DDELS

Nel caso del DDELS la scelta del target di prestazioni che si voleva raggiungere è stata semplice: ottenere da un compatto diffusore da libreria/stand un suono in ambiente il più simile possibile a quello delle Delta 4, ovvero i modelli GR con il woofer molto vicino al pavimento.

Nelle Delta 4 i woofer sono posizionati molto vicini al pavimento per ottenere contemporaneamente due risultati che dovrebbero essere sempre ben presenti a tutti i progettisti di diffusori da pavimento e aggiungerne altri tre caratteristici della completa filosofia Giussani Research.

Avverto che nel riferirmi ai vari parametri e misure in gioco userò la stessa terminologia impiegata nel Cross-PC

I risultati garantiti da un posizionamento del woofer vicino al pavimento sono:

A) La eliminazione delle interazioni distruttive fra l’emissione diretta del woofer e quella della sua immagine riflessa dal pavimento.
B) Un utile incremento del livello della risposta Complessiva (emissione diretta) del Woofer in ambiente, che si riflette in un aumento della Risposta Globale che è la somma della Complessiva e della Energetica (campo riverberato). Cosa che consente di ottenere una sensibilità dell’intero sistema più elevata di circa 2 dB.

I tre risultati esclusivi GR relativi ai modelli Delta 4, ottenuti anch’essi grazie alla posizione del/i woofer molto vicina al pavimento sono invece:

C) L’ aumento della dimensione verticale della scena acustica virtuale secondo le modalità del DSR verticale.
D) La massima regolarità della risposta a bassa frequenza grazie alla attivazione del maggior numero possibile di onde stazionarie in modo di non avere “buchi” troppo evidenti alle basse frequenze. Cosa che con più woofer nello stesso diffusore migliora ulteriormente (come nelle Delta 4 R10 e in massimo grado nelle GR NPS-1000).
E) La massima consistenza delle prestazioni a bassa frequenza al variare dell’ambiente di installazione.
(Grazie al fatto che il pavimento e il soffitto sono quasi sempre, quantomeno nelle abitazioni moderne, le superfici di chiusura dell’ambiente più pesanti e più rigide, la importante interazione del woofer con il pavimento e con le stazionarie che si instaurano proprio fra pavimento e soffitto varia di poco al variare dell’ambiente stesso).

Tornando al DDELS, i primi elementi che si volevano aggiungere alle prestazioni di diffusori da stand costruiti secondo gli standard più comuni erano i seguenti:

A) In assenza della vicinanza al pavimento, per ottenere comunque risultati simili, rendere possibile la vicinanza ad altra superficie di chiusura con una installazione a parete (libreria).
B) Nel caso di eccessiva leggerezza della parete di appoggio o di installazione su stand, generare una emissione aggiuntiva di un suono non molto differente da quello che nelle Delta 4 viene emesso dall’immagine del/i woofer sotto al pavimento.

La soluzione trovata per garantire i risultati richiesti dal target prefissato è stata l’aggiunta di un secondo woofer laterale, che ha consentito anche di uniformare il più possibile la risposta in frequenza, grazie alla diversa distanza dei centri di emissione dei due woofer dalla parete posteriore, sia di raddoppiare la dinamica consentita.

A questo punto si sarebbe potuto decidere di impiegare due woofer identici (collegandoli semplicemente in parallelo) ma, rispetto alla soluzione DDELS che descriveremo fra poco, tale configurazione estremamente semplicistica sarebbe servita solo ad accrescere ulteriormente il livello in gamma medio-bassa superando il target desiderato.
Da tener presente infatti che l’emissione diretta dell’immagine sotto al pavimento tipica dei modelli Delta 4 è sempre un poco attenuata, sia perché il pavimento non è mai né infinitamente pesante né perfettamente rigido e sia perché la distanza del woofer-immagine dal punto d’ascolto è superiore a quella del woofer reale.

A questo punto, volendo attenuare un poco il woofer laterale, invece di farlo inserendogli semplicemente una resistenza in serie, si è preferito attenuarlo aumentandone la massa mobile, ottenendo di abbassarne la frequenza di risonanza e aumentarne il Qtc, garantendo così una risposta in frequenza più estesa rispetto a quella che si sarebbe ottenuta attenuandolo con una R in serie.
La massa mobile del woofer laterale è stata incrementata del 30%.

A ciò si aggiunga che il woofer frontale non doveva invece essere appesantito, per consentirgli di assolvere al meglio la sua funzione di woofer-midrange fino all’incrocio con il tweeter. Quindi la soluzione che avrebbe potuto garantire la maggiore estensione possibile alle basse frequenze, sia pure a prezzo di un decremento della sensibilità, ovvero quella di prevedere unna massa mobile maggiore per entrambi gli altoparlanti e poi porli semplicemente in parallelo (come nelle Delta 4 R10), non era praticabile.
Da tenere presente anche che se il woofer laterale avesse funzionato a frequenze superiori a quelle previste (ben inferiori ai 1000 Hz), il campo diretto frontale sarebbe risultato affetto da un fortissimo effetto di comb-filtering. Sicuramente da evitare.

La soluzione adottata, che abbiamo denominato DDELS, consente invece di dotare il modello GR Delta Butterfly (che incorpora numerose altre esclusive tecniche ben evidenziate nelle prove tecniche disponibili sia su carta che in rete) di offrire prestazioni timbriche e dinamiche di primissimo piano estremamente simili a quelle dei modelli da pavimento, dimostrando che le articolate scelte tecniche effettuate hanno potuto garantire i risultati desiderati.

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Con casse di sensibilità media e registrazioni ad altissima dinamica (con fattore di cresta pari ad esempio a 25 dB), per poter ascoltare a livelli “Live” non è impossibile trovarsi nella necessità di dover usufruire di potenze superiori ai 500 watt.

Tanti anni fa, quando i transistor, i mosfet e quant’altro non esistevano, la conoscenza e la capacità di progettare e costruire amplificatori a valvole aveva raggiunto vette eccezionali, soprattutto da parte di grandi aziende come Philips e Grundig ad esempio (ma ci metterei anche Marantz e McIntosh, naturalmente), tali che per un piccolo costruttore odierno sono ben difficili da raggiungere o superare.
Anche perché la disponibilità della componentistica adatta è molto minore e quindi operare scelte oculate è diventato molto più difficile.

In ogni caso, il fatto che la risposta in frequenza consegnata da un amplificatore ad una cassa acustica dipende dalla impedenza d’uscita dello stesso amplificatore e dall’impedenza della cassa è fuor di dubbio.

Come anche che più tale caratteristica dell’amplificatore aumenta di valore più le alterazioni della risposta crescono.

E, per finire, anche il fatto che la maggior parte degli amplificatori a valvole “moderni”, contrariamente agli stato solido, abbiano una impedenza d’uscita piuttosto alta (per non parlare degli OTL) non è discutibile.

Se a ciò aggiungiamo che in ambienti domestici non particolarmente piccoli, con casse di sensibilità media e registrazioni ad altissima dinamica (con fattore di cresta pari ad esempio a 25 dB), per poter ascoltare a livelli “Live” non è impossibile trovarsi nella necessità di dover usufruire di potenze superiori ai 500 watt, la maggior parte degli ampli a valvole hi-fi sarebbe tagliata fuori a priori.

Nella maggior parte dei casi, una potenza di 50 watt RMS su 8 ohm con ampli a S.S. (e 25 RMS se a tubi) potrebbe essere considerata sufficiente per un ascolto esente da clipping, solo nel caso in cui si impiegassero registrazioni a bassa dinamica, il cui fattore di cresta non superasse i 15 dB.

Anche tenendo conto di un fattore 2 (3 dB) di incremento fittizio della potenza disponibile con un ampli a valvole per tener conto del più sopportabile modo di clippare e della autolimitazione della corrente erogata dipendente dalla maggiore impedenza d’uscita rispetto ad un buon ampli a stato solido, la potenza “a valvole” da installare raggiungerebbe comunque almeno i 250 watt RMS!

Molti audiofili, non essendo al corrente o non volendo prendere atto di queste problematiche tecniche, spesso pensano che una potenza di 20-40-80 watt sia ancora oggi più che sufficiente nella maggior parte dei casi.
Come lo era quando il fattore di cresta delle registrazioni commerciali era di 15 dB

Ma oggi la situazione è alquanto differente.
E usando ampli a stato solido di quella potenza richiedendo loro una potenza più alta, si ottiene di sentirne facilmente il raggiungimento dei limiti di erogazione di corrente, con eventuale intervento perfino delle protezioni…

Con un amplificatore a valvole caratterizzato da una impedenza d’uscita alta (basso fattore di smorzamento) si attua invece una limitazione automatica della massima corrente richiesta agli stadi finali (le valvole) dell’amplificatore e quindi il “clipping di corrente” non avviene.

