

Nel secondo caso i 30 Hz sono emessi a circa -3 dB rispetto al livello della banda passante.

La Blu è la risposta acustica con il filtro passa-basso dell'ampli regolato per circa 80 Hz e circuitazione normale a confronto

con quella (rossa) ottenuta con il circuito modificato per impiegare la controreazione di movimento.

A parità di controreazione al centro della banda passante, la risposta è estesa a -6 dB dai 25 Hz ad oltre 250.

E finalmente la risposta finale ottenuta tracciata da sola per poterne valutare meglio l'intero andamento.

In precedenza siamo giunti alla conclusione che per poter sostituire un sassofono con un altoparlante dovremmo registrare il suono con un microfono posto in corrispondenza della bocca di emissione dello strumento. Analogamente, per trasportare l'intero fronte di emissione del suono di un'orchestra in corrispondenza degli altoparlanti che lo emetteranno, si dovrebbe prelevare il suono in corrispondenza di una finestra ideale tracciata di fronte alla posizione di ascolto di cui si vogliono simulare le sensazioni, alla stessa distanza che separerà gli altoparlanti dall'ascoltatore durante la riproduzione.

Anche se le ipotesi di lavoro ed i metodi di registrazione adottati in pratica sono generalmente diversi da quello qui ipotizzato, l'esempio che abbiamo usato gode dei vantaggio di rendere abbastanza evidente come due soli microfoni (e due soli altoparlanti) abbiano qualche difficoltà a registrare e riprodurre l'intero fronte acustico che attraversa la finestra.

Tenete presente, poi, che quest'ultima approssima soltanto la superficie attraverso la quale passano le onde acustiche che forniscono le sensazioni di ascolto originali, dato che l'ascoltatore durante l'evento acustico reale è raggiunto da onde sonore provenienti praticamente da tutte le direzioni intorno a lui.

In ogni caso, la stereofonia si basa sull'ipotesi che ricostruire parzialmente il solo fronte d'onda anteriore possa essere sufficiente e noi, almeno per ora e visti anche gli insuccessi della quadrifonia, cercheremo di non essere più esigenti.

Quello che ci preme sottolineare a questo punto è in realtà un'altra cosa, e cioè che quando si effettua il passaggio logico dal caso della riproduzione in cuffia a quello tramite altoparlanti è molto facile cadere nell'errore di confondere la sensazione d'ascolto con lo stesso evento acustico ricostruito.

In effetti, la stereofonia ufficialmente non ha mai preteso di poter ricostruire l'evento acustico con tutte le sue caratteristiche oggettive, quanto invece la sensazione soggettiva che l'ascoltatore potrebbe provare in presenza di quell'evento acustico reale. Nel caso della riproduzione in cuffia questa limitazione è evidente: basta prendere atto del fatto che la scena acustica non è di fronte all'ascoltatore, bensì è rigidamente bloccata alla sua testa e non risente in alcun modo (almeno fino a che non si dovesse strappare il filo ... ) dei suoi spostamenti. Nel caso degli altoparlanti invece, il solo fatto che il suono raggiunge l'ascoltatore in modo dei tutto simile alla situazione naturale e che più ascoltatori possono sentire il suono riprodotto nello stesso ambiente, provando sensazioni simili, conduce facilmente all'errore di credere che la distanza fra la riproduzione e la realtà si sia quasi annullato.

Basta tornare un attimo a considerare l'esempio che abbiamo chiamato della finestra per rendersi conto che la posizione dei microfoni, quella degli altoparlanti e quella dell'ascoltatore sono rigidamente interdipendenti.

Perché il tutto funzioni come previsto in fase di registrazione l'ascoltatore deve trovarsi ad una ben precisa distanza sull'asse dei segmento congiungente i due altoparlanti, che a loro volta devono essere distanziati secondo le indicazioni di chi ha effettuato la registrazione.

Oualsiasi variazione della distanza fra i due altoparlanti, così come della distanza di ascolto comporterebbe infatti una conseguente variazione delle dimensioni orizzontali soggettive dell'orchestra.

