Vibrational Modes of a Rectangular Membrane – The (1,1) mode

Vibrational Modes of a Rectangular Membrane – The (1,2) mode

Vibrational Modes of a Rectangular Membrane – The (2,1) mode

Vibrational Modes of a Rectangular Membrane – The (2,2) mode

Accoppiano il punto dell’apparecchio che vi poggia sopra e disaccoppiano (in modo dipendente dalla rigidità e dai modi di vibrazione dell’apparecchio) tutto il resto…

Le punte non fanno quasi mai bene e fanno invece quasi sempre male, a causa del disaccoppiamento della superficie inferiore, che la presenza delle punte nel ruolo di elementi di appoggio mette in condizione di vibrare con uno smorzamento inferiore rispetto all’uso di feltri o gommini.

L’unica situazione nella quale i miglioramenti “percepibili” all’ascolto possano derivare da effettivi miglioramenti fisici (e non da normalissimi effetti psicoacustici), riguarda giradischi, diffusori molto leggeri ma con woofer grandi (caso più unico che raro, nella vera hi-fi) e amplificatori a valvole (i cui tubi, alla ricerca della massima insensibilità a sollecitazioni esterne, dovrebbero essere comunque dotati di anelli smorzanti).

Per ognuno di questi casi, un qualunque metodo di riduzione delle vibrazioni cui possano essere soggetti potrebbe comportare qualche minimo vantaggio. Sempre che, nonostante la leggerezza, la loro struttura sia quantomeno “molto” rigida.

Molto meglio però che l’apparecchio che vogliamo “bloccare” sia appoggiato su un piano d’appoggio rigido e pesante tramite l’intera superficie inferiore interponendo un foglio di materiale smorzante (ad esempio moquette).

Una alternativa può consistere nel rivestire tutte le superfici con lamine di piombo, che con il loro peso e la loro plasticità combatteranno in modo ottimale tutte le risonanze più importanti (quelle delle superfici, appunto).
Ed infatti questa è esattamente la soluzione che è stata scelta per i diffusori GR Delta Butterfly One.

Poi, se a qualcuno (molti,purtroppo, oltretutto pesantemente plagiati perfino da costruttori di gran nome) sembra che il suo impianto per ogni punta che aggiunge migliori… Ne usi anche 100…

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Frequenza di Schroeder

A seconda della posizione della sorgente in relazione a quella di ventri e nodi delle stazionarie stesse, variabile con la frequenza, ne verranno energizzate maggiormente alcune a scapito di altre.

Figura 1

Figura 1 – Andamento della velocità delle molecole d’aria. I nodi e i ventri della pressione acustica hanno posizioni invertite (alle estremità vi sono due pareti perfettamente riflettenti).

Queste sono le semplici considerazioni in base alle quali è stato deciso che fosse bene anche da questo punto di vista che il sistema GR NPS-1000, che per la sua struttura NPS lo consente, fosse dotato di ben 6 sorgenti di bassa frequenza al di sotto dei 140 Hz e 10 fino a circa 300 Hz dislocate in posizioni molto lontane nell’ambiente.
Ottenendo di “energizzare” il maggior numero possibile di onde stazionarie in modo il più uniforme possibile, ovvero di rendere la risposta in ambiente su quel range di frequenze il più regolare possibile.
Cosa che è stata poi verificata quando, cercando di migliorarla ulteriormente con l’uso di DRC e/o di KRK Ergo, si sono ottenuti miglioramenti assolutamente minimali.

Figura 2

La figura 2 evidenzia chiaramente che la posizione del woofer dei sistemi GR Delta 4 vicino al pavimento (una delle due laterali. L’altra è il soffitto) è la sola che permette di eccitare tutte le stazionarie indipendentemente dalla loro lunghezza d’onda. E, date la grande massa e la grande riflettenza acustica del pavimento di qualsiasi ambiente, ciò avviene in modo poco variabile al variare delle caratteristiche costruttive dell’ambiente stesso. Ottenendo quindi anche con i sistemi GR Delta 4 molti dei vantaggi offerti dall’uso delle numerose sorgenti di basse frequenze dei sistemi NPS.

GR NPS-1000

Da http://mariobon.com/Articoli_Glossario/ambiente_01.htm (Mario Bon):

“…In qualsiasi ambiente chiuso (con pareti parallele e non parallele) si formano delle onde stazionarie (dette anche modi propri di risonanza o modi normali). A bassa frequenza questi modi cadono a frequenze ben separate tra loro mentre, aumentando la frequenza, diventano sempre più numerosi e ravvicinati fino ad essere indistinguibili. Ne segue che lo stesso ambiente deve essere studiato in modo diverso: a bassa frequenza si deve tenere conto del contributo di ciascun singolo modo mentre alle frequenze più alte si può usare il metodo statistico. Questi due range di frequenza sono separati dalla “Frequenza di Schroeder” che rappresenta il limite superiore per il calcolo deterministico ed il limite inferiore per il calcolo statistico.
Non è difficile prevedere la risposta in potenza di un diffusore acustico, ad una distanza pari a 3 o 4 volte la distanza critica, per frequenze superiori alla frequenza di Schroeder. Il fatto è che questo tipo di risposta è poco interessante perché riguarda una regione dove il suono riverberato è dominante (bassa Chiarezza).

L’effetto dei modi normali dell’ambiente è quello di creare un campo acustico non omogeneo per cui in alcuni punti certe frequenze sono esaltate mentre in altre sono fortemente attenuate. Se non bastasse i modi normali si estinguono lentamente dando origine a fastidiose “code sonore” o rimbombi che limitano la Chiarezza e provocano fatica da ascolto…”

In conclusione
Più il campo stazionario è irregolare (condizioni standard in normali ambienti con due soli woofer lontani dal pavimento e dalla parete posteriore) e più le code sonore delle frequenze poste inevitabilmente in maggiore evidenza risulteranno individuabili e fastidiose.
Più il campo è uniforme (Delta 4 vicine alla parete posteriore e/o GR NPS-1000) e minori saranno le possibilità per questo effetto negativo di estrinsecarsi.

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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.

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