Avvengono peraltro sia una forte compressione della dinamica che una altrettanto forte alterazione della risposta in frequenza (vedi anche l’articolo Mito e realtà dei cavi di collegamento nei sistemi hi-fi).

Mentre per quanto riguarda la prima pare che per molti si tratti di cosa poco avvertibile, la seconda viene spesso utilizzata (sbagliando) per attribuire agli amplificatori caratteristiche timbriche tali da poterli selezionare e consigliare come se fossero in grado di curare eventuali problemi timbrici dei vari impianti, dipendenti essenzialmente dai diffusori e dalla loro interazione con l’ambiente.

Con amplificatori caratterizzati da un basso fattore di smorzamento si assiste ad una limitazione automatica della massima corrente richiesta agli stadi finali, che protegge contro eventuali “clipping di corrente”.
Per contro interviene sia una forte compressione della dinamica che una altrettanto forte alterazione della risposta in frequenza consegnata ai diffusori.

L'articolo Valvole e Stato Solido sembra essere il primo su Renato Giussani.

L’ apparato uditivo (nel seguito a.u.) una volta stimolato, fornisce comunque una risposta (percezione uditiva) che può essere giusta, sbagliata, incerta, confusa o inventata. L’a.u. cerca di svolgere il proprio compito nel minor tempo e con il minor sforzo possibile. In pratica è uno scansafatiche precipitoso.
L’apparato uditivo, sostanzialmente, sente quello che vuole sentire.
Fatevene una ragione.

Se fosse vero tutto quello che si dice, non sarebbe necessario investire migliaia di euro per acquistare un impianto stereo: basterebbe andare in un centro commerciale, comprare una coppia di diffusori acustici amplificati per PC (Manhattan modello 150200, 2 vie bass reflex amplificati, 80 euro) e quindi dotarsi di quella particolare ciabatta, cambiare il cavo di alimentazione, girare la spina nella presa, mettere un foglio blu sotto al vaso di fiori, spostare gli oggetti dentro i cassetti, cospargere il pavimento di petali di rosa, disporre sassolini sopra e davanti ai diffusori acustici, ….. secondo alcuni, ognuno di questi espedienti, comporta drammatici miglioramenti (“impossibili” da non percepire) alla qualità del suono riprodotto aumentando la spazialità, il dettaglio, il “nero infrastrutturale”, dinamica, ecc. ecc. . Aumenta di qua e aumenta di là, alla fine la riproduzione diventa perfetta. Poi, spostando qualche sassolino, migliora ulteriormente….. Ma cosa succede quando, all’insaputa dell’ignaro audiofilo, qualche avventato sposta gli oggetti dentro ai cassetti? e se una corrente d’aria sposta i petali di rosa? e se i sassolini non sono stati raccolti lungo le rive del Gange ma in un campo dove un tempo c’era un cimitero Maya con annessa maledizione? sono domande drammatiche.

Una delle questioni che tormenta le notti insonni degli audiofili , riguarda la udibilità di qualsiasi variazione apportata all’ impianto stereo. Tali variazioni possono essere macroscopiche (sostituzione dei diffusori) o microscopiche quali la nascita di un nuovo acaro tra le fibre del tappeto o delle tende.

Diciamo subito che:

Affinché la variazione di una qualità sonora (attributo) possa essere giudicata percepibile, lo deve essere per almeno il 71% di una popolazione formata da individui dall’udito perfetto. Per la psicoacustica l’individuo medio non è “mezzo sordo” ma possiede “udito perfetto”.
(Un eventuale individuo con super-poteri acustici rientrerebbe nel 71%)

Ad ogni quantità monodimensionale corrisponde una soglia minima di udibilità (al di sotto della quale non si sente) e una soglia differenziale di percezione che misura la minima variazione percepibile. Per esempio un suono diventa percepibile quando supera il livello di 20 micro Pascal a 1000 Hz ( 0 Phon, soglia di udibilità). La minima variazione di livello SPL diventa percepibile quando supera 0.5 dB (secondo alcuni e ancor meno secondo altri: dipende dalla banda passante sulla quale avviene questa variazione e dal particolare “suono” utilizzato).

Ciò non esclude che un individuo possa percepire un enorme aumento di profondità della scena acustica perché ha posto un sassolino davanti ad un diffusore ma, probabilmente, è l’unico a goderne. Quello che non deve accadere, e che purtroppo accade, è che la percezione di un singolo individuo venga elevata a standard di percezione per tutta la popolazione.

Piccola digressione:
Poniamoci una domanda: il tempo di riverberazione è definito come il tempo che impiega il campo riverberato per attenuarsi di 60 dB. Perché questa definizione non è cambiata negli ultimi 100 anni (anche se sono disponibili strumentazioni con 130 dB di rapporto segnale/rumore)? l nostro apparato uditivo ha dei limiti e, pochi secondi dopo una esposizione ad un suono con livello di X dB, un suono a X-60 dB non è udibile (ipoacusia temporanea). E’ ben vero che la dinamica dell’apparato uditivo è di 120-130 dB (dalla soglia di udibilità fino alla soglia del dolore) ma, per apprezzare un suono a 0 dB (20 micro Pascal di Pressione) si deve rimanere immersi nel silenzio per almeno 15-30 minuti in modo che la soglia di percezione si porti al suo massimo (l’orecchio ripristina l’amplificazione massima di circa 30 dB).
Questo per dire che le soglie di percezione (assolute e differenziali) dipendono dalle condizioni ambientali contingenti. L’apparato uditivo è un sistema dotato di memoria e ogni percezione è condizionata dalle percezioni precedenti e condiziona le percezioni successive. Questo va tenuto presente.
(fine della digressione)

Ripercorriamo brevemente la strada del suono dal timpano al cervello:

Trasformazione acustico meccanica
La variazione di pressione (stimolo) mette in moto il timpano e una serie di “leve” meccaniche (catena degli ossicini) che, alla fine, portano il moto alla membrana basilare ed alle cellule ciliate nell’organo del Corti.

Trasformazione meccanico elettrica
Le cellule ciliate trasformano lo stimolo meccanico in treni di impulsi elettrici che vengono incanalati nel nervo acustico (sensazione). Più precisamente vengono discriminate circa 1500 frequenze diverse. Di queste due terzi coprono l’estensione della tastiera del pianoforte e solo un terzo le frequenze oltre 4000 Hz. Ne segue che sulle ultime due ottave l’a.u. è sensibile ma non selettivo. Alle basse frequenza invece l’a.u. è poco selettivo e poco sensibile. L’ a.u. è specializzato nella percezione della voce (gamma media) e in tale range di frequenze è sensibile e selettivo. Le cellule ciliate producono impulsi elettrici che hanno sempre la stessa forma ed in numero proporzionale all’intensità (fino ad un massimo di 150 impulsi al secondo).

Trasmissione elettrica
Il nervo acustico trasmette i segnali a diverse zone del cervello dove vengono elaborati. Per prima cosa il cervello decide se il “messaggio sonoro” contiene un segnale di pericolo (se è il caso viene prodotta adrenalina in quantità). Questo è un possibile meccanismo che produce “emozione collegata alla dinamica” (ma questa è una mia supposizione da prendere con le pinze).

Elaborazione – Processo di percezione
La sorgente viene localizzata e il messaggio viene interpretato diversamente a seconda si tratti di musica, parola o rumore. Il cervello riconosce il timbro confrontandolo con i pattern memorizzati e lo memorizza a sua volta.
A questo punto percepiamo il suono in forma conscia.
Nel frattempo una quantità di impulsi nervosi, circa 20 volte superiore a quelli pervenuti al cervello, viene inviata dal cervello alle cellule ciliate esterne per modificare lo stimolo percepito.

Ricapitolando per quanto riguarda sensibilità e selettività:
Basse < 100 Hz circa): L’udito è Non Selettivo e Non Sensibile Medie (voce) : L’udito è Selettivo , Selettivo Alte (> 4000 Hz): L’udito è Non Selettivo, Sensibile

(*) il fatto che l’a.u. non sia sensibile sotto i 100 Hz si deduce dalle curve di loudness e non vuol dire “che non si sentono” ma che si sentono “meno” delle frequenza medie a parità di livello SPL. Dire che l’a.u. non è selettivo significa che fatica o non riesce a determinare la frequenza con precisione.

Finalmente il risultato della elaborazione viene percepito dall’individuo come “suono”. Il suono è il risultato del processo di percezione che avviene nel cervello.