Ma la differenza maggiore esistente fra l'ascolto stereo (fonico) classico e la realtà è che mentre un evento musicale reale è fatto per poter essere ascoltato da un pubblico normalmente abbastanza numeroso e comunque da un numero di persone sempre superiore ad "1". la stereofonia può funzionare davvero solo quando ad ascoltare è una persona sola, che si trovi alla giusta distanza dalle casse, la sua testa sia alla giusta altezza da terra e la sua ricerca del "centro" della zona d'ascolto ottimale sia terminata prima della sua pazienza.

Se poi questa ricerca non è neanche mai iniziata, o l'ascoltatore crede che non sia importante, allora è molto probabile che non abbia mai provato neanche le sensazioni che la vera stereofonia dovrebbe poter comunque offrire.

Ma anche un impianto stereofonico ottimizzato ed ascoltato a dovere non potrà mai estrarre esattamente dal segnale stereo delle informazioni che nessuno vi ha mai scientemente codificato.

Ecco quindi che la scena acustica offerta dalla stereofonia tradizionale si riduce per il suo unico ascoltatore ad un fronte, ampio e profondo quanto si vuole, ma pur sempre limitato nelle informazioni sulla sua altezza dall'assenza di qualsiasi codifica ufficiale prevista allo scopo.

È anche partendo da queste considerazioni che numerosi ricercatori hanno cercato di superare il concetto di stereofonia classica, finendo per proporre soluzioni che, offerte il più delle volte come capaci di aumentare il realismo dell'ascolto, ottengono questo risultato proprio perché cercano di combattere i limiti cui abbiamo appena accennato..."

NANOTECNOLOGIE
Dalla clava all'atomo

M!nd n° 1 Giugno 2005

L'uomo delle caverne traeva i suoi utensili e gli oggetti di uso comune dalla pietra. Scheggiandola e poi impiegandola a dovere.

La precisione che poteva raggiungere non era poi così piccola. Io direi comunemente per oggetti grandi (la clava...) dell'ordine del cm, ma su certi oggetti piccoli anche del millimetro, probabilmente.

Gli antichi Greci e successivamente i Romani, ma anche i Cinesi ed altri, mi risulta che fossero in grado di produrre oggetti in pietra (anche marmo, ad esempio) e in metallo (anche oro, sempre ad esempio) con una precisione molto elevata.

Arrivati al '700 troviamo addirittura degli orologiai in grado di costruire orologi che avevano uno spessore inferiore a quello delle monete dell'epoca. E parlo di quelle piccole.

Tutto ciò è andato di pari passo con l'evoluzione tecnologica che ha accompagnato da sempre quella della civiltà. Altro che filosofia e religioni...

E, cosa ha consentito lo sviluppo delle tecniche atte a produrre le materie plastiche o degli oli lubrificanti, o la costruzione di motori per auto in grado di durare diverse centinaia di migliaia di km invece di decine...?

L'avere imparato a non agire più solo su pezzi di materia costituiti da macro-aggregazioni molecolari, bensì proprio sulle singole molecole. Alterandole e costruendone anche di quelle del tutto nuove. Ad hoc.

E già sapendo operare a livello molecolare su dimensioni sempre più piccole siamo arrivati a costruire computer molto efficienti, ad esempio. Come pure display i LCD...

Ad esempio invece di 1 metro (100 cm) potremmo accettare 105 cm o 95... E' tanto, vero?

Vediamo ora, per confronto, quanto siamo disposti ad accettare come "errore" di marcia di un orologio.

Un cronometro, per poter essere certificato tale, deve dimostrare di essere in grado di marciare (in condizioni controllate e ampiamente variabili) entro i limiti di -4 e + 6 s/d (secondi al giorno).

Ma gli ultimi sviluppi che ci stanno portando ad immagazzinare centinaia di Gigabyte di informazione in spazi minimi, come pure ad avere le macchine fotografiche digitali che tutti conoscete. Ma anche uona parte di tutto il resto, è legato allo sviluppo delle nanotecnologie.

E la corsa al sempre più piccolo e conseguenti sempre minori tolleranze e sempre maggiore precisione non è certo finita né finirà molto presto... Anzi, probabilmente non finirà mai...

Proviamo allora a mettere in relazione, sia pure in modo assai grossolano, alcune delle cose che, anche qui, conosciamo meglio.

Ad esempio, quando io consiglio di non superare una deviazione dei parametri principali dei componenti di un crossover di + 5% rispetto ai valori nominali, sto parlando di una variazione da 1 a 1,05 o da 1 a 0,95 ovvero +0,4 dB... Vi pare troppo poco...? A me come tolleranza decisamente pare invece un po' troppo. E infatti la si può utilizzare solo per circuiti che lo consentano. Per quello delle NPS-1000 no, ad esempio.