Per quanto possa dispiacere ai patiti “dell’analogico senza controreazione”, l’apparato uditivo è un sistema che converte una variazione di pressione (analogica) sul timpano in un treno di impulsi (segnale elettrico digitale). Il sistema è dotato di (almeno) tre anelli di retroazione negativa di cui due eseguono un controllo automatico del guadagno (tipo AGC) ed il terzo (gestito direttamente dal cervello) ne fa di tutti i colori e tra queste sopprimere gli echi di uno specifico suono nell’intervallo di integrazione.
Il sistema di retroazione dell’ a.u. utilizza almeno tre “dispositivi”:

- il muscolo stapedio (collegato alla staffa – retroazione meccanica)
- il muscolo tensore del timpano (collegato al martello – retroazione meccanica)
- le cellule ciliate esterne (nell’organo del Corti – retroazione elettrica).

Il “suono” che udiamo ci appare oggettivo, perché è quello che “sentiamo”, ma è soggettivo perché la sensazione cambia da individuo a individuo (per cause anatomiche) e la percezione cambia da individuo a individuo in base alle esperienze pregresse, cultura, stato psicofisico contingente, ecc.. Ciò avviene anche, banalmente, a causa della natura fermionica dei corpi solidi: due individui non possono trovarsi nello stesso posto nello stesso istante. Ciascuno di noi assiste allo stesso evento (un concerto) da punti di ascolto diversi ed è sottoposto a stimoli oggettivamente diversi. Una delle difficoltà dell’audiofilo sta nell’accettare la relatività delle percezioni: si tende a dare alle proprie percezioni un valore assoluto che non hanno e, peggio ancora, le si vorrebbe imporre anche agli altri. Nel tentativo di ottenere questo risultato si amplificano sfumature impercettibili (o inesistenti) descrivendole con superlativi assolutamente fuori luogo. Si dovrebbero, per cominciare, moderare i termini del linguaggio. Una sfumatura è una sfumatura non un cambiamento epocale.

Un microfono trasforma una variazione di pressione in una tensione elettrica ad essa proporzionale. La parte dell’ a.u. simile al microfono finisce con la catena degli ossicini. E’ interessante notare che il cervello non riceve nulla che somigli all’andamento della pressione sonora (analogica) che ha eccitato il timpano: riceve una serie di segnali digitali (treni di impulsi). La sensazione uditiva è determinata dalla combinazione di molti fattori che agiscono contemporaneamente nel tempo.

La formazione della percezione uditiva è una operazione olistica (gestalt) condizionata dallo “stato” fisico, psicofisico e culturale del soggetto e dell’ambiente che lo circonda.

Tra i fenomeni che determinano lo stato del soggetto citiamo i pregiudizi e la memoria delle percezioni pregresse. La memorizzazione delle percezioni pregresse è un processo continuo quindi lo “stato” del soggetto muta continuamente nel tempo.

Può succedere che, anche ascoltando lo stesso brano due volte di seguito, si abbia l’impressione di percepire delle differenze. La causa può essere meramente “meccanica”: se stiamo mangiando le patate fritte il tensore del timpano interviene per ridurre la sensibilità rispetto al rumore della masticazione e noi diventiamo “un po’ più sordi” anche a tutto il resto quindi non sentiamo più la musica allo stesso modo. Se ci soffiamo il naso muta la pressione tra il cavo faringeo e l’orecchio medio. Ne segue che non si devono magiare le patatine fritte e tanto meno soffiare il naso quando si ascolta musica.
Anche a parità di condizioni al contorno, lo stato psico-fisico di chi ascolta muta continuamente nel tempo. Infatti:

- il grado di attenzione posto nell’ascolto non è costante (e anche difficilmente controllabile).
- l’ascolto critico continuato porta a concentrarsi su aspetti diversi del fenomeno sonoro ottenendone percezioni diverse.
- ogni ascolto modifica la memoria precedente del fenomeno e quindi la sua percezione successiva (che sulla memoria è basata).
- la fatica da ascolto aumenta nel tempo e interferisce con l’ascolto critico.
- altre cose ancora…

Ci sono anche variazioni strettamente fisiche: una persona produce 0,1-2,1 kg di vapore ogni ora. La presenza di più persone in un ambiente chiuso altera il grado di umidità dell’aria e, con essa, le condizioni di propagazione del suono. Lo stesso vale per la temperatura dell’ambiente e dei dispositivi (basta pensare al riscaldamento causato dagli amplificatori a valvole e alla compressione termica per gli altoparlanti). Ascoltare la musica da soli o in compagnia non è la stessa cosa.
Riassumendo, nel tempo, si osservano variazioni sia fisiche (ambienti, nei dispositivi) che psico-fisiche del soggetto: è normale mutino anche le percezioni. A questo punto si potrà obiettare che si tratta di variazioni minime… saranno anche minime ma sicuramente fisicamente più rilevanti di quelle prodotte da un cartoncino blu posto sotto ad un vaso da fiori (magari per un ascolto al buio).

Ascolto Critico
Sia data la registrazione di una conversazione (per esempio una normale intercettazione telefonica). Ad un primo ascolto la conversazione appare non completamente intelligibile. Allora la stessa registrazione viene riascoltata più volte fino a comprenderne tutto il contenuto. Durante questa operazione il cervello sfodera tutte le sue risorse (ascolto critico, completamento automatico, completamento euristico, interpretazione dal contesto, ecc.). Una volta “decriptata”, riascoltando la stessa registrazione inizialmente non intelligibile, questa sarà immediatamente riconosciuta perché il suo contenuto è stato memorizzato: il suono è collegato al messaggio e il cervello “salta” direttamente al contenuto del messaggio memorizzato (manco lo scolta più).
Vogliamo imparare un assolo di chitarra di Jimi Hendrix. In questo caso si devono riconoscere tutte le note eseguite per poi rieseguirle con la chitarra (possibilmente una Fender Stratocaster). La procedura è la stessa: l’assolo viene riascoltato più volte e, ad ogni ascolto, si scopre qualche cosa di nuovo. Alla fine sentiamo distintamente tutte le note che non potevamo riconoscere al primo ascolto. L’assolo è stato memorizzato e non “suonerà” mai più come la prima volta che lo abbiamo sentito. Probabilmente, dopo averlo ascoltato decine di volte, ci verrà a noia.
In questi processi l’attività di analisi dei suoni operata dal cervello, la memoria e l’ ascolto critico sono determinanti ed è evidente come la memoria del fenomeno ne modifichi la percezione successiva.

Quando confrontiamo due cavi di segnale facciamo la stessa cosa: ascoltiamo ripetutamente lo stesso brano o lo stesso frammento musicale e ogni ascolto modifica l’ascolto successivo. Se la differenza è superiore alla soglia differenziale di percezione (per un qualche attributo) la differenza “sonora” percepita è oggettiva. Quando le differenze sono al di sotto della soglia differenziale di percezione, l’attesa di sentire una differenza, o un pregiudizio, può indurre a percepire anche le differenze che non ci sono. Quando le differenze sono troppo piccole o non ci sono, l’apparato uditivo, se ne ha motivo, è perfettamente in grado di inventarsele. Dato che non possiamo distinguere le due situazioni, l’unico modo per venirne fuori è utilizzare sia l’ascolto che le misure.

Gli strumenti di misura
Gli strumenti di misura sono molto più sensibili e precisi dell’orecchio. Una delle caratteristiche delle misure è la ripetibilità. I microfoni hanno un range dinamico lineare superiore, distorcono molto meno e la risposta in frequenza è più ampia, piatta e indipendente dal livello SPL. L’organo del Corti analizza circa 1500 frequenze ogni 50-100 millisecondi (intervallo di integrazione). L’ analizzatore di spettro FFT “analizza” segmenti temporali anche di decine di minuti con una risoluzione in frequenza migliaia di volte superiore.
Stando così le cose, se l’orecchio rileva qualche differenza, a maggior ragione dovrebbero poterlo fare gli strumenti di misura (con le procedure adeguate e spesso le procedure non sono adeguate). Se lo strumento di misura non rileva differenze si deve concludere che queste non ci sono anche se si sentono. Uno strumento, correttamente utilizzato, non si inventa nulla, l’apparato uditivo si.

Ciò non significa che le misure siano esaustive: le misure si fanno su una grandezza (attributo) per volta, la formazione della percezione sonora è un processo olistico. Le misure producono dati riassunti in grafici e tabelle, l’ascolto può essere sintetizzato in “mi piace/non mi piace”.
Per stabilire la corrispondenza tra risultati delle misure e qualità del suono riprodotto si dovrebbero elaborare i risultati delle misure in senso olistico come farebbe il cervello (inserendo anche gli elementi caratteristici di diverse popolazioni di audiofili). Attualmente possiamo solo misurare gli attributi del suono e confrontarli con quello che sappiamo sulle soglie della percezione dei diversi attributi.

Ciò non toglie che il progettista di diffusori acustici non sia in grado di progettare un sistema “ben suonante” anche senza eseguire alcuna prova di ascolto: dipende dai mezzi che ha a disposizione. Per esempio basta realizzare un diffusore secondo i criteri elaborati da Toole: il risultato è sicuramente un ottimo diffusore (anche se non il migliore in assoluto per tutti come del resto avviene sempre).

Differenze Oggettive e Soggettive
Dopo un’ora di ascolto a livelli SPL anche normali (tipo qualche Watt RMS) la risposta dei diffusori acustici non è la stessa rispetto a quando l’ascolto è iniziato. La temperatura degli altoparlanti è aumentata (anche nei magneti), il ferrofluido (se c’è) ha viscosità minore, i componenti del filtro cross-over non hanno più gli stessi valori. Tanto per fare un esempio: una variazione di 15° della temperatura della bobina mobile di un altoparlante comporta una variazione di SPL superiore a 0.5 dB (udibile). La temperatura della bobina mobile di un altoparlante può raggiungere allegramente i 100°.

Dove non si misurano differenze oggettive restano le differenze soggettive che vanno ricondotte alle mutate condizioni del soggetto: la differenza (nel suono) non c’è ma il soggetto percepisce un suono diverso perché le “sue” condizioni sono mutate (quindi le variazioni percepite sono la misura delle mutate condizioni del soggetto).

Nel rapporto stimolo-soggetto-percezione la percezione cambia se cambia lo stimolo, se cambia il soggetto o se cambia l’ambiente (influendo sul soggetto).

Si tenga presente che solo il 5% degli impulsi nervosi va dall’orecchio al cervello mentre il 95% degli impulsi nervosi vanno dal cervello all’orecchio e modificano la sensazione su indicazione (inconscia) del cervello. Si dice che il cervello “scarti” oltre il 99% delle informazioni sonore che riceve per concentrarsi solo su quello che “vuole” sentire. In sostanza sentiamo quello che il cervello vuole farci sentire (se vogliamo, anche inconsciamente, sentire una differenza la sentiremo anche se non c’è).

Confronti a distanza di tempo:
La memorizzazione di un fenomeno è un processo dinamico (cambia nel tempo). Prendiamo una conversazione: nell’immediato siamo in grado di ripetere le frasi pronunciate dal nostro interlocutore ma a distanza di tempo potremo ricordare il tono della conversazione, l’argomento, una sintesi del contenuto. Nel tempo i dettagli vengono perduti e rimangono gli “attributi”. Esistono più livelli di memorizzazione: con il tempo i dettagli vanno persi, aumenta il livello di sintesi e alla fine restano solo gli attributi. Questa è una necessità: la capacità di memorizzazione del cervello è limitata quindi i ricordi “meno usati” vengono prima sintetizzati e poi anche cancellati.

Per realizzare “l’economia di pensiero” il cervello tende alla “unità di trattazione” organizzando i ricordi in categorie (o attributi).
(Prof. Villi : Corso di Metodi Matematici per la Fisica – Istituto G. Galilei – Università di Padova)

Trascorso un certo periodo di tempo da quando abbiamo assistito ad un concerto. possiamo aver dimenticato tutto ma ancora ricordare che il concerto era bellissimo. Ad un evento come un concerto resta collegato solo un attributo: “bellissimo”. E’ dimostrato che, quando incontriamo una persona sovrappeso a distanza di tempo, ci sembra più magra: questo avviene perché la sua siluette è stata memorizzata come “sovrappeso” e non con i dettagli delle sue dimensioni reali.

I confronti di “qualità sonora” basati sulla memoria (a distanza di tempo) non sono affidabili perché, come tutti i fenomeni, anche il suono viene memorizzato per attributi: possiamo ricordare che il suono del tal diffusore era magnifico ma in realtà non ricordiamo altro che questo. Quando si fanno dei confronti, specie per valutare la qualità della riproduzione, tutto ciò va tenuto presente. Così come si dovrebbero tenere nella massima considerazione gli “attributi del suono” ovvero quei termini che utilizziamo per descrivere il suono percepito e che corrispondono alle categorie che utilizza il nostro cervello per memorizzare gli eventi. Non si può negare che esista una corrispondenza tra le parole che usiamo e le categorie utilizzate per la memorizzazione.

Confronti in commutazione rapida
Roger Sanders afferma che possiamo ricordare un suono per 2 secondi. Che siano 2 secondi o due minuti ha poca importanza: sicuramente la memoria acustica è molto breve.
Se i confronti a distanza di tempo sono poco affidabili, gli unici che possono funzionare sono quelli che confrontano, in rapida successione, brevi frammenti sonori. Affinché il confronto rapido funzioni, i livelli SPL devono essere equiparati con cura (cosa quasi impossibile con i diffusori acustici a causa delle differenze di risposta in frequenza che producono livelli di loudness soggettiva diversi). Per i cavi e gli amplificatori equiparare i livelli è molto meno complicato. Purtroppo la tendenza “naturale” è quella di giudicare “migliore” il dispositivo che suona più forte. La causa è fisiologica e va ricercata nei sistemi che riducono il guadagno dell’apparato uditivo per i segnali più intensi ma che impiegano un certo tempo per ripristinare la condizione normale (isteresi). L’altro motivo è il Loudness (curve isofoniche): dati due diffusori acustici con la stessa risposta in frequenza , quello che suona più forte sembra avere più bassi e più acuti.

Commutando da un diffusore più sensibile a uno meno sensibile, ci troviamo ad essere temporaneamente “sordi” e con una limitata capacità di percepire le frequenze agli estremi della banda audio.

Per far apparire migliore un diffusore efficiente si fa così: si fa suonare almeno due minuti il diffusore che suona più forte, quindi si commuta per qualche secondo su quello che suona più piano e si torna subito a quello che suona più forte. Il diffusore meno sensibile sembra muto.

Loudness Soggettivo
Quando un amplificatore a valvole o un diffusore acustico viene sollecitato da segnali di ampiezza crescente produce tassi di distorsione crescente. Questo induce nell’ascoltatore l’impressione che il livello SPL prodotto sia maggiore di quello effettivo. Una giustificazione di questo fenomeno chiama in causa la distorsione prodotta dall’ a.u. (aural distortion = distorsione aurale). L’a.u. assocerebbe la maggiore distorsione ad un livello SPL superiore scambiando la distorsione che esso stesso produce con quella presente nel suono ascoltato. Questo avverrebbe quando il pattern di distorsione presente nel suono è simile al pattern della distorsione aurale.
Teoria interessante.
Tuttavia questo incremento di loudness soggettivo si verifica con tutti gli amplificatori a valvole e viene percepito da tutti. Possibile che tutti gli amplificatori producano un pattern di dispersione simile a quello dell’orecchio (che tra l’altro cambia da individuo a individuo)? E che effetto ha la distorsione di intermodulazione (che certamente l’orecchio genera ed è altrettanto presente nella riproduzione)?
Più probabilmente, per percepire un incremento di loudness soggettivo, è sufficiente che la catena di riproduzione generi un tasso di distorsione crescente con il livello del suono riprodotto.
Questo fenomeno va classificato come una illusione acustica.
Si noti che con gli amplificatori fortemente controreazionati, dove la distorsione cresce violentemente superato il limite del clipping, l’incremento del loudness soggettivo non si verifica ma avviene un fenomeno molto diverso: quando l’amplificatore clippa si percepisce la “verticalizzazione” della scena acustica che sembra compattarsi al centro ed espandersi in senso verticale (clipping contemporaneo dei due canali stereo).
Va notato che l’incremento del loudness soggettivo può indurre a giudicare “migliore” un sistema che distorce di più limitatamente alle basse frequenze (per esempio un diffusore a tre vie con primo taglio sotto 200 Hz). Ne segue che anche l’ascolto critico va associato a qualche misura.
Si potrebbe anche dire che, se la distorsione dà delle sensazioni gradevoli, non è il caso di cercare di eliminarla. Pur sempre di distorsione si tratta e, se non c’è, è meglio. Quando si lasciano dei difetti in un sistema di riproduzione inevitabilmente questo si comporta meglio con certi programmi e meno bene con altri. La diversa “interpretazione” che l’a.u. dà della distorsione contribuisce a rendere ancora più diverse le percezioni uditive da soggetto a soggetto.
Un soggetto allenato ed istruito a riconoscere la distorsione avrà percezioni diverse rispetto ad uno non istruito allo stesso modo.

Conclusioni
Si può valutare la qualità sonora di un impianto stereo? Si, è possibile perché le differenze esistono, si sentono e si misurano. Le differenze “vere” sono quelle che superano la soglia differenziale di percezione. Al di sotto di tale soglia può succedere di tutto in particolare sentire quello che non c’è.