Ora, in un'ora ci sono 60 x 60 = 3.600 secondi e che quindi in un giorno ce ne sono 3.600 x 24 = 86.400.

Un orologio che sbaglia di 3 secondi al giorno ha quindi un errore del 3/86.400 x 100 % = 0,0035% equivalenti a +0,0003 dB.

Che dire allora della pendola che ho appena auto-costruito, che (ove ben tarata, da me) promette un errore massimo contenuto entro + 1 s/mese, equivalente a 1 secondo ogni 86.400 x 30 = 2.592.000 secondi....?

Trattasi di meno dello 0,00004% equivalente a circa 0,000003 dB (ovvero 0,4 millesimi di millimetro ogni metro)...

Vi sembra ancora così tanto quello che io vorrei poter chiedere ai nostri impianti hi-fi, cioè il mio +0,1 dB equivalenti ad una variazione dell'1% cioé come sbagliare 1 cm su un metro...?

Da notare che quando un ampli distorce lo 0,025% come il Pioneer SA 8500 (http://www.renatogiussani.it/varie/misure.jpg) stiamo parlando di 0,002 dB, (ovvero 2,5 decimi di millimetro ogni metro) . Ancora molti, ma molti di più, degli 0,000003 dB garantiti dalla mia pendola meccanica ...

Perché certe volte la sensazione di "presenza fisica" delle casse è piacevolmente ridotta

Ad esempio: se sono buone planari elettrostatiche/isodinamiche, omnidirezionali, a dipolo,

Durante l'ascolto di musica con una coppia di buone casse hi-fi elettrostatiche, isodinamiche, a dipolo,con testa medio-alti separata e sovrapposta, omnidirezionali, direct/reflecting oppure minicasse free-standing... L'ascoltatore può facilmente provare la sensazione di ascoltare stando di fronte al palcoscenico reale, dimenticando la presenza fisica delle casse, in misura molto maggiore rispetto a qualsiasi altra situazione che preveda sistemi di altoparlanti caratterizzati da pannelli anteriori rigidi di grandi dimensioni, ovvero larghi molto più di 20 cm (fra l'altro, questo fatto può spiegare abbastanza facilmente il successo avuto negli ultimi anni in tutto il mondo da una gran quantità di ottimi minidiffusori, per i quali la installazione prevalente è su un supporto alto circa 1 metro e ben lontani dalle pareti dell'ambiente d'ascolto). Le motivazioni di tale risultato sono in alcuni casi anche di ordine psicoacustico (dipendenti anche dall'aspetto esterno dei diffusori in oggetto), ma in massima parte dipendono da specifiche caratteristiche acustiche oggettive, legate ad alcune modalità di emissione di tali sistemi, pur apparentemente molto diversi.

Nella trattazione che segue vengono esaminati quattro aspetti principali della emissione, che vengono messi in relazione con le caratteristiche di funzionamento dei sistemi elencati, mettendo in luce che praticamente solo i minidiffusori sono in grado di offrire (per quanto concerne la parte più importante dello spettro acustico) la migliore e più realistica "phantom scene" possibile.

Anche se, è importante sottolineare che stiamo parlando di fattori "del second'ordine", rispetto ad altri che costituiscono la base qualitativa sulla quale costruire tali affinamenti.

E tale "base" è comunque costituita da una capacità dinamica sufficiente, una distorsione contenuta anche ai bassi livelli di ascolto e, soprattutto, una risposta in frequenza (rilevabile su tutta l'area di più probabile ascolto, il che chiama in causa anche la dispersione, sia orizzontale che verticale) corretta, ovvero tale da estrinsecarsi (come oramai universalmente acclarato) in un andamento in ambiente molto simile a quello proposto come ottimale negli anni '70 da Henning Møller della B&K.