Conoscere i limiti ed i difetti del sistema uditivo aiuta a non cadere nelle trappole (leggasi acquisto di dispositivi di utilità nulla se non controproducenti).

Per ottenere una valutazione sicura si devono utilizzare sia l’ascolto che le misure.

Se le misure mostrano delle differenze oggettive di entità superiore alla soglia differenziale di percezione allora le “impressioni di ascolto” riflettono differenze oggettive (altrimenti no). Quindi la ricerca deve concentrarsi, non sulla spasmodica classificazione di differenze soggettive, ma sulla determinazione delle soglie differenziali di percezione. Poi si potrà pensare al resto. Questa missione non è facile: nel caso della distorsione l’ a.u. la tollera a bassa frequenza più che alle frequenze medie e alte e addirittura dà sensazioni “positive” (incremento di loudness soggettivo) o fa apparire la risposta in frequenza più estesa verso il basso (ricostruzione della fondamentale mancante).

Secondo Sanders, quando si esegue un confronto tra dispositivi diversi, si devono tenere sotto controllo le “variabili” coinvolte e modificarne una alla volta (questo contrasta con la concezione olistica della percezione ma è coerente con la filosofia di misura). Le variabili che più spesso sfuggono al controllo (sempre secondo Sanders ma, per una volta, pienamente condivisibile) sono:

Differenze di Livello – Differenze di livello comportano variazioni nel livello di loudness soggettivo e quindi di risposta in frequenza soggettiva.

Clipping – L’ amplificatore, nelle effettive condizioni d’uso, lavora spesso in clipping o prossimo al clipping.

Ritardo – Il suono resta in memoria per poco tempo. Le commutazioni devono essere sufficientemente rapide.

Pregiudizi – Se vi aspettate di udire una differenza la sentirete anche se non c’è. Quindi bisogna ascoltare senza aspettative.

Pensieri presi qui e là…
Tra le mille altre cose la percezione uditiva è determinata dalla forma e dimensione del padiglione auricolare (pinna). E’ stato dimostrato che le riflessioni provenienti dal mixer in una control room sono molto simili a quelle prodotte dal padiglione (pinna). A causa di ciò alcune persone possono percepire il suono dei monitor provenire dall’alto mentre altre lo percepiscono semplicemente al centro dei monitor.
Rodgers, Carolyn Alexander, Ph.D. Thesis, Multidimensional Localization, Northwestern University, Evanston, IL, USA (1981)
Rodgers, Puddie C. A., ‘Pinna Transformations and Sound Reproduction’, Journal of the AES, Vol. 29, No. 4, pp. 226–234 (April 1981)

Sempre a causa delle differenze introdotte dalla pinna la percezione spaziale del campo sonoro varia da persona a persona. Ne segue che la percezione della musica riprodotta è diversa da persona a persona. Ne segue che alcune soluzioni adottate per esaltare o ridurre certi attributi della riproduzione possono essere percepite da alcuni e non da altri.
(Newell, Philip. Studio Monitoring Design, Focal Press, Oxford, UK, and Boston, USA – 1995)

Percepire l’impercettibile

Intervento (rivisto e corretto) al Forum Video HiFi del 1/11/2011:
La sensazione uditiva è il risultato di un processo olistico dove, per definizione, 1+1 può fare 3 o 4. Le misure sono un processo deterministico dove 1+1=2 (se sono fatte a modo). Ne segue che 1+1 fa sempre 2 per gli strumenti, 3 per me, 4 per te e 5 per qualche altro. Domani o tra un’ora i risultati soggettivi cambiano quelli degli strumenti restano costanti. La “realtà”, a parità di condizioni al contorno, è sempre 1+1. Per l’individuo le condizioni al contorno sono sempre diverse anche solo a causa dello scorrere del tempo. Se, cambiando un cavo, la “realtà” strumentale diventa (faccio per dire) 1+1.1=2.1 allora posso giustificare anche una variazione nella percezione soggettiva ma se resta 1+1 devo attribuire la mutata sensazione dell’ascoltatore non alla realtà misurabile ma alle mutate condizioni dell’ascoltatore. Se non concordiamo su questo aspetto c’è poco da discutere. Anche il doppio cieco ABX non garantisce che le condizioni dell’ascoltatore non mutino con il tempo o per il solo fatto di essere coinvolto in un test (e quindi di aspettarsi, consciamente o inconsciamente, una qualche variazione).
Questo non significa che non si possano fare confronti ma che si debba estendere i test ad un elevato numero di persone in modo da poter trattare i risultati statisticamente. Il vero limite dei test è lo scarso numero di soggetti coinvolti.
L’altro problema (aperto e che complica ulteriormente le cose) è la determinazione delle “soglie differenziali di percezione”.

Riferimenti

2011 – Renato Giussani – Audioplay
2001 – Daniel H. Cheever – “A NEW METHODOLOGY FOR AUDIO FREQUENCY POWER AMPLIFIER TESTING BASED ON PSYCHOACOUSTIC DATA THAT BETTER CORRELATES WITH SOUND QUALITY – 1989, Tesi di Laurea, pubblicata nel 2001
1981 – Rodgers, Carolyn Alexander – Ph.D. Thesis, Multidimensional Localization, Northwestern University, Evanston, IL, USA
1981 – Rodgers, Puddie C. A. – ‘Pinna Transformations and Sound Reproduction’, Journal of the AES, Vol. 29, No. 4, pp. 226–234
1995 – Robert Harley – Cary Audio Design CAD-300SEI integrated Amplifier – Stereophile, 25 settembre 1995 – www.stereophile.com
1995 – Newell, Philip – Studio Monitoring Design, Focal Press, Oxford, UK, and Boston, USA
1976 – H.F. Olson – Music, Phisics and Engineering – seconda edizione – Dover Publication Inc.
2011 – G. C Sticazzi – Lavarsi le orecchie come precondizione per l’ascolto critico – non pubblicato.

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“…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:

http://www.tangerinetech.net/downloads/freq_rg.pdf

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.

- Bianchi dice testualmente:

“…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…”

- Invece tu, ad un certo punto, dici:

“…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…“

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Quale che sia il metodo impiegato per misurarla, la distorsione influisce realmente sull’ascolto, e anche molto, solo quando supera il 3%.

Nel caso dei diffusori acustici si tratta poi 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 sistemi di qualità insomma.

Per le elettroniche il discorso è un po’ diverso.

L'articolo Importanza della Distorsione (?) sembra essere il primo su Renato Giussani.

A) 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.
In termini di lunghezza quanto sarebbe?
Ad esempio invece di 1 metro (100 cm) potremmo accettare 105 cm o 95… E’ tanto, vero?

B) Vediamo ora, quanto siamo disposti ad accettare come “errore” di marcia di un orologio.
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.
Poco?
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 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 …

S.e.o.

L'articolo Precisione, tolleranze, 0.1 dB e Co. sembra essere il primo su Renato Giussani.

Ed ora proviamo a fare due semplicissimi conti.

Come ha già spiegato molto bene il compianto Ing. Guido Noselli nei suoi innumerevoli scritti e come è ormai abbastanza facile reperire anche da altre fonti sulla Rete delle Reti, il “fattore di cresta” del segnale musicale (cioè la differenza fra il suo valore medio e quello di picco) di cui disponiamo per darlo in pasto ai nostri impianti Hi-Fi può essere convenientemente considerato pari spesso a circa 20 dB (che, in potenza, sono 100 volte).
Ovvero dobbiamo sempre tenere ben presente che, ascoltando ad un livello medio di 86 dB SPL, il nostro impianto dovrà emettere i brevi picchi del segnale musicale ad un livello di 106 dB SPL.
E non crediate che stiamo parlando di un livello di ascolto elevatissimo. Ad esempio, durante l’ascolto di un fortissimo di un’orchestra sinfonica dal vivo, il livello di 95 dB SPL può tranquillamente essere superato per un tempo abbastanza lungo…
Se ipotizziamo di avere delle normalissime casse dotate di una sensibilità media di 86 dB/1W/1m in ambiente anecoico, dobbiamo ricordare che le stesse casse, per emettere 86 dB SPL totali durante una riproduzione stereo di segnali dei due canali totalmente scorrelati, in un ambiente domestico medio, alla normale distanza di ascolto, devono essere pilotate con circa 1 Watt RMS ciascuna (vedi ad esempio le misure della prova delle ESB 7/06 per effettuare le quali, a 2,5 metri dalle due casse funzionanti in ambiente, vennero usati i segnali forniti da due generatori di rumore rosa separati e distinti). Nel caso di ascolto, sempre con due casse, ma monofonico (ovvero segnali perfettamente identici sui due canali) la potenza richiesta a ciascuno dei due canali del nostro ampli sarebbe invece la metà, ovvero 0,5+0,5 Watt.
Per ascoltare normale musica stereo (caratterizzata da una correlazione fra i canali che potremmo convenientemente supporre pari al 50%) ad 86 dB SPL medi (ovvero un livello medio alto ma non esagerato), il nostro ampli dovrà fornire quindi una potenza media compresa fra circa 0,5+0,5 ed 1+1 Watt RMS. Per fissare le idee stabiliremo quindi che la potenza necessaria con normale segnale musicale per ascoltare quelle casse nel nostro ambiente ad un livello medio di 86 dB sia di circa 0,75+0,75 Watt RMS.
Ma… Per raggiungere i 106 dB dei picchi del segnale (86+20)… Di Watt RMS ne serviranno 75+75.

Infatti 20 dB in potenza equivalgono a 10^(20/10) = 10^2 =100 volte, e 0,75 x 100 = 75…

E allora diventa difficile capire come sia possibile ascoltare, in un ambiente domestico e in condizioni di installazione normali, casse da 86 dB/1Watt/1m di sensibilità pilotate da ampli da meno di 75+75 Watt, in condizioni sicuramente esenti da saturazione. Ovvero tali da non risultare sicuramente affette da evidenti alterazioni dinamiche, timbriche, prospettiche… per il solo semplice motivo che l’ampli sta “clippando”…!

Ad ulteriore approfondimento, andiamo a vedere come funziona il mio programma PotenzaWin:

Avviandolo ed inserendo per la sensibilità delle casse il valore usato fin’ora, ovvero 86 dB/2,83V/1m, lasciando tutti gli altri valori inalterati, ottengo il risultato qui accanto.

Come vedete, il programma assume che si voglia ascoltare in condizioni tali da raggiungere nei picchi del segnale musicale un livello di 113 dB SPL.

PotenzaWin 106dB 20W

Impostando per il livello di picco totale, somma della emissione delle due casse, il valore di soli 106 dB ipotizzato in precedenza, il programma ci suggerisce di installare una potenza pari a 21,2 Watt RMS per canale su 8 ohm.

Nei calcoli effettuati in precedenza (e considerazioni annesse e connesse esposte poco sopra), eravamo giunti a decidere che il valore della potenza necessaria statisticamente per poter ascoltare ad 86 dB SPL medi (e 106 di picco), con quelle casse da 86 dB di sensibilità 1/W/1m e con l’ampli al limite della saturazione, un segnale musicale di caratteristiche medie e dotato di un “effetto stereofonico medio”, fosse di almeno 75+75 Watt RMS.
Fra i circa 21,1+21,2 Watt RMS suggeriti da PotenzaWin impostando per il livello di picco desiderato il valore di 106 dB SPL, ed i 75+75 calcolati in precedenza la differenza è di circa 5,5 dB. A questo punto è bene ricordare che quando ho scritto il sorgente di PotenzaWin progettavo diffusori di ogni tipo per la ESB dimensionandoli in modo che con un segnale dotato di un fattore di cresta di soli 10 dB (ovvero che la potenza media consegnata alle casse fosse solo 1/10 di quella di picco, e non come sarebbe normale 1/100) non si guastassero comunque.
Questo perché gli audiofili ascoltavano spesso con i loro ampli in clipping di 10 dB (ovvero tagliando via dai picchi oltre 10 dB) senza accorgersene.
Fatte alcune rapide valutazioni (basate anche sui dati relativi ad impianti di molti utenti a me noti) decisi quindi che la “quantità di clipping” che gli utenti di PotenzaWin avrebbero comunque tollerato avrebbe potuto raggiungere tranquillamente quei 5,5 dB senza dover comportare nessun problema.
A questo punto ho deciso di “annullare” quel fattore di “tollerabilità” di 5,5 dB aumentando il dato di livello di picco suggerito. E’ facile calcolare che aumentando il valore del livello di picco desiderato dai 106 ai 113 dB (ottenendo quindi per la potenza il valore di 106,27+106,27 Watt) non solo si recuperano i 5,5 dB di “tollerabilità” che avevo in precedenza implicitamente accettato, ma si guadagnano anche ulteriori 1,5 dB di margine, al di sopra del livello di clipping ottenibile con i 75+75 Watt calcolati in precedenza.

Le conclusioni sono:

Con casse dotate di una sensibilità di 86 dB SPL/2,83V/1m, per ascoltare al livello medio di 86 dB SPL un normale segnale musicale stereofonico in un normale ambiente domestico di circa 18 mq, alla distanza di 2,5 metri da ciascuna delle due casse, si deve impiegare un amplificatore capace di 75+75 Watt RMS su 8 ohm.
Impiegando un amplificatore di potenza inferiore, per essere sicuri che l’amplificatore non lavori mai “in clipping” si dovrà attenuare il volume di tanti dB di quanti la potenza disponibile è inferiore ai 75+75 Watt. I dB possono essere facilmente calcolati con la seguente relazione: dB = 10 x LOG(75/Potenza-Ampli).

Utilizzando invece un amplificatore dotato della potenza calcolata da PotenzaWin (lasciando inalterato il valore di 113 dB di picco richiesti), con le stesse casse si potrà ascoltare ad 86 dB SPL medi usufruendo di un margine di circa 1,5 dB.

PotenzaWin 113dB 100W

PotenzaWin NPS-1000

Usando PotenzaWin con i dati relativi alle GR-NPS-1000 Classic e al mio ambiente d’ascolto, si ottiene quanto segue.

L'articolo Dinamica sembra essere il primo su Renato Giussani.

In questa breve esposizione viene evidenziato un aspetto di base riconducibile facilmente all’andamento della risposta in frequenza.
Aspetto del quale sono tutti perfettamente consci da sempre e che è possibile sperimentare anche con un accorto uso dei normali controlli presenti una volta su quasi tutti gli apparecchi hi-fi, ovvero il controllo di Loudness ed i controlli di Tono.
Chi sa che la loro sparizione dagli odierni apparecchi hi-fi non sia da ricollegarsi anche alla volontà di sottrarre all’ignaro utente finale un facile strumento di controllo e di verifica di quanto anche piccole variazioni nell’andamento della risposta in frequenza possano pesantemente influire sui “tutti” gli aspetti dei suoi ascolti.
E su come potrebbe facilmente ottenere risultati più vicini a quelli desiderati, anche senza dover sostituire in continuazione costosi accessori, ed apparecchi che non ne sono scientemente dotati.
Iniziamo ricordando alcune cose presenti già da tempo anche in altre parti di questo sito:
Le bande di frequenza che è possibile esaminare per andare a verificarne gli effetti sull’ascolto possono essere talmente tante… E poi: “…isolate o più insieme…?”, “…in più o in meno…?”, “… Quante combinazioni/permutazioni…?”
Le più importanti, così all’impronta, con annesse laconiche definizioni non esaustive potrebbero essere una/due ottave circa centrate attorno alle frequenze seguenti:
A: 50, B: 160, C: 400, D: 1000, E: 2000, F: 3150, G: 5000, H: 10000 Hz, I: 12500, L: 16000 (per chi li sente…)

A: I “bassi profondi” e l’ampiezza/immanenza delle grandi orchestre/gruppi specie dal vivo. Se è abbinata alla L è ancora meglio.
B: Potenza. Ma anche “gommosità”, se esuberano/mancano altre frequenze. Il difetto può essere corretto aumentando le gamme da D a G, ma ovviamente ci sono dei limiti…
C: Scatolarità, effetto cartone (“scatola da scarpe”, specie sulle voci maschili), quando troppo. Leggerezza del tom (batteria), del sax baritono, delle note “medio-basse” della chitarra, quando poco. E annessi e connessi. Se è troppo poco C e troppi A e B può contribuire al famoso “basso gommoso”.
D: Se è poco si perde “effetto presenza” se è troppo aiuta ad emergere i difetti della C.
E: Se è poco diminuisce “effetto presenza” se è troppo interviene il “pungente/fastidio”.
F: Caratterizzazione ed “articolazione” degli strumenti solisti e delle voci, specie femminili.
G: Apertura della timbrica degli strumenti aventi spettri “bassi ma non bassissimi”. Se è troppo “archi alla corda”.
H: Apertura/spaziosità del 99% degli strumenti e dei “rumori”, applausi compresi. Se è eccedente comporta il famoso effetto durezza, freddezza, fastidio, “effetto cupole rigide” e/o “meno setosità” della gamma alta.
I: Queste cominciano ad essere alte frequenze “vere”, solo armoniche “aifai” e rifinitura, anche “spaziale”.
L: Come I, anzi meglio, ma solo per chi li sente davvero. Ariosità… Leggerezza e setosità dell’estremo alto.
C, F & G insieme: transienti più o meno “veloci”…

Inoltre…
Alcune risultanze sperimentali ripetibili di una “prova d’ascolto” condotta “molto seriamente” il 7 agosto 2004:

Di Maurizio Jacchia:

“…1. Che il TFS è uno strumento straordinario per quello che abbiamo fatto e, spero, continueremo a fare. In campo abbiamo messo quattro ampli valvolari di potenza da piccola a media. Regolando il livello per l’impossibilità di saturare abbiamo ottenuto un livello accettabile ma, credo di poter parlare a nome di tutti, almeno tre dB in più li avremmo graditi. Questo significa che con una cassa tradizionale avremmo dovuto usare il cornetto acustico. Badate che non si trattava di monotriodi da 3W, si arrivava sempre comunque sopra i 10W. Questo porta alla certezza che altri gruppi di ascolto siano soliti trarre conclusioni, e a Roma così avevamo fatto, ascoltando continue e reiterate saturazioni dell’ampli. Peraltro, con casse “raffinate” da 86-88 dB il concetto è estendibile alla fascia di amplificatori da > 60W. Il tutto, ricordo, con una cassa dal suono mooolto buono.