Per poter fruire della caratteristica della capacità dei migliori minidiffusori di "rendersi "invisibili", senza dover rinunciare alla estensione della gamma bassa, alla dinamica massima del programma riprodotto e ad una possibile percezione di una piacevole e a volte realistica "phantom vertical dimension" della scena acustica (garantita ad esempio da certe elettrostatiche e/o isodinamiche a forte sviluppo verticale), si propone come soluzione migliore la struttura tipica dei sistemi tipo Delta 4, caratterizzati da una zona di emissione delle frequenze medio-alte con dimensioni particolarmente ridotte, accompagnata da un woofer (non "sub") a pavimento in grado di completare il messaggio acustico senza "sporcarlo". Tale struttura conferisce alla scena acustica anche una dimensione verticale percepita come naturale e credibile.

Tutto lo "spazio acustico" che si trova intorno all'ascoltatore, principalmente davanti a lui. Tutto il volume percepito come occupato da sorgenti acustiche reali, virtuali (ad esempio sorgenti riflesse) e fantasma (che esistono solo nella testa di chi ascolta, come ad esempio l'immagine centrale che si ottiene in un sistema stereofonico alimentato con un segnale monofonico, come pure la percezione di sorgenti "inesistenti" ricreate da complessi fenomeni psicoacustici).

- Durante l'ascolto dal vivo: Le sorgenti "prevalenti" sono quelle reali.

- Durante l'ascolto di un sistema stereofonico o Dolby Surround: Le sorgenti "prevalenti", nei migliori sistemi hifi, sono le virtuali e le fantasma..."

Da ciò deriva che, se vogliamo "non sentire" la presenza degli altoparlanti e delle casse su cui sono montati, bensì avere la sensazione che ad emettere i suoni che sentiamo siano le stesse sorgenti reali la cui emissione è stata catturata dai microfoni, dovremo curare che, durante la emissione dei segnali acustici:

A) Non siano presenti fenomeni di diffrazione ai bordi del pannello frontale se non in misura minima. L'esperienza pluriennale di accurati ascolti Hi-Fi ci dice che quando il pannello frontale di una cassa non planare raggiunge o (a maggior ragione) supera i 30 cm di larghezza e non implementa accorgimenti atti a minimizzare la diffrazione ai bordi, la sensazione della sua presenza come reale sorgente emittente ciò che stiamo ascoltando si fa importante. Viceversa, con un pannello anteriore di larghezza prossima ai 20 cm o (a maggior ragione) inferiore, la sensazione della sua presenza tende a sparire comunque.

B) La emissione verso la parete posteriore alle casse avvenga "abbastanza liberamente" quantomeno per tutta la banda di frequenze dai 1000 Hz in giù (molto importanti per la creazione dell'atteso campo riverberato). Condizione congruente con quella del punto A.

C) I segnali riflessi dalla parete di fondo che si trova posteriormente alle casse possano raggiungere l'ascoltatore senza incontrare ostacoli acusticamente importanti lungo il loro cammino. Tantomeno le casse stesse. Condizione congruente con quelle dei punti A e B.

D) I segnali emessi dalle casse verso la parete posteriore siano in fase con la emissione frontale.

Nel caso di riproduzione (ricostruzione virtuale) di sorgenti registrate in near-field o comunque a distanza ravvicinata, presenti nella maggioranza delle migliori registrazioni (come una voce solista ad esempio), questa condizione si riferisce al fatto che quasi tutti gli strumenti musicali e le sorgenti acustiche reali la cui presenza virtuale deve essere ricostruita emettono tutto all'intorno onde acustiche in fase fra loro. Nel caso di ricostruzione di sistemi acustici più complessi, e/o registrati a grande distanza, si deve tener conto del fatto che i diffusori devono essere in grado di ricreare un campo riverberato e di prime riflessioni simile a quello atteso da chi ha effettuato ed ottimizzato le registrazioni. E con una emissione posteriore in controfase ciò non può avvenire.

- Se ascoltiamo casse di grandi dimensioni che non adottino accorgimenti particolari e siano dotate di un pannello frontale abbastanza ampio, ci troveremo purtroppo a non poter considerare soddisfatto praticamente nessuno dei quattro punti A, B, C, D, anche se quello B lo sarà almeno in parte, in misura dipendente dalle dimensioni del pannello.

- Nel caso delle migliori casse planari elettrostatiche e/o isodinamiche siamo in presenza di sistemi in grado di soddisfare quasi sempre molto bene i punti B e C, e qualche volta anche A (grazie alla emissione a dipolo di un fronte d'onda "piano" che non dovrebbe propagarsi se non in piccola parte lateralmente), ma certamente non il punto D.