2. Che il primo ampli, commerciale, è stato scartato ad orecchio, e strumentalmente ha manifestato problemi intollerabili di motor-boating sulle basse, bassissime frequenze.

3. Che il gruppo di ascolto era così poco fondamentalista da essere finito ad ascoltare per le prove un disco proposto dal sottoscritto, l’unico veramente analfabeta da punto di vista musicale.

4. Che vi erano differenze, ad orecchio, fra TUTTI gli amplificatori e che siamo perfino stati in grado di esprimere un preferito direi condiviso da tutti.

5. Che il pezzo musicale da scelgiere mancando la commutazione diretta deve avere inizio e fine con livello moooolto simile, altrimenti si mettono in dubbio degli strumenti calibrati SIT ogni anno.

6. Che le differenze di risposta in frequenza ai morsetti dei vari oggetti, che spero di postare in giornata, sono distinguibili da sole, riprodotte con cool edit nella loro globalità, 20-20kHz, 10 volte su

7. Che purtroppo una delle cose che fanno incaz.. della risposta in frequenza è che la variazione può essere, nelle preferenze, neutra, migliorativa, peggiorativa, in relazione all’ambiente, il pezzo, i gusti. Questo gioca contro la possibilità di rilevazione eppure si rileva sempre. Mette anche in evidenza differenze di terminologia, c’erano almeno due ottave di differenza fra “l’aperto” di Renato ed il mio. Anche sopra la definizione di medio-basso il sottoscritto ha mostrato di avere dei problemi. Non esiste altra via se non quella da noi seguita per uniformare, col tempo, il vocabolario.

8. Che la psicoacustica pesa enormente e che Xxxxxx ne è il più immune del gruppo e lo è per carattere. Basta conoscerlo, per capire perchè. Altra certezza e che chi pensa di esserene immune o di “controllarla” sarà colui che ne è maggiormente affetto.

9. Che si sia a mala pena riusciti a togliere la crosticina di quel che c’è da fare.

10. Che la variabilità della risposta in frequenza non abbia spiegato tutto quel che abbiamo sentito ma che sia talmente avvertibile come tale da essere un ostacolo insormontabile se non messa assolutamente sotto controllo e possibilmente eliminata. …”

E allora:

Sistema a tre vie in cassa chiusa “Delta Due”, versione 2,3

Andiamo ora a confrontare due risposte in frequenza esibite dalla stessa cassa a tre vie (rilevate nelle stesse identiche condizioni nello stesso ambiente), ma con due diverse versioni del suo filtro di crossover, differenti solo per la attenuazione del midrange ed una piccola variazione del Q della parte passa-basso della cella di filtraggio del woofer.
Ciò che questi grafici consentono di valutare qualitativamente (una valutazione quantitativa è resa difficile a causa della scala volutamente compressa al fine di poter valutare meglio l’andamento generale, al di là delle perturbazioni localizzate sempre presenti in questo tipo di misure) è un andamento che presenta una gamma media al di sotto dei 1000 Hz leggermente attenuata nel grafico relativo alla versione 2.4 rispetto al livello esibito in quello relativo alla versione 2.3.

Sistema a tre vie in cassa chiusa “Delta Due”, versione 2.4

All’ascolto, la risposta delle Delta Due in versione 2.4, dotata (a confronto con la 2.3) di un livello relativo delle parti più bassa e più alta dello spettro in lieve maggiore evidenza rispetto ad una parte della gamma media, offre un minor “effetto presenza” ed una “conseguente” maggiore sensazione di “profondità” di tutta la scena acustica.
In pratica, sia pure di poco, la versione 2,3 offre un ascolto più “monitor” mentre la 2.4 una scena più “ampia e profonda”.

Risposta NPS-1000 Classic singola

Se ora passiamo ad osservare a confronto dei due grafici appena visti anche una risposta rilevata su una cassa NPS-1000, notiamo che il suo andamento generale tende ad avere almeno una parte della gamma media (in questo caso si tratta di quella attorno ai 1000 Hz) leggermente arretrata come nella versione 2.4 delle Delta Due riprodotta qui sopra, sia pure con una parte attorno ai 2,5 kHz in maggiore evidenza (ad aiutare la definizione e la articolazione degli strumenti solisti e delle voci senza aumentarne eccessivamente l’”effetto presenza”).

Dobbiamo comunque tenere presente che, nel caso di casse NPS e in particolare proprio le NPS-1000, vi è un altro aspetto, che può influire sulla sensazione di profondità della scena acustica soggettiva. Aspetto che è descritto abbastanza compiutamente qui, e che potrebbe presentarsi anche con realizzazioni non NPS, ma dotate comunque di caratteristiche di dispersione in funzione della frequenza (magari anche a causa di orientamenti od installazioni particolari) tali da potersene avvantaggiare.

L'articolo Presenza e profondità sembra essere il primo su Renato Giussani.

grafico 1

Il risultato è che la misura che venne prodotta e pubblicata su AUDIO era molto simile a quella qui a lato, riferentesi alla risposta ad 1 metro di distanza sull’asse del tweeter di un sistema (il The Audio Speaker 1.3) che presenta una distanza woofer-midrange simile a quella che nella 7/06 separa il woofer dal mid-basso.

Nonostante il vistoso buco nella risposta all’incrocio woofer/mid-basso (provocato dal grande sfasamento fra le emissioni dei due componenti misurati da quella posizione anomala) e lo squilibrio di livello woofer/medio-alti (che, peraltro, nelle sue risposte in ambiente, giustamente, non si evidenziavano) il giudizio complessivo del test fu abbastanza lusinghiero, il che mi lasciò non poco perplesso…

Poco tempo dopo la pubblicazione della prova su AUDIO (ricordo che mi sto riferendo alla rivista originale, quella USA) ebbi l’occasione di incontrare Heyser al Consumer Electronics Show e gli feci notare l’errore e l’incongruenza e gli chiesi una rettifica. Fra l’altro gli dissi che le mie misure non avevano mai rilevato buchi simili se non a distanza ravvicinata, mentre alla normale distanza d’ascolto era sempre stato tutto OK.

Come se avessi parlato al vento.

Ne approfittò per tenermi una lezione sul fatto che le casse acustiche hanno un impedenza non resistiva e che sarebbe stato interessante per me misurare anche la fase del carico.

Inutilmente tentai di parlargli (in inglese, ben inteso dato che il genio, ovviamente, l’Italia nemmeno sapeva dove fosse) delle prove pubblicate ogni mese su Audio Review, con in bella evidenza sia il modulo che l’argomento dell’impedenza, mentre non riuscii neanche ad iniziare a parlare delle nostre avanzatissime misure di MIL e di MOL…
Le sue misure secondo lui erano giuste, e basta.

grafico 2

Il grafico accanto è quello che avrebbe potuto pubblicare su AUDIO se si fosse degnato di fare la misura (sia pure in campo libero) ad 1,1 metri dalla quota della base della cassa ed a 2,5 metri dal pannello frontale. Come si vede, il buco sui medio-bassi non c’è, come era logico aspettarsi da una cassa che, tutto sommato, che suonasse bene lo aveva capito e dichiarato anche lui. Anche se, inspiegabilmente, non aveva capito se la eccezionale stabilità della prospettiva stereofonica che aveva ascoltato era dovuta al DSR o no. E a cos’altro? Visto che era l’unica caratteristica delle 7/06 cui si potesse ragionevolmente far risalire una così marcata differenza, sotto questo aspetto, rispetto a tutti i sistemi convenzionali.
Un genio, lo era senz’altro, e mi dispiace che non sia qui con noi per farsi tradurre e leggere queste brevi note, ma un po’ di modestia non avrebbe certamente guastato.

PS: Le risposte pubblicate sono le simulazioni delle risposte in frequenza, calcolate con Cross-PC 4.0, per un sistema The Audio Speaker 1.3 (ad 1 m di distanza sull’asse del tweeter GRAF.1 ed a 2,5 m di distanza e 110 cm dalla quota della base della cassa GRAF.2), senza introdurre il calcolo delle variazioni introdotte dalla presenza del pavimento.

Audio Classics

Audio

Ed ecco le conclusioni della prova pubblicata sul n. di novembre 1983 di AUDIO Magazine (gentilmente offerto da Michael Sastra di Audio Classics. Grazie Michael!) ed il grafico “incriminato”.
Piano and human voice, the two most difficult sources, are accurately reproduced, with no change in sound balance over the important frequency range which covers the octave below Middle C through the octave above Middle C. Spectral response in the frequencies above this range suffer from small irregularities, but, on the whole, these frequencies are reproduced well. I tried various combinations of the three equalizer settings, and I believe that the best overall spectral balance is obtained with the reference positions identified by ESB as “Normal.”
This system can handle very high sound pressure levels with ease, but I sensed a tendency for certain program material to get “blasty” at high levels; female vocal and horn seemed to be the most bothered by this problem in my opinion. Subsequent technical measurements revealed this to be the equivalent of a “wolftone” about two octaves above Middle C. (This is discussed under “Measurements.”)

Stereo imaging is excellent, and the stereo illusion remains intact at all reproduction levels-soft to extremely loud. I cannot say whether ESB’s “Distributed Spectrum” concept was the cause, but the stereo image is solid and not materially influenced by where one sits.

I was favorably impressed by the sound of the system when I first heard it at the January 1983 CES, and remained impressed when-given the opportunity to run it through its paces. lf one places it on a firm platform, so it will not readily topple, and throws the grille away, the sound is excellent.
Richard C. Heyser

Misura Heyser

Inoltre, la risposta su tutta la gamma fino ai 1.000 Hz visibile su questo grafico risente probabilmente degli effetti di alcune riflessioni non ben filtrate dalla finestratura temporale scelta per la misura, che potrebbe avere influito anche sul livello rilevato, accentuando l’andamento in salita della curva causato già dalla rilevazione della risposta da distanza troppo ravvicinata, che ha posto il microfono molto più vicino a tweeter e mid-alto che a mid-basso e woofer.

107th Convention
Jacob K. Javits Center
New York. New York, USA
1999 Sept. 24-27

TECHNICAL COUNCIL “OPEN HOUSE” RECEPTION AND RICHARD C. HEYSER MEMORIAL LECTURE
Saturday, September 25
5:00 PM

This year’s Technical Council Open House Reception introduced a new feature, The Richard C. Heyser Memorial Lecture, which was established May 1999 by the Audio Engineering Society Technical Council and Board of Governors to honor the memory of Richard Heyser. Mr.Heyser was a scientist at the Jet Propulsion Laboratory of the California Institute of Technology, an inventor who was awarded nine patents in the field of audio and communication techniques, including time-delay spectrometry. He also was widely known for his patience and ability to clearly present and communicate new and complex technical ideas. Mr. Heyser generously aided the Society not only through his technical contributions, but also through his service to its growth and organizational development as an AES Governor and the Silver Medal recipient. He died in March 1987 shortly before he was able to assume office as the President of the Society.
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Personalmente ho invece constatato quasi sempre un grave degrado della dinamica massima conseguibile:

il carico offerto da ciascuna via all’amplificatore è spesso fortemente reattivo (cioè, molto diverso da “resistivo”) e nessun amplificatore mostrerà mai di gradire un simile carico di più di uno che presenti rotazioni di fase più contenute.

Tutte le vie

Grafico del modulo e dell’argomento dell’impedenza del kit The Audio Speaker 1.3 con tutte le vie collegate ai morsetti di un unico ingresso. I valori assunti dall’argomento dell’impedenza sono abbastanza contenuti su gran parte dello spettro audio.

Solo via alti

In questo caso è stato simulato il carico offerto dalla sola via alti (il tweeter filtrato).
Come si vede, la fase dell’impedenza assume valori capacitivi piuttosto alti anche in corrispondenza di valori del modulo non altissimi. Ad un amplificatore collegato alla via alti, che riproduca un segnale contenente molte frequenze medio-alte, verrà richiesta una corrente molto maggiore che nella condizione di mono-amplificazione.

Ulteriori considerazioni del 26 febbraio 2014

Ipotizziamo di utilizzare i due canali di uno stesso amplificatore stereo per alimentare separatamente la via bassi e la via alti di un diffusore che lo consenta (magari solo perché è predisposto per il bi-wiring, ovvero l’alimentazione con due cavi invece di uno solo).

Con la implementazione normalmente adottata per la multiamplificazione passiva invieremo a ciascun canale dell’amplificatore l’intero spettro di frequenze del segnale che vogliamo inviare al diffusore..
Un canale trasferirà poi questo segnale alla via bassi, che tramite il suo filtro limiterà lo spettro di frequenze inviato agli altoparlanti della via bassi, mentre l’altro canale funzionerà allo stesso modo relativamente alla via alti.

Orbene. Dato che ciascuno dei nostri due canali si troverà ad amplificare l’intero segnale musicale, si vedrà costretto a restituire alla sua uscita l’intera gamma dinamica. Ovvero tutti i picchi, esattamente come quando ai suoi morsetti fosse collegato lo stesso diffusore in mono-amping.
Il suo limite di saturazione (clipping) dipendente dalla massima tensione erogabile rimarrà quindi esattamente lo stesso nelle due situazioni (mono-amping e bi-amping).
Viceversa, la richiesta di corrente, come abbiamo già visto nella prima parte di questa pagina online da molti anni, nella maggior parte dei casi (anche se non tutti) aumenterà.

Ecco quindi che, se nella configurazione bi-amping l’uso di due amplificatori invece di uno solo, qualcuno dovesse percepire dei miglioramenti, questi sarebbero molto probabilmente associabili a semplici e normalissimi fenomeni psicoacustici, la cui natura è completamente spiegata in altre pagine di questo stesso sito.

L’unico caso in cui il bi-amping potrebbe offrire davvero prestazioni migliori rispetto al mono-amping, è quando l’impedenza del diffusore completo dovesse presentare un minimo dell’impedenza molto accentuato proprio in corrispondenza all’incrocio fra la via alti e la via bassi, e tale minimo coincidesse proprio con le frequenze che con il segnale adottato (e ascoltato) fossero quelle statisticamente maggiormente responsabili della massima richiesta di potenza.

Viceversa, la possibilità del collegamento bi-wiring offerta da molti diffusori va vista con grande favore, perché consente di ridurre la resistenza e l’impedenza dei cavi di collegamento ampli-casse senza dover fare uso di cavi unici troppo grossi, spesso poco flessibili e sicuramente piuttosto costosi.

L’errore più comune

Quando gli appassionati cercano di adottare la multiamplificazione passiva, in luogo del mono-amping, e optano per il bi-amping “orizzontale” invece del “verticale”, si trovano spesso (per scelta o per necessità) ad alimentare le vie bassi dei loro due diffusori con un amplificatore e le vie alti con uno differente.
Ora, avviene che quasi sempre due amplificatori diversi siano caratterizzati da sensibilità differenti.

Ragioniamo un attimo: perché la risposta in frequenza dei nostri diffusori (nel passaggio da mono-amping a bi-amping) non vari, è obbligatorio che la tensione fornita dagli ampli all’ingresso della via bassi e all’ingresso della via alti abbiano valori identici, esattamente come quando la via bassi e la via alti sono connesse in parallelo (nel mono-amping).
Ma, se i due ampli di cui sopra sono differenti, questo non potrà avvenire. E con il nostro bi-amping “casereccio” si otterrà quindi una risposta in frequenza complessiva dei diffusori che presenterà una esaltazione della via bassi rispetto alla via alti o viceversa, a seconda di quale dei due finali impiegati per le due vie è più o meno sensibile.

Da cui deriveranno immediatamente sensazioni d’ascolto molto diverse rispetto al mono-amping.
Sensazioni perfettamente giustificabili, viste le diverse risposte in frequenza, ma che verranno considerate migliorative o peggiorative essenzialmente in relazione al programma utilizzato ed ai gusti dell’ascoltatore.

E tutto ciò con la vera alta fedeltà, come potete facilmente intuire, ha ben poco a che vedere…

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