- Un'altra tipologia di casse che sembrerebbero poter soddisfare molti dei punti appena visti sono alcune di quelle appartenenti alla categoria delle "omnidirezionali", fra le quali potrei ricordare le Ohm, che utilizzano il trasduttore di Walsh:

Prendendo ad esempio proprio le Ohm F, se ne può trarre abbastanza facilmente che tutte le omnidirezionali, soddisfano abbastanza bene i punti A, C e D, mentre, per quanto riguarda il punto B, "esagerano un po'". Esse emettono verso la parete posteriore, e non solo, tutta la gamma audio e tutta allo stesso livello e con il medesimo spettro. E' facile verificare che questa condizione non rispetta affatto le necessità richieste da quanto descritto qui: Stereofonia e Percezione e in particolare ciò che si può desumere da questo brano: "...... per trasportare l'intero fronte di emissione del suono di un'orchestra in corrispondenza degli altoparlanti che lo emetteranno, si dovrebbe prelevare il suono in corrispondenza di una finestra ideale tracciata di fronte alla posizione di ascolto di cui si vogliono simulare le sensazioni, alla stessa distanza che separerà gli altoparlanti dall'ascoltatore durante la riproduzione..." "...In ogni caso, la stereofonia si basa sull'ipotesi che ricostruire parzialmente il solo fronte d'onda anteriore possa essere sufficiente e noi, almeno per ora e visti anche gli insuccessi della quadrifonia, cercheremo di non essere più esigenti...". Ovvero hanno un rapporto di emissione Anteriore/Posteriore non congruente affatto con quanto viene presupposto dalle tecniche di registrazione universalmente adottate.

- Le casse a dipolo, in relazione alla loro struttura e dimensioni, potrebbero soddisfare comunque solo i punti A, B e C.

- Le casse Direct/Reflecting, in relazione alla loro struttura e dimensioni, potrebbero soddisfare anche tutti e quattro i punti A, B, C e D, ma soffrono in misura ancora maggiore rispetto alle omnidirezionali il fatto che non si comportano in modo congruente con le necessità richieste da quanto descritto qui: Stereofonia e Percezione. Ovvero hanno un rapporto di emissione Anteriore/Posteriore non congruente affatto con quanto viene presupposto dalle tecniche di registrazione universalmente adottate.

- I punti A, B, C e D sono tutti soddisfatti solo quando si utilizzano casse acustiche di piccolissime dimensioni installate lontano dalle pareti. Il che spiega in gran parte il successo che hanno avuto negli ultimi anni questo tipo di sistemi. Un altro motivo del successo delle piccole casse risiede certamente nel loro piccolo ingombro, ma questa non sarebbe ragione sufficiente a giustificare i commenti entusiastici di ascoltatori esperti che mettono in particolare risalto la capacità delle minicasse di "sparire acusticamente alla vista" lasciando il posto alla scena acustica originale.

Peraltro le piccole casse non sono in grado di emettere consistenti e realistici livelli di pressione alle basse frequenze e l'uso di abbinare loro sistemi subwoofer non sembra essere esente da importanti difetti di coerenza di emissione e di naturale sensazione d'ascolto.

- La conclusione è che l'unica tipologia di cassa in grado di soddisfare tutti e quattro i punti elencati, mantenendo al contempo una coerenza di emissione, una estensione della risposta ed una capacità dinamica più che soddisfacenti, sia proprio quella "tipo Delta 4". Il che rende ragione dei giudizi estremamente positivi e lusinghieri espressi da tutti coloro che hanno avuto la possibilità di ascoltarne una implementazione pratica corretta.

Tutte le argomentazioni appena espresse rendono però possibile quantomeno soddisfare i punti A, B e D, anche disponendo dietro alle nostre casse, ove queste avessero dimensioni importanti, un altoparlante capace di emettere verso la parete di fondo (e in fase con l'emissione frontale) i segnali che il grande pannello della cassa tende a trattenere nel suo semispazio anteriore. Quanto al livello cui tale emissione deve avvenire ed alla effettiva relazione di ampiezza fra tutte le costituenti il suo spettro di frequenze, questi dipendono sia dalle caratteristiche della cassa cui il dispositivo venga applicato sia dalla distanza dalla parete posteriore. Non è cosa che un autocostruttore possa affrontare alla leggera...